黑龙江省哈尔滨市博文中学2021-2022学年高二物理上学期期末试题含解析

黑龙江省哈尔滨市博文中学2021-2022学年高二物理上
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. (单选)有一光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，下列说法不正确的是
A．重力对滑块做正功B．滑块对斜面的压力对斜面不做功
C．斜面对滑块的支持力对滑块做负功
D．滑块受到斜面的支持力与斜面垂直，所以支持力对滑块不做功
参考答案：
C
2. 在电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E＝，下列说法正确的是()
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小方向均不变
参考答案：
D
3. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。

如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示EF 方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中不正确的是（）
A．电势差UCD仅与材料有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD＜0
C．仅增大C、D间的宽度时,电势差UCD不变
D．在测定地球两极上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
参考答案：
A
4. 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()
A．水平向左 B．水平向右
C．竖直向上 D．竖直向下
参考答案：
BCD
5. （多选）下列关于布朗运动的说法，正确的是（）
布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
参考答案：
6. 完成下列核反应方程
A．卢瑟福用粒子轰击氮核（）发现质子：； B．查德威克用粒子轰击铍核（）发现中子：； C．约里奥—居里夫妇用粒子轰击铝核（）发现放射性磷：+；
D．哈恩和他的助手发现铀核（）裂变生成钡（）和氪（）：。

参考答案：
A. （1分）
B. （1分）
C. （1分）
D. （1分）
7. （4分）将一个电荷量为的电荷从A点移到B点，电场力做功是
，则A，B两点的电势差U AB＝。

参考答案：
240V
8. 有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情况如图所示，则电压的峰值为
________ V；有效值为________ V；交流电的周期为________ s；频率为________ Hz.
参考答案：
10 V5V0.4 s 2.5 Hz(每空1分，共4分)
9. 如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T，线圈匝数n＝50匝，每匝线圈面积为0.48m2，转速为150r/min ，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．交变感应电动势瞬时值的表达式是。

参考答案：
10. （16分）如图为日常生活用电的电压随时间变化的规律图，由图可知：该交流电电压的峰值为 V，有效值为V，周期
为 s，频率为 Hz。

参考答案：
220， 220， 0.02， 50
11. 用欧姆表测电阻时，红表笔接a端，黑表笔接b端，则端电势高；当用多用电表测导体两端电压时，表笔应接电势高的一端；用欧姆表测二极管的电阻，先用红表笔接二极管的a端，黑表笔接b端，反接后电阻明显变大，则端为二极管的正极。

参考答案：
b，红，b
12. 电源的电动势为4.5V，内电阻为0.50Ω，外电路接一个4.0Ω的电阻，这时流过电源的电流为A，路端的电压为V．
参考答案：
1，4
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】已知电源的电动势，内电阻和外电阻，根据闭合电路欧姆定律求出流过电源的电流，由欧姆定律求出路端电压．
【解答】解：根据闭合电路欧姆定律得
I==
路端的电压为U=IR=1×4V=4V
故答案为：1，4
13. 在“研究产生感应电流条件”的实验中，如下图甲所示，把条形磁铁插入或者拔出闭合线圈的过程，线圈的面积尽管没有变化，但是线圈内的磁场强弱发生了变化，此时闭合线圈中___ ___感应电流(填“有”或“无”)。

继续做如下图乙所示的实验，当导体棒做切割磁感线运动时，尽管磁场的强弱没有变化，但是闭合回路的面积发生了变化，此时回路中__ ____感应电流(填“有”或“无”)。

因为不管是磁场强弱发生变化，还是回路面积发生变化，都是穿过线圈所围面积
的发生了变化。

这种观察总结的方法是物理学中重要的研究方法，即归纳法。

参考答案：
有，有、磁通量
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验来描绘小灯
泡的伏安特性曲线．实验可供选择的器材有：
A．小灯泡(2.5 V，1.2 W) B．电流表(量程：0～0.6 A，内阻为1 Ω)
C．电压表(量程：0～3 V，内阻未知) D．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流1 A) E．滑动变阻器R2(0～5 Ω，额定电流0.5 A) F．电源(E＝3 V，内阻不计) G．定值电阻R0(阻值6 Ω) H．开关一个和导线若干
(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在虚线框内画
出实
验电路图，并把右图中实验器材用实线连接成相应的实物电路图
(2)实验中，应该选用的滑动变阻器是________(填写器材前字母代号)．
(3)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下：I是电流表的示数，U是电压表的示数，U灯是小灯泡两端的实际电压．请通过计算补全表格中的空格，然后在上方方格图中画出小灯泡的伏安特性曲线．
(4)该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是________ W（保留作图痕迹）
参考答案：
(1)
(2)D
(3)
小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示．
(4)0.18
15. 某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω．
（1）测R1阻值的最优连接方式为导线①连接（填a或b）、导线②连接（填c或d）．
（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为Ω．
（3）已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是
R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选（填选项）．
A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d．
参考答案：
解：（1）由题意可知，本实验采用分压接法，故导线②要与d接通；由于电流表内阻与待测电阻阻值接近，因此只能采用电流表外接法，以减小实验误差；故导线1应接a；（2）根据表中数据采用描点法可得出对应的图象如图所示；
图象的斜率为电阻的阻值，则R==4.55Ω；
（3）R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，则根据R=可知，两电阻的阻值相等；因此测量方法与测①相同；故选B；
故答案为：（1）a、d；（2）如图所示，4.55；（3）B
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．
【分析】（1）根据题意可明确电路接法，从而确定两导线所接的位置；
（2）根据描点法可得出对应的图象，再根据图象的斜率可求得电阻的阻值；
（3）根据电阻定律分析两电阻的大小关系，则可以明确测量电阻R2的方法．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。

在两平行虚线间有一与导轨
所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0. 5m。

导体棒a的质量为
m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。

现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。

（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：
（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；
（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
（3）M、N两点之间的距离。

参考答案：
（3）设a进入磁场的速度大小为v1，此时电路中的总电阻
R总1=（6+）Ω=7.5Ω（1分）
b进入磁场的速度大小为v2，此时电路中的总电阻
R总2=（3+）Ω=5Ω（1分）
由m1gsinα= 和m2gsinα= ，（2分）
可得= = （1分）
又由v2= v1+a，得v2= v1+8× (1分)
由上述两式可得v12=12（m/s）2 ， v22= v12
M、N两点之间的距离Δs= – = m 。

（2分）
17. 加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源.图为应变式加速度计的示意图.当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态.敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件的下端与滑动变阻器R上自由滑动的滑片连接在一起，当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出.
已知敏感元件是绝缘体，它的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时，输出电压为U0，试求：
（1）静态时，滑动变阻器的滑片到左端的距离x
（2）试推导加速度a与输出电压U的关系式.
参考答案：
（1）设静态时滑动变阻器的滑片距左端为x，则敏感元件的输出电压为：
①得ks5u
（2）再设系统向左加速时滑片右移Δx，则敏感元件的动力学方程为：2kΔx=ma②
此时敏感元件的输出电压
为
综合①②③三式可得a=
若U＞U0，系统的加速度方向水平向左；若U＜U0，系统的加速度方向水平向右.
18. 如图所示，竖直实线为电场线，质量为m，电量为－q的质点P从电场边缘A 射入电场，并沿直线AB从B飞出，AB直线与电场线夹角为θ，A、B两点相距为d，则A、B两点的电势差为多少？
参考答案：
由题可知质P作直线运动，设电场强度为E
所以：mg=Eq 得到 E=mg/q
UAB=Edcosθ
=mgcosθd/q。