2020-2021学年山东省济宁市第十五中学高二物理期末试题带解析

2020-2021学年山东省济宁市第十五中学高二物理期末试题含解析
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）在电场中，下列说法正确的是()
A．某点的电场强度大，该点的电势一定高
B．某点的电势高，检验电荷在该点的电势能一定大
C．某点的场强为零，检验电荷在该点的电势能一定为零
D．某点的电势为零，检验电荷在该点的电势能一定为零
参考答案：
D
2. 如图1所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂有金属验电箔片，若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象()
A．只有M端验电箔片张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔片张开，且N端带负电
C．两端的验电箔片都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔片都张开，且两端都带正电或负电
参考答案：
3. 有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是
A．温度传感器 B．压力传感器
C．生物传感器 D．红外线传感器
参考答案：
B
4. 一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V，当它接入220V照明电路上，这个灯将() A．灯不亮 B．灯丝将烧断
C．只能暗淡发光 D．能正常发光
参考答案：
D
5. 将通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．若仅将导线中的电流增大为原来的3倍，则导线受到的安培力的大小()
A. 增大为原来的3倍
B. 增大为原来的9倍
C. 减小为原来的1/3
D. 保持不变
参考答案：
A
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示是某弹簧振子的振动图象，从图象上可以看出，振动的的振幅为 cm，周期T= s，频率f= Hz。

参考答案：
2，0.8，1.25
7. 右图中，有两颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道可能是___________,不可能是_______.
参考答案：
8. 一质点沿直线运动，先以4m/s运动6s，又以6m/s运动了12m，全程平均速m/s。

参考答案：
4.5m/s
9. 如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，由图可知该金属的极限频率为▲ Hz，该金属的逸出功为▲ J（结果保留两位有效数字），斜率表示▲。

参考答案：
10. 如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O 为两电荷连线中点，AO=OB=L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点．现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g．该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是；经过O点时速度大小为
参考答案：
先减小后增大,
由题意知从A到O，电场力做正功，电势能减小，从O到B，电场力做负功，电势能增加，故电荷电势能的变化情况为先减小后增大；
设O点速度为V，由动能定理：-mgL+qUOA=011. 如图所示，一个偏心轮的圆心为O，重心为C，它们所组成的系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f，偏心轮以角速度ω绕O轴匀速转动，则当ω=________时振动最为剧烈，这个现象称为______。

参考答案：
2πf ，共振
12. (1)如图所示，(a)图中当电键S闭合瞬间，流过表G 的感应电流方向是________；(b)图中当S闭合瞬间，流过表G 的感应电流方向是________．
参考答案：
b→a a→b
13. 如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两极板间的带电尘埃恰保持静止状态，若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（）
A. 电容器的带电荷量不变
B. 尘埃仍保持静止状态
C. 电流计中有a到b方向的电流
D. 电流计G中有b到a方向的自由电荷量量定向通过
参考答案：
BCD
带电尘埃原来处于静止状态，电场力与重力平衡，将两板缓慢地错开一些后，分析板间场强有无变化，判断尘埃是否仍保持静止．根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析电量的变化，确定电路中电流的方向．
将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容减小，而电压不变，则电容器带电量减小。

故A错误。

由于板间电压和距离不变，则板间场强不变，尘埃所受电场力不变，仍处于静止状态。

故B正确。

电容器电量减小，处于放电状态，而电容器上板带正电，电路中
逆时针方向的电流，则检流计中有a→b的电流，即自由电荷由b到a方向的定向移动。

故CD正确。

故选BCD。

【点睛】本题电容器动态变化问题，要抓住电压不变，根据电容的决定式和电容的定义式
，以及平衡条件进行分析判断。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为
________mm.
参考答案：
4.592～4.594
15. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：
A．直流电源3V（内阻可不计）B．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω）C．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）D．滑动变阻器（10Ω，1A）
E．滑动变阻器（1kΩ，300mA） F 开关、导线若干（1）本实验中滑动变阻器选用D（填“D”或“E”）
（2）某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图1所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零．闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可确定断路的导线是d；若电压表示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线是h；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是g．
（3）下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图2所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线．
U（V）I（A）
0 0
0.5 0.17
1.0 0.30
1.5 0.39
2.0 0.45
2.5 0.49
（4）如图3所示，将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为4V的电路上，每个灯泡的实际功率为0.30w（结果保留两位有效数字）．
参考答案：
解：（1）由图1所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选
D．
（2）根据电路图电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后，发现电压表的
示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则判断断路的导线为d；若电压表的示数为零，电流
表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为h；若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但
电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为g．
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
（4）在如图3所示电路中，U=E﹣2IR0=4﹣2×5I=4﹣10I，即U=4﹣10I，
在灯泡的I﹣U图象中作出等效电源的I﹣U图象如图所示，
由图象可知，灯泡两端电压为1.0V，通过灯泡的电流为0.3A，
每个灯泡消耗的实际功率P=UI=1.0×0.3=0.30W；
故答案为：（1）D；（2）d；h；g；（3）图象如图所示；（4）0.30．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨，相距=50cm。

导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。

一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。

两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω，其余电阻忽略不计。

已知当金属棒ab不动时，质量m=10g、带电量
的小球以某一速度沿金属板A和C的中线射入板间，恰能射出金属板（g取10m/s2）。

求：
（1）小球的速度；
（2）若使小球在金属板间不偏转，则金属棒ab的速度大小和方向如何；
（3）若要使小球能从金属板间射出，求金属棒ab速度大小的范围.
参考答案：
（1）根据题意，小球在金属板间做平抛运动。

水平位移为金属板长L=20cm，竖直位移等于，根据平抛运动规律
①…………………………（1分）
…②……………（1分）
……………………（1分）
（2）欲使小球不偏转，须小球在金属板间受力平衡，根据题意应使金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，从而使金属板A、C带电，在板间产生匀强电场，小球所受电场力等于小球的重力。

由于小球带负电，电场力向上，所以电场方向向下，A板必须带正电，金属棒ab的a点应为感应电动势的正极，根据右手金属棒ab应向右运动。

………………（1分）
设金属棒ab的速度为V1，则：E=BLV1③…………………………（1分）
回路中电流④…………………………（1分）
金属板A、C间的电压：⑤…………………（1分）
金属板A、C间的电场…⑥………………………（1分）
小球受力平衡：…⑦………………………（1分）ks5u
联立以上各式解得：…………………………（1分）
（3）当金属棒ab的速度增大时，小球所受电场力大于小球的重力，小球将向上做类平抛运动，设金属棒ab的速度达到V2，小球恰沿A金属板右边缘飞出。

根据小球运动的对称性，小球沿A板右边缘飞出和小球沿C板右边缘飞出，其运动加速度相同，故有：…⑧…………………（3分）
由③④⑤⑥⑧得到：……………………（2分）
所以若要使小球能射出金属板间，则金属棒ab的速度大小：
（也给分）…………………………（1分）ks5u
17. 如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V，4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=1Ω的小型直流电动机都恰能正常工作，求：
（1）电路中的电流强度为多大？
（2）电动机的总功率多大？
（3）电动机的机械功率多大？
参考答案：
解：（1）因为灯泡L正常工作，故有
（2）
（3）
18. 在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，用一根长L的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m电量为q带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。

现将杆从水平位置A轻轻释放.
(1) 小球到达B点时的速度多大？
(2) 小球到达B点时杆对小球的拉力
参考答案：。