湖南省婁底市白揚(yáng)中學(xué)2021年高二物理期末試卷含解析

湖南省婁底市白揚(yáng)中學(xué)2021年高二物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖1為勻強(qiáng)電場的等勢面，相鄰等勢面相距2cm，則該勻強(qiáng)電場

A．方向豎直向下，場強(qiáng)E＝100V/mB．方向水平向左，場強(qiáng)E＝100N/CC．方向豎直向上，場強(qiáng)E＝100V/mD．方向水平向右，場強(qiáng)E＝100V/m參考答案：A2.下列物理量中與檢驗(yàn)電荷有關(guān)的是(

)A．電場強(qiáng)度E

B．電勢

C．電勢能

D．電勢差U參考答案：C3.關(guān)于分子運(yùn)動，下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動就是液體分子的熱運(yùn)動B．布朗運(yùn)動圖示中不規(guī)則折線表示的是液體分子的運(yùn)動軌跡C．當(dāng)分子間的距離變小時(shí)，分子間斥力和引力的合力可能減小，也可能增大D．物體溫度改變時(shí)物體分子的平均動能不一定改變參考答案：C4.如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動，線框轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為I，下列說法正確的是（）A．線框中感應(yīng)電流的有效值為2IB．線框轉(zhuǎn)動過程中穿過線框的磁通量的最大值為C．從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為D．線框轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為參考答案：BC【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理；焦耳定律；正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率．【分析】線圈中產(chǎn)生正弦式電流．感應(yīng)電動勢最大值Em=BSω，由E=及歐姆定律求解電流的有效值．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電流的定義式求出電量．根據(jù)Q=I2RT求解線框轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量．【解答】解：A、線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值Em=BSω，線框轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為I=Imsin=sin=，感應(yīng)電動勢有效值E=，感應(yīng)電流為I則電流的有效值為I′===I，故A錯(cuò)誤；B、由A可知，=I，則磁通量的最大值Φ=BS=，故B正確；C、從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為：q=I△t===，故C正確；D、線框轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量Q=t=，故D錯(cuò)誤；故選：BC．5.圖示的電路圖中，C2=2C1，R2=2R1下列說法正確的是（

）A．開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容C1的電量比C2的電量為1：2B．開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電容C1的電量比C2的電量為1：4C．開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容C1的電量比C2的電量為1：1D．開關(guān)處于接通狀態(tài)，電容C1的電量比C2的電量為1：4參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合圓形金屬線框，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞0點(diǎn)擺動．金屬線框從左側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到右側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。若你站在該實(shí)驗(yàn)裝置的右側(cè)，你所“看到”線框中感應(yīng)電流的方向是

。參考答案：7.一個(gè)質(zhì)量為70kg的人在電梯中用體重計(jì)稱重，發(fā)現(xiàn)電梯靜止時(shí)，體重計(jì)讀數(shù)為___________N；當(dāng)電梯以a=g向下做勻加速運(yùn)動時(shí)，體重計(jì)讀數(shù)為____________N。參考答案：700，08.（2分）一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生了狀態(tài)變化，在這個(gè)過程中外界對它做了450J的功，它放出了100J的熱量，則氣體內(nèi)能的增量是

。參考答案：

350J9.有一個(gè)電流表G，內(nèi)阻Rg=10Ω，滿偏電流Ig=3mA，要把它改裝成量程0—3V的電壓表，要與之___________（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)______Ω的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)阻是___________Ω參考答案：串聯(lián)；

990Ω；

1000Ω10.（6分）一閉合線圈有50匝，總電阻R=20，穿過它的磁通量在0.1s內(nèi)由8×Wb增加到1.2×Wb，則線圈中的感應(yīng)電動勢E=

，線圈中的電流強(qiáng)度I=

。參考答案：2V，（3分）0.1A（3分）11.一個(gè)正常發(fā)光的燈泡，兩端的電壓是36Ｖ，通過的電流是2A。這時(shí)燈泡的電阻是_________歐，它消耗的電功率是____________瓦。參考答案：12.質(zhì)量為m1=2kg的帶正電絕緣球A，在光滑水平面上，從無限遠(yuǎn)處以初速度10m/s，向另一個(gè)固定在水平面上帶同號電荷的絕緣球B靠近，B球的質(zhì)量為m2=3kg，在它們相距到最近時(shí)，總的動能為_________________J，A球具有的電勢能為________________J。參考答案：0

100

13.圖中給出的是螺旋測微器測量一金屬板厚度時(shí)的示數(shù)，讀數(shù)應(yīng)為_______mm.參考答案：

7.323三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，半導(dǎo)體材料的電阻率則隨穩(wěn)定升高而減小，PTC元件由于材料的原因有特殊的導(dǎo)電特性。（1）圖（甲）是某種金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖像，若用該電阻與電池（電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻不計(jì)）、電阻箱R'串聯(lián)起來，連接成圖（乙）所示電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到一個(gè)簡單的“金屬電阻溫度計(jì)”。①電流刻度較大處對應(yīng)的溫度刻度________（填“較大”或“較小”）②若電阻箱阻值R'＝150Ω，則圖（丙）中空格處對應(yīng)的溫度數(shù)值為________℃（2）一由PTC元件做成的加熱器，其1／R－t的關(guān)系如圖（?。┧尽Ｒ阎蛩闹苌岬墓β蕿镻Q＝0.1（t－t0）瓦，其中t（單位℃）為加熱器的溫度，t0為室溫（本題取20℃）。當(dāng)加熱器產(chǎn)生的熱功率PR和向四周散熱的功率PQ相等時(shí)加熱器溫度保持穩(wěn)定。現(xiàn)將此加熱器接到200V的電源上（內(nèi)阻不計(jì)），則加熱器工作的穩(wěn)定溫度為________℃參考答案：

(1).較小

(2).50℃

(3).70℃（左右均可）（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電路中電流與電阻R的關(guān)系，電路中電流越大，該電阻的阻值越大，由圖象可知溫度越高。當(dāng)電流為5mA時(shí)，由閉合電路歐姆定律求出電阻R的值，根據(jù)圖象讀出對應(yīng)的溫度；

（2）當(dāng)散熱功率和加熱器產(chǎn)生的熱功率相等時(shí)，溫度穩(wěn)定，建立等式可求出電阻與溫度的關(guān)系，作出圖象即可求出穩(wěn)定溫度；（1）①由題意可知，金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，故導(dǎo)體阻值變大，由閉合電路歐姆定律可知，溫度升高，電阻增大，則電流減小，故電流較大處對應(yīng)的溫度刻度較??；

②由圖可知，最大處電流為5mA；則由閉合電路歐姆定律可知，此時(shí)電阻由R-t圖象，根據(jù)數(shù)學(xué)得到，當(dāng)，；

（2）由題意得：，可得出與t的關(guān)系曲線如圖所示，兩圖象的交點(diǎn)為平衡狀態(tài)；由圖可知，恒定溫度應(yīng)為

【點(diǎn)睛】本題考查學(xué)生對圖象的理解及應(yīng)用，圖象法為物理中常用方法，應(yīng)學(xué)會熟練應(yīng)用。15.（1）為了探究影響平拋運(yùn)動水平射程的因素，某同學(xué)通過改變拋出點(diǎn)的高度及初速度的方法做了6次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。以下探究方案符合控制變量法的是______。序號拋出點(diǎn)的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.202.00.4020.203.00.6030.452.00.6040.454.01.2050.802.00.8060.806.02.40A.若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號為1、3、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)B.若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號為1、3、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C.若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號為2、4、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D.若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號為2、4、6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（2）三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：a.甲同學(xué)采用如圖甲所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把球沿水平方向彈出，同時(shí)球被松開，自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘打擊的力度，即改變球被彈出時(shí)的速度，兩球仍然同時(shí)落地，這說明_____

。b.乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置。兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC＝BD，從而保證小鐵球P、O在軌道出口處的水平初速度V0相等?，F(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度V0同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出。實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是P、Q兩球相碰。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明_____。c.丙同學(xué)采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運(yùn)動”的照片。圖中每個(gè)小方格的邊長為1.25cm，則該小球平拋的初速度大小為______m/s。（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）參考答案：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.內(nèi)蒙古擁有得天獨(dú)厚的風(fēng)力資源，是我國北部的風(fēng)能富集區(qū)。在2008年奧運(yùn)會之前分兩期興建了總裝機(jī)容量為12萬千瓦的風(fēng)力發(fā)電廠。建成后，若采用110kV電壓向北京輸電。已知從內(nèi)蒙古到北京的輸電線電阻為1Ω。(1)求輸電導(dǎo)線損耗的功率；(2)若為了降低損耗，把輸電電壓提高為220kV，求提高輸電電壓后比原來少損耗的功率。(3)為了進(jìn)一步節(jié)約能源，請你為輸電環(huán)節(jié)提出一條以上改進(jìn)措施。參考答案：17.有一玻璃半球，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對稱軸SO上（O為球心），且SO水平，如右圖所示。從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃半球內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半徑為R，玻璃折射率為，求光源S與球心O之間的距離SO為多大？參考答案：解：如圖所示，

（2分）

（1分）

（1分）可得：°，°

（2分）°

°

（2分）

（2分）18.（20分）在相對于實(shí)驗(yàn)室靜止的平面直角坐標(biāo)系中，有一個(gè)光子，沿軸正方向射向一個(gè)靜止于坐標(biāo)原點(diǎn)的電子，在軸方向探測到一個(gè)散射光子。已知電子的靜止質(zhì)量為，光速為,入射光子的能量與散射光子的能量之差等于電子靜止能量的。1．試求電子運(yùn)動速度的大小,電子運(yùn)動的方向與軸的夾角；電子運(yùn)動到離原點(diǎn)距離為（作為已知量）的點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；2．在電子以1中的速度開始運(yùn)動時(shí)，一觀察者相對于坐標(biāo)系也以速度沿中電子運(yùn)動的方向運(yùn)動(即相對于電子靜止)，試求測出的的長度。參考答案：解析：（1）由能量與速度關(guān)系及題給條件可知運(yùn)動電子的能量為

（1）由此可解得

（2）入射光子和散射光子的動量分別為和，方向如圖所示。電子的動量為，為運(yùn)動電子的相對論質(zhì)量。由動量守恒定律可得

（3）

（4）已知

（5）由（2）、（3）、（4）、（5）式可解得