2020年福建省龙岩市雁石中学高二物理下学期期末试卷带解析

2020年福建省龙岩市雁石中学高二物理下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. 关于磁感应强度，下列说法不正确的是
A．磁感应强度表示磁场的强弱
B．磁感线密的地方，磁感应强度大
C．空间某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
D．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中的受力方向
参考答案：
D
2. （单选）如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则（）
解：ABD、由于该波沿x轴的正方向传播，据波形平移法可知，质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向；由于波的传播特点可知，各质点在平衡位置附近上下做简谐运动，不会随波移动，所以质点PQ 的振幅相同，质点P不会向右移动，故ABD错误；
C、据波形图可知，A=0.05m，λ=4m，所以T===1s，由于时间t=3s=3T，所以质点Q通过的路程是12A=0.6m，故C正确．
故选：C．3. （单选）如图中，虚线右侧存在垂直纸面指向纸内的匀强磁场，半圆形闭合线框与纸面共面，绕过圆心O且垂直于纸面的轴匀速转动．线框中的感应电流以逆时针方向为正方向，那么下列选项中哪个
图能正确描述线框从图示位置开始转动一周的过程中，线框中感应电流随时间变化的情况( )
参考答案：
B
4. 如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为K=4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为
m1=2K g、m2=4K g．取g=10m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为（）
A. 5cm、10cm
B. 10cm、5cm
C. 15cm、10cm
D. 10cm、15cm
参考答案：
C
试题分析：以m1和m2为一个整体，所以弹簧S1的弹力为
，再以m2为研究对象，，故选C
考点：考查整体隔离法的问题
点评：本题难度较小，在分析上面弹簧弹力时，应以下面整体为研究对象，在分析下面弹簧弹力时应以m2为研究对象
5. 如图所示，A、B两物体相距x＝7 m，物体A以v A＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B 此时的速度v B＝10 m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度a＝－2 m/s2.那么物体A追上物体B所用的时间为（）
A．7 s B．8 s C．9 s D．10 s
参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 右图为一列横波在某一时刻的波形图，若此时质点Q的速度方向沿y轴负方向，则
（1）波的传播方向是______；
（2）若P开始振动时，N已
振动了0.02 s，则该波的频率为______Hz，波速是______cm/s．
参考答案：
7. 在磁感应强度为B = 0.2T的匀强磁场中，有一个垂直磁场方向放置的面积为S = 0.5m2的正方形线框，通过该线框的磁通量是 Wb，若将该线框绕它的一条边转过60o，通过该线框的磁通量是 Wb。

参考答案：
0.1，0.05
8. 右图为示波器的面板，一同学用该示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号.把电压信号接入示波器y 输入，当屏幕出现如图所示的波形时，应调节旋钮（选填“水平位移”或“竖直位移”），以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节旋钮或衰减旋钮（选填“Y增益”或“X增益”），或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.
参考答案：
竖直位移，Y增益
9. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=﹣0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为v=0.4m/s．波源的振幅均为A=2cm，如图所示为t=0时刻两列波的波形图，此刻x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点恰好开始振动．质点M的位于x=0.5m处．
（1）两波相遇的时刻t=0.75s；
（2）从t=0到t=1.5s的过程中，质点M运动的路程为12cm．
参考答案：
解：①两列简谐波的波前相距s=0.6m，s=2vt
解得：t===0.75s
②两列波经t=0.75s，相遇在PQ的中点M，所以，M点在t=0.75s时开始振动．
两列波的周期T===1s
两列波同时到达M点时，引起质点振动的方向均沿y轴负方向．所以，两列波在M点的振动加强，即M点的振幅为A′=2A=4cm．
t=1.5s时，M点振动了△t=0.75s，即．
根据简谐运动的周期性，M点运动的路程s=3A′=3×4cm=12cm
故答案为：（1）0.75；（2）12．
10. 一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动，角速度为240??rad/min ，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为2.0 V。

设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，则该线圈电动势的瞬时表达式为__________________；电动势在s末的瞬时值为_________。

参考答案：
e＝t??Em sin ＝t V?2 sin4 ； 1 V
11. 在真空中有两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为2×10－8C，相距20cm，则它们之间的相互作用力为______ _N，在两者连线的中点处，电场强度大小为__________N/C。

参考答案：
9×10－5 ， 3.6×104
12. 感应电动势的大小与______________成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是
_____________。

参考答案：
13. 如图所示，把电荷量为－5×10－9 C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能
________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若A点的电势φA＝15 V，B点的电势φB ＝10 V，则此过程中电场力做的功为________J。

参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. “探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1=15g，原来静止的被碰小球m2=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x﹣t图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是，入射小球碰撞后的m1v1是，被碰小球碰撞后的m2v2是，由此得出结
论．
参考答案：0.015kg?m/s；0.0075kg?m/s；0.0075kg?m/s；碰撞中mv的矢量和是守衡的量．
【考点】验证动量守恒定律．
【分析】由速度图象求出小球的位移与对应的时间，由速度公式求出小球的速度，然后根据动量的计算公式求出小球的动量，最后分析实验数据得出实验结论．
【解答】解：由图象可知，碰前入射小球的速度：
v1===1m/s，
碰后入射球的速度：
v1′===0.5m/s，
被碰球碰后的速度：
v2===0.75m/s，
入射球碰前的动量：p=m1v1=0.015kg?m/s，
入射小球碰撞后的m1v1′=0.0075kg/s，
被碰小球碰撞后的：m2v2=0.0075kg?m/s，
碰后系统的总动量：p′=m1v1′+m2v2′=0.015kg?m/s．
通过计算发现：两小球碰撞前后的动量相等，即：碰撞中mv的矢量和是守衡的量．
故答案为：0.015kg?m/s；0.0075kg?m/s；0.0075kg?m/s；碰撞中mv的矢量和是守衡的量．
15. 下图中是用伏安法测电阻的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
（1）待测电阻Rx（约100Ω）；
（2）直流毫安表（量程0～10mA，内阻约50Ω）；
（3）直流电压表（量程0～3V，内阻约5kΩ）；
（4）直流电源（输出电压4V，内阻可不计）；
（5）滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许的最大电流1A）；
（6）开关一个，导线若干．
根据器材规格和实验要求，在本题的实物图上连线．
参考答案：
如图所示；
图如图所示；
考点：伏安法测电阻
【名师点睛】本题考查了实验电路设计、连接实物电路图等问题，确定电流表采用内接法还是外接法、确定滑动变阻器采用分压接法还是限流接法是正确解题的关键。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 在一根长为2m的直导线中通入1A的电流，将导线垂直放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，求导线受到的安培力的大小？
参考答案：
由题意的：………(4分)
代入数据……(4分)
解得：F=1N……（2分）
17. 在如图所示的电路中，电源电压U恒定不变，当S闭合时R1消耗的电功率为9W，当S断开时R1消耗的电功率为4W，求：
（1）电阻R1与R2的比值；
（2）S断开时，电阻R2消耗的电功率是多少。

参考答案：
（1）S闭合时，电阻R1消耗的功率为P1==9W……………………1分
S断开时，电阻R1消耗的功率为P1'==4W……………………1分
由以上两式可得：R1:R2=2:1……………………2分
（2）S断开时 R1:与R2消耗的功率之比等于R1与R2之比，即…………2分所以，R2消耗的功率为W=8W………………2分
18. 图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻
R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化．求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）写出感应电流随时间变化的函数表达式；
（3）交流电压表的示数；
（4）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量．
（5）1min时间内外力对线框所做的功．
参考答案：
解：（1）交流发电机产生电动势的最大值E m=nBSω，
因为磁通量的最大值Φm=BS=2×10﹣2Wb，
，
则电动势的最大值V=200V；
（2）开始时磁通量最小，则电动势最大；故表达式e=E m cosωt=200cos100t；
（3）电动势的有效值：E===100V，
电压表示数为：U=IR=?R=×90=90≈127V；
（4）根据得，q=．
（5）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功：
W外=Q总=I2（R+r）t=1.42×（90+10）×60=11760J
答：（1）交流发电机产生的电动势的最大值为200V；
（2）感应电流随时间变化的函数表达式为e=200cos100t；
（3）交流电压表的示数为127V
（4）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量为0.02C．
（5）1min时间内外力对线框所做的功为11760J
【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．
【分析】（1）根据电动势最大值的表达式，结合磁通量的最大值，求出电动势的最大值；（2）根据开始时的电动势明确其函数关系，则可明确表达式；
（3）根据最大值确定有效值；
（4）根据法拉第电磁感应定律，结合磁通量的变化量求出通过电阻R的电量．（5）根据能量守恒定律及焦耳定律可求得外力所做的功．。