安徽省芜湖市三山中学2021年高二物理期末试题含解析

安徽省芜湖市三山中学2021年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. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上.两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F>0表现为斥力，F<0表现为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放，则（）
A. 乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B. 乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最小
C. 乙分子从a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
D. 乙分子从a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
参考答案：
C
【详解】AB.从a到c分子间始终表现为引力，加速度始终方向不变，乙分子一直加速，到c位置加速度为0，速度达到最大，AB错误
CD.乙分子从a到c的过程中，分子引力始终与运动方向一致，做正功，分子势能一直减小，从c到d，分子间斥力与运动方向相反，斥力做负功，分子势能增大，所以C正确，D 错误
2. 如图所示，L1和L2是两个相同灯泡，L是一个自感系数非常大的线圈，其阻值与电阻R相同。

如果最初S1是闭合的、S2是断开的。

那么,可能出现的情况是（）
A．刚闭合S2时， L1灯中的电流最大
B．闭合S2后再断S2时，L1灯和L2灯同时熄灭
C．闭合S2以后，L2灯变亮，L1灯由亮变暗
D．刚一闭合S2，L2灯就立即亮，而L1灯则延迟一段时间才亮
参考答案：
AC
3. （单选）图5是一正弦式交变电流的电压图象．从图象可知电压的最大值和周期分别为为
A．10V，0.02 s B．10V，0.02 s
C．10V，0.01 s D．10V，0.01 s
参考答案：
A
4. 如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上的同一点．则从开始释放到打到右极板的过程中
（）
解：A、两小球在竖直方向做自由落体运动，水平在电场力作用下做初速度为0的
匀加速直线运动，故两小球运动时在竖直方向自由下落的高度相同，由可知他们运动时间相等，故A正确；
BCD、根据分运动的等时性，沿电场方向加速时间也相等，由可得P、Q
两球的水平加速度为2倍关系；由可知，带电量也为2倍关系．选项D正
确；可知两球的加速度关系为a P=2a Q，由F=ma可得电场力有关系F p=2F Q，而水平方向S p=2S Q，由功的公式知，电场力对两球做功有关系W p=4W Q，所以电势能变化是4倍的关系．在竖直方向上重力做功相等，所以两球合力做功并不是4倍关
系．可知BC错误．
故选：AD．
该题考察了带电粒子在平行板电容器中的运动，本题关键将两个小球的运动分解为5. 如图，一理想变压器原副线圈匝数比为4︰1，原线圈两端接入一正
弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表。

下列结论正确的是
A．若电压表读数为6V，则输入电压的最大值为24V
B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍
D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 修理汽车使用的移动电灯的电压不能超过36V，现有一个工人使用的灯泡标有“36V100W”字样，通过一个次级线圈匝数为198匝的变压器把220V照明用电降压后给它
供电．变压器的初级线圈的匝数是1210，初级线圈中的电流是A．
参考答案：
解：因，可得
又求得
故答案为：1210，
7. 有一表头G，内阻Rg=20 Ω，满偏电流Ig=3 mA，把它改装成量程U=3 V的电压
表，要（填“串联”或“并联”）一个R= 的电阻。

参考答案：
_串联___ ____980____
8. 如图甲所示电路中，已知电源电动势E＝3V，内阻r＝1 ，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，小灯泡L的U－I图线如图乙所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而（填“增大”、“减小”或“不变”）。

当电键K闭合后，任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是。

参考答案：
9. 下表是两个电池外壳上的说明文字：
（1）、由说明可看出进口电池的电动势是_______伏。

(2)、上述国产电池最多可放
出 mA·h电荷量。

若该电池工作电流为0.03A，则最多可工作_ __个小时。

参考答案：
10. 点电荷A和B之间的距离为r，A带电量为Q，B带电量为-3Q，设静电力常量为k，则A、B之间的库仑力大小为；若将A、B接触后再分开，然后放回原来的位置，则它们之间的库仑力大小变为。

参考答案：
3kQ2 /r2；kQ2 /r2
11. 在如图所示的皮带传动装置中，a是大轮边缘上的一点，b是小轮边缘上的一点。

当皮带轮匀速转动时，皮带与轮间不打滑。

a、b两点的角速度的大小关系是ωa _______ ωb （选填“>”、“=”或“<”）。

参考答案：
<
12. 如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_______ 方向沿AB连线指
向（填“A”或“B”）(静电力常量为K)
参考答案：
13. 一般来说，电容器极板的正对面积越_________、极板间的距离越_________，电容器的电容就越大。

参考答案：
大小
根据公式可得，两极板间的正对面积越大，距离越小，电容器的电容就越大，
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 某同学要测量一电阻约200 Ω的圆柱体的电阻率ρ。

步骤如下：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，则其长度为________ mm。

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，则其直径为________ mm。

(3)该同学想用伏安法测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)
电流表A2(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)
电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)
电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)
直流电源E(电动势4 V，内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)
滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)
开关S 导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号________。

参考答案：
(1). （1）50.15；(2). （2）4.700；(3). （3）如图所示
．
解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为50mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为：50mm+0.15mm=50.15mm；
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为：4.5mm+0.200mm=4.700mm；
（3）根据电源电动势为4V可知电压表应选V1；
根据欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为：I m=U/R=3/200mA≈15mA，所以电流表应选A2；
根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析，可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R1以方便调节；
由于待测电阻与电流表内阻差不多，可知电流表应用外接法，故电路图如图所示：
故答案为：（1）50.15；（2）4.700；（3）如图所示．
【点睛】（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；（3）根据电源电动势估算可能的最大电压和电流选择电压表和电流表，根据电压表和电流表的内
阻与电阻的关系选择电流表内接或外接，根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析，可知变阻器应采用分压式接法；
15. 在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm，试求：
（1）油酸膜的面积是____cm2；
（2）实验测出油酸分子的直径是______m；（结果保留两位有效数字）
（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？________________。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. (12分) 如图是家用电饭煲的电路图。

将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”档时，电热丝r以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保
温”档，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R=100Ω。

求：
（1）保温时，电阻R两端的电压；
（2）稳压电源输出的电压；
（3）电热丝的额定功率。

参考答案：
解析：
（1）电阻R两端的电压为U R= IR = 1.40×100 = 140（V）（3分）
（2）设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则
（）2r =（3分）
解得：r=50Ω（2分）
所以电源电压为U=I（R+r）=1.40×（100+50）=210（V）（2分）
（3）电热丝的额定功率为P==882（W）（2分）
17. 在如图所示电路中，定值电阻R0=2Ω，安培表和伏特表均为理想电表．闭合开关K，当滑动变阻器Rx滑片P从一端移向另一端时，发现电压表的电压变化范围为0V到3V，安培表的变化范围为0.75A到1.0A．求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率．
参考答案：
（1）当时，，对应电流为A，由闭合电路欧姆定律得，
①（2分）
当为最大值时，V，对应电流为A，有
②（2分）
的最大值为（2分）
由①②两式代入数据得，E=12V，r=10Ω（2分）
（2）电源的输出功率（2分）
当时，电源有最大输出功率，但恒小于r，由输出功率随外电阻变化的关系知，当取最大值时输出功率最大，（3分）
即W（3分）
18. (12分)如图所示，匀强电场的电场强度E = 4V/m，方向水平向左。

匀强磁场的磁感应强度B =2T，垂直纸面向里。

质量m =1g的带正电小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动，在P点物块A瞬时受力平衡，此时其速度与水平方向成45°角。

设P与M的高度差为1.6m。

（g取10m/s2）求：
（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功？
（2）P与M水平距离？
参考答案：
解析：（1）A刚离开N点时，Eq = qvB，即v == 2m/s。

A从M至N过程中，由动能定理得
mgh－W f = ，所以：W f = －6×10－3J。

（2）P点的运动方向及受力分析如图所示。

因为θ= 45°，所以mg = Eq，
得。

取M至P全过程应用动能定理得：
得。