2021年河南省安陽市第十六中學高二物理上學期期末試卷含解析

2021年河南省安陽市第十六中學高二物理上學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如下圖所示，兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導軌左端連接一個電阻。一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導軌上。在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應強度大小為B。對桿施加一個大小為F、方向平行于導軌的恒力，使桿從靜止開始運動，已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v，之后進入磁場恰好做勻速運動。不計導軌的電阻，假定導軌與桿之間存在恒定的阻力。求：(1)導軌對桿ab的阻力大小Ff？(2)桿ab中通過的電流及其方向？(3)導軌左端所接電阻R的阻值？參考答案：1)桿進入磁場前做勻加速運動，有F－Ff＝ma①v2＝2ad②

(3分)解得導軌對桿的阻力Ff＝F－.③

(1分)(2)桿進入磁場后做勻速運動，有F＝Ff＋FA④桿ab所受的安培力FA＝IBl⑤解得桿ab中通過的電流I＝⑥

(3分)桿中的電流方向自a流向b.⑦(3)桿ab產(chǎn)生的感應電動勢E＝Blv⑧桿中的感應電流I＝⑨

(2分)解得導軌左端所接電阻阻值R＝2－r.⑩

(2分)2.(單選)一段長為L，電阻為R的均勻電阻絲，把它拉制成3L長的均勻細絲后，切成等長的三段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為（

）A.R／3

B.3R

C.R／9

D.R參考答案：D3.如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導體框架cdef上，棒ab與框架接觸良好．從某一時刻開始，給這個空間施加一個斜向上的勻強磁場，并且磁場均勻增加，ab棒仍靜止，在磁場均勻增加的過程中，關(guān)于ab棒受到的摩擦力，下列說法正確的是()A．摩擦力大小不變，方向向右B．摩擦力變小，方向向左C．摩擦力變大，方向向左D．摩擦力變大，方向向右參考答案：D4.如圖所示，在真空室中有兩塊長為L的水平金屬板，板間的距離為d，有一質(zhì)量為m的小油滴，電荷量為q，自上極板的表面處從左側(cè)以一初速度v0進入板間，當它運動到兩極板間區(qū)域的正中央時，給兩極板加電壓U，使小油滴受到向上的電場力開始做勻速直線運動，則

（

）A．小油滴進入板間的初速度B．兩極板所加電壓為C．小油滴一定從下極板的右側(cè)射出D．小油滴一定會打在下極板距離右側(cè)處參考答案：ABD5.將交變電壓加在阻值為的電阻兩端，電路中的交變電流的圖象如圖所示，由圖可知

A．用交流電流表測量該電流示數(shù)約為7.07AB．電阻消耗的功率為1000WC．該交流電瞬時值表達式為i=10sin628t(A)D．用交流電壓表測其讀數(shù)為7.07V參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖一帶電小球質(zhì)量為m，帶電量為+q，以初速度V與水平方向成30°角射向空間勻強電場區(qū)域，小球恰好做直線運動。求勻強電場的最小場強的大小為__________場強方向與速度方向夾角為__________。參考答案：

(1).；

(2).;解：根據(jù)題意可以知道,粒子恰好做直線運動,則其所受合力與速度方向在同一條直線上,作出力的合成圖如圖所示,可以知道,當電場力與速度垂直時,電場力最小,

電場力最小值為:

解得：

因為小球帶正電,則此場強方向上垂直直線向上,與速度方向的夾角為

綜上所述本題答案是：；【點睛】根據(jù)題意作出小球的受力分析圖,根據(jù)圖象可以知道當電場力與速度垂直時電場力最小,在根據(jù)三角形相關(guān)知識求解電場力的大小和方向.7.放在粗糙水平地面上的物體，在10N的水平拉力作用下，以3m/s的速度勻速移動了5s，則拉力對物體做了

J的功，拉力的功率為

W參考答案：

150

、

30

8.有輸出電壓恒定為9伏的電源一個，最大電阻為50歐的滑線變阻器一個，最大阻值為100歐的電阻箱一個，規(guī)格是“9伏、9瓦”的紅燈及“6伏、9瓦”的綠燈一個。（1）請設(shè)計一個電路，用滑線變阻器來控制燈的明暗變化，要求滑線變阻器的滑片從最左端向右移動時，綠燈由亮逐漸變暗直至熄滅，而紅燈由熄滅到越來越亮直至正常發(fā)光；當滑線變阻器的滑片從最右端向左移動時，紅燈逐漸變暗直至熄滅，而綠燈由熄滅到越來越亮直至正常發(fā)光。請在右邊方框中畫出電路圖。（2）所提供的電阻箱在本電路中的作用是

它的阻值取 。參考答案：9.（1）某同學利用假期進行實驗復習，驗證電磁感應產(chǎn)生的條件。他通過如圖所示實驗，觀察到以下實驗現(xiàn)象：①把磁鐵插入線圈時，線圈中有感應電流；②把磁鐵放在線圈內(nèi)不動，線圈中無感應電流；③把磁鐵從線圈中拔出，線圈中有感應電流。這次實驗表明，穿過閉合線圈的磁通量

（選填“變化”或“不變化”），線圈中就有感應電流。

參考答案：變化

10.在如圖所示的實驗裝置中，已知靈敏電流計的電流從“＋”接線柱流入時指針從刻度盤正中間向右偏，從“—”接線柱流入時指針向左偏。（螺線管A線圈上端與左側(cè)接線柱相連，線圈下端與右側(cè)接線柱相連）(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏。(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動時，電流表指針向____偏。參考答案：(1)右(2)右

11.用接在50Hz交流電源上的打點計時器，測定小車速度，某次實驗中得到一條紙帶，如下圖所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取一個記數(shù)點，分別標明0、l、2、3、4……，量得0與1兩點間距離x1=30mm，3與4兩點間的距離x2=48mm，則小車在0與1兩點間的時間間隔是

s，3與4兩點間的平均速度為

m／s。參考答案：0.1

、

0.4812.導體中的電流是5mA，那么在3.2秒內(nèi)有______C的電荷定向移動通過導體的橫截面，相當于______個電子通過該截面。參考答案：13.直流電動機M和電爐R1，并聯(lián)后接到直流電源上，已知電源的電動勢E=100V，電爐的電阻R1=19(認為電爐阻值恒定)，電路如圖。當開關(guān)s斷開時，電爐的功率是475W；當開關(guān)s閉合時，電爐的功率是304W、電動機的機械功率為1440W。則：電源的內(nèi)阻r=_____,電動機繞組的電阻R2=________參考答案：

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（5分）電磁波是一個大家族，請說出這個家族中的幾個成員（至少說出3個）參考答案：紅外線、紫外線、X射線等。15.真空中有兩個點電荷，所帶電量分別為和，相距2cm，求它們之間的相互作用力，是引力還是斥力．參考答案：，斥力．解：根據(jù)庫侖定律，則有：；同種電荷相互吸引，所以該力為“斥力”．【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握庫侖定律的公式，以及知道同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，在與水平面成θ角且連接電源的金屬框架上，放一長為L，質(zhì)量為M的金屬桿ab，磁場的磁感應強度為B，方向垂直框架所在的平面，當金屬桿中通有電流I時，它恰好沿金屬框架向下勻速運動，求金屬桿與金屬框架之間的動摩擦因數(shù)．參考答案：考點：導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化．專題：電磁感應——功能問題．分析：金屬棒ab勻速運動時，合力為零，根據(jù)平衡條件列式求出滑動摩擦力，即可求得動摩擦因數(shù)．解答：解：金屬桿勻速下滑時受到的重力、導軌支持力、滑動摩擦力和安培力平衡，則有

mgsinθ=BIL+f

N=mgcosθ又f=μN聯(lián)立解得μ=tanθ﹣答：金屬桿與金屬框架之間的動摩擦因數(shù)為tanθ﹣．點評：本題是通電導體棒在磁場中平衡問題，關(guān)鍵要正確分析受力情況，運用平衡條件求解．17.天花板上O點懸掛一單擺，繩子長度為0.99l，質(zhì)量分布均勻的實心小球質(zhì)量為m，直徑為0.02l，O點正下方0.1l處有一釘子P,如圖所示，現(xiàn)將單擺向左拉開一個小角度θ，并由靜止釋放,小球左右擺動過程中，偏角始終都小于5°，重力加速度為g。求：⑴單擺的振動周期；⑵小球從左擺到最低點時，繩子對小球的拉力大小。參考答案：解：⑴

擺長OA的單擺周期擺長PB的單擺周

由題意得

l1=l

l2=0.9l

單擺的振動周期

解得

⑵從靜止釋放到最低點，由機械能守恒得

在最低點

解得

18.如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0．在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸．（1）求初始時刻導體棒受到的安培力．（2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？參考答案：解：（1）初始時刻棒中感應電動勢：E=BLυ0棒中感應電流：I=作用于棒上的安培力：F=BIL聯(lián)立得：F=，安培力方向水平向左（2）設(shè)安培力做功為W1．彈力做功為W彈．由動能定理得：W1+W彈=0﹣又﹣W1=Q1，﹣W彈=Ep解得電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q1=mυ02﹣EP（3）由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等判斷：棒最終靜止于初始位置（彈簧原長處）由能量轉(zhuǎn)化和守恒得：Q=mυ02答：（1）初始時刻導體棒受到的安培力大小為，方向水平向左；（2）安培力所做的功W1等于EP﹣mυ02，電阻