2021-2022学年湖南省株洲市堂市中学高二物理上学期期末试卷含解析

2021-2022学年湖南省株洲市堂市中学高二物理上学期
期末试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合
题意
1. （单选）在图所示的电路中，电源的电压为U，RO为半导体热敏电阻，r、R1、R2是普
通电阻，设除热电阻外，其他均不受温度的影响，那么当环境温度升高后，关于各电表示
数的说法中正确的是（）
A．A增大，V1增大，V增大B．A增大，V1减小，V2增大C．A减小，V1增大，V2增大D．A增大，V1减小，V2增大
参考答案：
D
当环境温度升高后，R0减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析知，电路
中的电流增大，则A增大．电阻R1两端电压增大，则V2增大．电压V1测量R1、R2、R0
的总电压，其示数为U=E-Ir，I增大，E、r不变，则U减小，V1减小．所以A增大，V1
减小，V2增大．
2. （多选）有一束光射到放在空气中的平行玻璃砖的界面ab上，如图所示，下列说法中
正确的是（）
A．若光的入射角大于临界角，则光将不会进入玻璃砖
B．只要让光斜射向界面ab，光线就一定能进入玻璃砖
C．若光从界面ab进入并传播至界面cd，则光有可能不从界面cd射出
D．若光从界面ab进入并传播至界面cd，则光一定能从界面cd射出
参考答案：
解：A、B产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光从空气进入玻璃砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入玻璃砖．故A错误，B正确．
C、D由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识得知，光线在ab面上的折射角等于在cd 面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面cd射出，故C错误，D正确．故选：BD．
3. 如图所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为8V．如果他把电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（）
A．小于4V B．等于4V C．大于4V小于8V D．等于或大于8V
参考答案：
A
考点: 串联电路和并联电路
解：电压表接在R1两端，电压表的示数8V，则此时R2两端的电压为4V．把此表改接在两端R2时，由于电压表的内阻不是远大于R1 R2，电压表与R2并联的阻值小于R2，而R1与并联部分串联，总电压U=12V，则R1的电压大于8V，电压表与R2并联的电路的电压小于4V．
故选A
4. 如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的线框面积为S，共有n 匝，总电阻为r，外电路上接有一个阻值为R的定值电阻、理想交流电流表A和二
极管D。

线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，下列说法正确的是（）
A．一个周期内通过R的电荷量
B．R两端电压的有效值
C．交流电流表的示数一直在变化
D．若用一根导线连接M、N两点，电阻R上的功率不变
参考答案：
AB
5. (多选)如图所示三个同心圆是以点电荷—Q为圆心的等势面，下列说法正确的是
A．一个点电荷+q在B点所受的电场力比在A点的小
B.一个点电荷+q在B点具有的电势能比在A点的小
C．将同一电荷从B点移到D点，电场力做功比由B点移到C点多
D．将电荷+q由B点移到C点，电场力做正功
参考答案：
AD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 测得某平行板电容器两极板间电压为10V。

当该电容器所带的电量增加了2×10－7C时，两极板间电压增加了20V，则电容器原来的带电量为________C。

参考答案：
1×10－7
7. 有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系．然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是___▲____(填“A”或“B”)．另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知单摆摆长之比＝___▲___，在t＝2s 时b球振动方向是____▲___(填“＋y”或“-y”)．
参考答案：
B 、4/9 、+y
8. 静电场中任何两条电场线（选填：能，不能）相交，电场线的地方电场强度大。

（选填：正，负）电荷在电场中受到的电场力方向就是该店的电场方向，也就是电场线上该点
的方向。

参考答案：
9. 密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，其实验装置如图所示，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平放置的平行板之间．今有一带负电的油滴，不加电场
时，油滴由于受到重力作用加速下落，速率变大，受到的空气阻力也变大，因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落．若两板间加一电压，使板间形成向下的电场E，油滴下落的终极速率为v2.已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f＝
6πηrv计算(其中r为油滴半径，η为空气粘滞系数)．实验时测出r、v1、v2，E、η为已知，则
(1)油滴的带电量________．
(2)经多次测量得到许多油滴的Q测量值如下表(单位10－19C)
6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 14.48
分析这些数据可知____________．
参考答案：
(1) q＝
(2)在误差范围内，可以认为油滴的带电量总是1.6×10－19C的整数倍，故电荷的最小电量即元电荷为1.6×10－19C.
10. 如图所示，在同一水平面内宽为2m的两导轨互相平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为2A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感应强度大小为 T。

参考答案：
0.6
11. 如图所示，使闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在线圈中就会产生交流电。

已知磁场的磁感应强度为B，线圈abcd面积为S，线圈转动的角速度为?。

当线圈转到如图位置时，线圈中的感应电动势为______；当线圈从图示位置转过90°时，线圈中的感应电动势为______。

参考答案：
12. 一水平传送带保持2m／s的速度顺时针转动，某时刻将一质量为0.5kg的小物块轻轻放在传送带的最左端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带两轮轮心间的距离为3m，则物块运动到传送带最右端的时间为s；此过程中摩擦力对物块的冲量大小为。

（g取）
参考答案：
13. 产生多普勒效应时，波源的频率（填增大、减小或不变）。

参考答案：
不变；增大
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中
（1）以下关于本实验的措施中正确的是（选填下列选项前的序号）
A．摆角应尽量大些
B．摆线应适当长些
C．摆球应选择密度较大的实心金属小球
D．用停表测量周期时，应取摆球摆至最高点时开始计时
（2）用游标卡尺测量小球的直径，如图1所示的读数是mm．用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为s．
（3）若该同学测量了5种不同摆长与单摆振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图3所示的坐标中，图中个坐标点的标号分别对应实验种5种不同摆长的情况．请你在图中画出T2﹣l图线；利用图象求得重力加速度的表达式为g=（保留三位有效数字）．
（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，同学甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大．”同学乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个同学说法中．
A．甲正确B．乙正确C．两同学的说法都错误．
参考答案：
（1）BC；（2）10.50；100.2；（3）9.86；（4）A．
【考点】用单摆测定重力加速度．
【分析】（1）利用单摆测定重力加速度的原理是单摆的周期公式；摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动；为减小空气阻力的影响，摆球的直径应远小于摆线的长度，选择密度较大的实心金属小球作为摆球．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径．
（2）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；秒表分针与秒针示数之和是秒表示数．
（3）根据坐标系内描出的点作出图象；应用单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图示图象答题．
（4）考虑到空气浮力，可以用等效场的观点解释．
【解答】解：（1）A、在摆角小于5°的情况下单摆的运动可以看做简谐运动，实验时摆角不能太大，不能超过5°，故A错误；
B、实验中，摆线的长度应远远大于摆球的直径，适当增加摆线的长度，可以减小实验误差，故B正确．
C、减小空气阻力的影响，选择密度较大的实心金属小球作为摆球，故C正确．
D、用停表测量周期时，应从球到达平衡位置开始计时，这样误差小一些，故D错误；故选BC．
（2）由图示游标卡尺看做，其示数为：10mm+10×0.05mm=10.50mm；
由图示秒表可知，分针示数超过了半刻线，秒表示数为：60s+40.2s=100.2s；
（3）根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
根据单摆的周期公式：T=2π可知：T2=L，T2﹣L图象的斜率：
k====4，解得：g≈9，86m/s2．
（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，物体不只受重力了，加速度也不是重力加速
度，实际加速度要减小，因此振动周期变大，甲同学说法正确，故A正确；
故答案为：（1）BC；（2）10.50；100.2；（3）9.86；（4）A．
15. （每空2分，共8分）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.
（1）测摆长时测量结果如图10所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为_ ___cm；然后用秒表记录了单摆完成50次全振动所用的时间为100s.则用单摆测重力加速度得公式为________（用l,g,T表示）；测得当地的重力加速度为______ m/s2（保留三位有效数字）
（2）如果他测得的g值偏小，可能的原因是（）
A．摆单摆球质量太大
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了
C．用摆线的长度加上小球直径作为摆长
D．记录全振动次数的时候多数了一次高考资源网
参考答案：
（1）99.75——99.85cm , , 9.83-9.84 m/s2（2）B
（1）由图示可知，刻度尺的分度值为1mm，单摆摆长为99.80cm；
由单摆周期公式：可知，重力加速度：；
由题意可知，单摆周期：，
将实验数据代入，解得：；
（2）由单摆周期公式可知，重力加速度；测得的g值偏小，其原因是l偏小或者T偏大，故B正确。

故选B。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. (8分)如图所示，ABC是由折射率为的某种透明物质制成的直角三棱镜横截面（O为AB的中点），∠A=30°，则：
（1）平行光束以α=45°的入射角自AB边折射进入
棱镜后，请作出可能存在的典型光路图．（垂直于界面
的反射光线不必画出）
（2）作图分析并计算要使射入O点的光线能从AC
面射出，夹角α（如图所示）应满足什么条件？结果可用反三角函数表示。

参考答案：
⑴光线射向AB面的入射角i=45°,由折射定律有
，解得r=30°
设该透明物质的临界角为C，则，解得C=45°
光线射向AC面的入射角θ1=90°-r=60°>C，故发生全反射．
而θ2=θ1，故反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如图
⑵由几何关系可知，射向AC面的光线恰好发生全反射时r=15°，设此时，则有①
解得②
当α=180时入射角为90°，射向AC的光线，不会发生全反射，故要使射入O点的光线能从AC面射出，夹角α应满足③
17. （12分）如图所示：水平放置的纸板M上有直径8cm的圆孔，光屏N与M相距6cm，点光源S在圆孔中心正上方相距6cm处，在纸板上面放一厚度为cm的玻璃砖（盖住整个圆孔）时，光屏上光斑直径为20cm，求玻璃板的折射率？
参考答案：
解析：
如图所示：
18. 有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA。

要把它改装成量程0～3V 的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？
参考答案：。