福建省龙岩市古竹中学2020年高二物理上学期期末试卷含解析

福建省龙岩市古竹中学2020年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. （多选）如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点．下列说法正确的是()
A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率
C．同时增大入射角，则b光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距宽
参考答案：
ABD
2. （单选）广州亚运会女子十米台跳水比赛中，我国选手胡亚丹摘金。

胡亚丹在跳水下落过程中，她的重力做功和重力势能变化的情况为
A．重力做负功，重力势能增加B．重力做正功，重力势能增加
C．重力做负功，重力势能减小D．重力做正功，重力势能减小
参考答案：
D
3. （多选题）如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（）A．周期是0.01 s B．最大值是311 V
C．有效值是220 V D．表达式为u=220sin 100πt（V）
参考答案：
BC
【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式．
【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等．
【解答】解：A、由图象知周期为0.02s，故A错误；
B、由图象知最大值为311V，故B正确；
C、电压的有效值为：U==220V，故C正确；
D、瞬时值表达式为：u=311sin100πt V，故D错误；
故选：BC．
4. 人站在h高处的平台上，水平抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力。

求：
（1）小球落地时的机械能是多少？
（2）人对小球做的功是多少？
参考答案：
（1）以地面为重力势能的零点，即
（3分）
落地时机械能（3分）
（2）对全程应用动能定理（3分）
5. 某原子核内有核子N 个，其中包含有质子n 个，当原子核经过一次衰变和一次衰变
后，变成一个新的原子核，可知这个新的原子核内
A ．有核子(N —3)个
B ．有核子(N —4)个
C ．有质子(n —1)个
D ．有中子(N —1—n)个 参考答案：
BC
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图11所示装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V 电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝（R1）引线上方绕有金属电阻丝（R2），如图所示；即使R1断了，R2仍能导电。

根据工作特性，R1应该________R2（填“大于”、“等于”或“小于”），当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将__________（填“变亮”、“变暗”或“
完全熄灭[U1] ”）。

参考答案： 小于 变暗
7. 如图12所示电路中，已知交流电源电压u=200sin100πtV ，电阻R=100Ω，则电流表的示数为_ ___，电压表的示数为__ __．
参考答案：
1.41A 、 141V
8. （20分）两个薄透镜L 1和L 2共轴放置，如图所示．已知L 1的焦距f 1=f , L 2的焦距f 2=—f ，两透镜间距离也是f ．小物体位于物面P 上，物距u 1 ＝3f ．
（1）小物体经这两个透镜所成的像在L 2的__________边，到L 2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。

（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________．这个新的像是____________像（虚或实）、______________像（正或倒）放大率为________________。

参考答案：
（1） 右；f ；实；倒；1；（2） 左；2f ；实；倒；1 评分标准：本题20分，每空2分。

9. （2分）如图所示，半径为r 的n 匝线圈在边长为的正方形abcd 之外，匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域，当磁场以的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为
____________。

参考答案：
10. 一弹簧振子，周期是0．5s，振幅为2cm，当振子通过平衡位置向右运动，时开始计时，那么2秒内振子完成_________次全振动，通过路程_________cm，在2．4s未，振子于位于平衡位置_________侧，向_________方向运动。

参考答案：
11. 如图所示，用静电计测量电容器两板间的电势差，不改变两板的带电量，把B板向右移，静电计指针偏角将_______；把B板竖直向下移，静电计指针偏角将______；在AB板间插入一块电介质，静电计指针偏角将__________．
参考答案：
减小增大减小
12. 如图所示，是测量电池的电动势和内阻的实验中得到的图线，则该电池的电动势
为V，内阻为Ω，电流为0.5A时外电阻
为Ω。

参考答案：
1.5 V，0.83 或5/6,
2.17 Ω。

13. 如图一带电小球质量为m，带电量为+q，以初速度V与水平方向成30°角射向空间匀强电场区域，小球恰好做直线运动。

求匀强电场的最小场强的大小为__________场强方向与速度方向夹角为
__________。

参考答案：
(1). ； (2). ;
解：根据题意可以知道,粒子恰好做直线运动,则其所受合力与速度方向在同一条直线上,作出力的合成图如图所示,
可以知道,当电场力与速度垂直时,电场力最小,
电场力最小值为:
解得：
因为小球带正电,则此场强方向上垂直直线向上,与速度方向的夹角为
综上所述本题答案是：；
【点睛】根据题意作出小球的受力分析图,根据图象可以知道当电场力与速度垂直时电场力最小,在根据三角形相关知识求解电场力的大小和方向.
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 关于电磁场的理论，下列说法正确的是（）
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
参考答案：
B
15. 如图4－1－24所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，b为螺线管的中点，金属环通过
a、b、c三处时，能产生感应电流吗？
参考答案：
金属环通过a、c处时产生感应电流；通过b处时不产生感应电流．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示电路，电源电动势E＝3 V，内阻r＝1 Ω，两个定值电阻阻值R1＝R2＝2 Ω，电容器的电容C＝20 μF。

开关全部闭合时，一粒带电油滴恰能在极板间静止。

取重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)极板的带电荷量大小；
(2)电源的效率；
(3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成)，油滴加速度的大小和方向。

参考答案：
(1)4×10-5C；(2)66.7%；(3)5m/s2，方向是竖直向上。

解：(1)回路电流：I==1A，
电容器两板间电压：U=IR1=1×2=2V，
电容器带电：Q=CU=20×10?6×2=4×10-5C；
(2)电源输出功率：P=IU=1×2=2W，
电源总功率：P总=IE=1×3=3W，电源效率：η= ×100%= ×100%=66.7%；
(3)设油滴带电q，极板间距d，
开始时=mg，
后来?mg=ma，
代入数据解得：a=5m/s2，竖直向上；
答：(1)极板的带电量大小为4×10-5C；
(2)电源的效率为66.7%；
(3)断开开关S2时(认为电容器充放电过程极快完成)液滴的加速度的大小为5m/s2，方向是竖直向上。

【点睛】（1）根据闭合电路欧姆定律列式求解电流，根据欧姆定律求解电容器的电压，根据C=Q/U 求解电荷量；
（2）根据P=IU求解电源输出功率，根据P总=IE求解电源的总功率，根据η=×100%求解效率；（3）开始时液滴受重力和电场力平衡，根据平衡条件列式；断开开关S2时，电容器的电压等于电源的电动势，根据牛顿第二定律列式后联立求解．
17. 如图为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，图示位置矩形线圈平行于磁感线，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有m=100匝，总电阻r=5.0Ω，如图所示，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′逆时针转动。

线圈处于磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W“的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡恰好正常发光，求：
（1）线圈转动的角速度ω；
（2）从图示位置计时电动势瞬时值表达式及此时cd边电流方向；
（3）线圈从图示位置转过90°过程中流过灯泡的电量和线圈产生的电能。

参考答案：
（1）rad/s（2），方向为从d到c；（3）0.2C；1.33J
【详解】（1）小灯泡的额定电流为：
小灯泡的额定电阻为：
可得电动势有效值为：E=I（R+r）=0.6×（5+5）=6V
最大值为：E m=6V
又：E m=mBSω=m?ab?bc?Bω
可得：ω=rad/s
（2）从图示位置计时电动势瞬时值表达式：
由右手定则可知感应电流的方向为从d到c；
（3）流过灯泡的电量为：
由因为：E m=mBSω
所以有：
由焦耳定律可得：
由能量守恒可得线圈产生的电能：W=Q总所以线圈产生的电能：W=1.33J；
18. 在如15图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B＝1.0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与y坐标轴相切于原点O点．y轴右侧存在电场强度大小为E＝1.0×104 N/C的匀强电场，方向沿y轴正方向，电场区域宽度l＝0.1 m．现从坐标为?(－0.2 m，－0.2 m?)的P点发射出质量m＝2.0×10－9 kg、带电荷量q＝5.0×10－5 C的带正电粒子，沿y轴正方向射入匀强磁场，速度大小v0＝5.0×103 m/s. （粒子重力不计）．
(1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标；
(2)为了使该带电粒子能从坐标为(?0.1 m，－0.05 m?)的点回到电场，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积．
参考答案：
解析：（1）带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，
有解得r=0.20m=R
根据几何关系可知，带点粒子恰从O点沿x轴进入电场，带电粒子做类平抛运动。

设粒子到达电场边缘时，
竖直方向的位移为y，有，
联立解得y=0.05m，
所以粒子射出电场时的位置坐标为（0.1m，0.05m）。

（2）粒子飞离电场时，沿电场方向速度，
粒子射出电场时速度，
由几何关系可知，粒子在正方形区域磁场中做圆周运动半径，
由
解得B/=4T。

正方形区域最小面积。