2020-2021学年广西壮族自治区桂林市新世纪中学高二物理下学期期末试题带解析

2020-2021学年广西壮族自治区桂林市新世纪中学高二物理下学期期末试题含解析
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. 一个匝数N＝100匝的平面线圈所包围的面积S＝0.02m2，在匀强磁场B＝0.5T中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω＝100πred/s匀速转动时，在线圈中产生交流电，若自线圈通过中性面时开始计时，那么在图中能够反映线圈中感应电动势随时间变化的图像是（）
参考答案：
BD
2. 在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出( )
A．带电粒子带正电，是从B点射入的
B．带电粒子带负电，是从B点射入的
C．带电粒子带负电，是从A点射入的
D．带电粒子带正电，是从A点射入的
参考答案：
B
3. 关于电场强度和电势，下列说法正确的是（）
A．由公式可知E与F成正比，与q成反比
B．由公式U＝Ed可知，在匀强电场中，E为恒值，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
C．电场强度为零处，电势不一定为零
D．无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少
参考答案：
C
4. 在如图所示的电路中，电源的电动势为ε，内阻为r，滑动变阻器最大阻值为R，当滑动端P在R上左右滑动时（电流表和电压表均视为理想电表）
A．伏特表的最大读数为ε，最小读数为零
B．伏特表的最大读数为，最小读数为零
C．安培表的最大读数为，最小读数为
D．安培表的最大读数为，最小读数为零
参考答案：
BC
5. 下列所给的位移—时间图象与速度—时间图像中能反映作直线运动的物体在2秒末回到初始位置的是（）
参考答案：
AC
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 电阻R1，R2的阻值分别为3Ω，6Ω.把它们并联在电路上，总电阻为 .通过各电阻的电流之比I1 ：I2＝ .
参考答案：
2Ω 2：1
7. 某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_______Hz。

若将该电压加在10 F的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V。

参考答案：
50 200
8. 如图所示为用伏安法测量电阻的原理图．图中，为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关．
(1)当开关闭合后电压表读数U＝1.6V，电流表读数I＝2.0mA，若将Rx＝作为测量值，所得结果的百分误差是________．
(2)若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是________．
(百分误差＝||×100%)
参考答案：
(1) ___20%_____． (2) __5%______．
9. 如图所示的电路中，电源的电动势为12V，内阻为1Ω，两定值电阻的阻值分别为19Ω和20Ω。

开关S闭合后，电路中的电流为A，A、B间的电压为V。

参考答案：
10. 如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l．在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的先后顺序依次是图
参考答案：
BDCA，DBCA
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】根据波形读出波长，求出周期，分别得到a点形成波峰的时间，再确定先后顺序．频率等于周期的倒数．
【解答】解：四个图的波长分别是：λa=l，，λc=2l，λc=
周期分别为T a==，T b==，T c=，T d==
由该时刻起a点出现波峰的时间分别为
t a==，t b==，t c==，t d==
可见，t b＜t d＜t c＜t a．所以由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图BDCA．
根据频率与周期的关系f=，得到，频率关系为f d＞f b＞f c＞f a，频率由高到低的先后顺序依次是图
DBCA．
故答案为：BDCA，DBCA
11. 如图所示，长为L的金属杆OA绕过O点的轴在垂直于纸面向里的匀强磁场中沿顺时针方向匀速转动，角速度为ω，磁感应强度为B，磁场范围足够大，则OA杆产生感应电动势的大小为______ ，O、A两点电势高低关系为φA_____φO．（填“>”或“<”）
参考答案：
; φA>φO
U=E-Ir=0.12V (5分)
(2)R1的热功率P=0.0072W
12. 如图所示，水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈abcd，当一竖直放置的条形磁铁的S极从线圈正上方快速靠近线圈时，流过ab边的电流方向为___________(填“b到a”或“a到b”从b到a；若线圈始终不动，线圈受到的支持力FN与自身重力间的关系是FN _____＞mg（选填“＞”、“＜”或“=”）．
参考答案：
从b到a; >
13. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则质点做简谐运动的振幅为_________cm；周期为__________s
参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 游标卡尺与读数是 cm，螺旋测微器的读数是 mm
参考答案：
3.035 3.026~3.028
15. 用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为mm，用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为mm。

参考答案：
8.470mm（8.469~8. 471均可）（3分），20.60mm
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图4－91所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，
有一弯成45°角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向．一导线MN以速度v从导轨的o点处开始无摩擦地匀速滑动，速率v的方向如图，导线单位长度的电阻为r．则：
（1）经过时间t导线离开o点的长度是多少？此时，MN切割磁感线的有效长度是多少；（2）感应电流的大小如何？
（3）写出此时作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式．
参考答案：
17. （18分）如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A，已
知带电量Q=＋4×10－3 C的场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中静电力恒量k = 9×109 N·m2/C2，r为空间某点到A的距离。

现有一个质量为m = 0．1 kg的带正电的小球B，它与A 球间的距离为a = 0．4 m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电
势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离。

另一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方某处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2 m/s的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P。

求：（不计空气阻力，结果可以保留根式）
（1）小球B的带电量q为多少？
（2）当小球B和C一起向下运动与场源电荷A距离多远时，其速度最大？
（3）P点与小球A之间的距离为多大？
参考答案：（1）小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球进行受力分析知：
代入数据得：C
（2）当C和B向下运动的速度最大时，与A之间的距离为y，对C和B整体进行受力分析有：
代入数据有：y = 0．28m（或y =m）
（3）C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点，运动过程中系统能量守恒，设P与A之间的距离为x，由能量守恒得：
代入数据得：x = 0．68m或x = （0．4＋）m
18. 如下图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q(q>0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．
(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)．
参考答案：
(1) 能从速度选择器射出的离子满足
qE0＝qv0BO①
v0＝②
(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则
x＝v0t③
L＝at2④
由牛顿第二定律得qE＝ma⑤
由②③④⑤解得x＝
答案：(1)(2)。