2020-2021学年北京大兴红星中学高二物理期末试题带解析

2020-2021学年北京大兴红星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. 如右图所示，电池的内电阻为r，R0为定值电阻，R为变阻器．为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器的阻值调到（）
A．R0B．r C．0D． R0＋r
参考答案：
C
2. 做简谐运动的弹簧振子
A．振幅越大，周期越大
B．在平衡位置时速度和加速度都达到最大值
C．从最大位移处向平衡位置运动的过程是匀加速过程
D．在最大位移处速度为零，加速度最大
参考答案：
D
3. （多选）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框abcd置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向(向上、向下、向左、向右)分别平移出磁场，如图所示，则线框移出磁场的整个过程中
A.四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
B.四种情况下ab两端的电势差都相等
C.四种情况下流过线框的电量都相等
D.四种情况下安培力对线框做功的功率都相等
参考答案：
BD
4. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。

在电场力作用下一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是：（）
A、粒子带正电。

B、粒子在A点加速度大。

C、粒子在B点动能小。

D、A、B两点相比，B点电势能较小。

参考答案：
C
5. 下图中一定不是匀变速直线运动的图像是---------（）
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （6分）如图所示，金属圆环套在光滑的绝缘水平杆上，左侧一条形磁铁，正沿圆环轴心
方向朝环运动。

则可以判断，圆环中的感应电流方向为（从右往左
看）（填“顺时针”或“逆时针”），环受安培力作用会
向（填“右”或“左”）运动，而且，环的面积有（填
“增大”或“缩小”）的趋势。

参考答案：
顺时针；右；缩小
7. 交流发电机产生的感应电动势为e=E m sinωt，若发电机的转速增加到原来的两倍，则这时
交流发电机线圈转动的角速度为________，感应电动势的最大值为________。

参考答案：
8. (4分)如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有
“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则
变压器原、副线圈匝数比n1：n2= ，ab间电压U ab= V。

参考答案：
2：1，25
9. （8分）一个正方形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与匀强磁场方向垂直时，通过线圈
的磁通量为50×10Wb，当线圈平面转到与匀强磁场方向平行时，通过线圈的磁通量为
______wb，如果转动的时间为10s，则线圈中产生的平均感应电动势为__________V。

参考答案：
0；0.5
10. 天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领各不相同，图1为这三种射线贯穿物体情况
的示意图，①、②、③各代表一种射线，则①为射线，它的贯穿本领很弱；③为射线，
它的贯穿本领很强
参考答案：
11. 如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直
径为l；长为l、电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置
时，金属棒两端的电势差为
参考答案：
BLV/3
12. 如图所示为某型号国产电池外壳上的说明文字：
（1）电源是把其它形式的能转化为的装置，电动势是描述电源这种本领的物理量。

由右
图可知该电池的电动势为 V；
（2）该电池最多可放出 mA·h的电荷量。

或电池的平均工作电流为0.05A，则它最多可使用 h。

参考答案：
13. 用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。

如所用电压表内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω。

（1）当测量100Ω左右的电阻时,宜采用电路；
（2）现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的真实值为Ω。

（结果保留三位有效数字）
参考答案：
（1）甲（2）20.1
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14.
在“测定金属导线的电阻”的实验中，待测金属导线的电阻R x约为5 Ω。

实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)
B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程0.6A，内阻约为1 Ω)
E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)
F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.01 A)
G．电池E(电压为3 V，允许最大电流1.0A)
H．开关S，导线若干
(1) 为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_________________。

（5分）
(2) 为了减小实验误差，应选用甲图中 (填“a”或“b”)为该实验的电路图。

（5分）
（3）按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来。

（5分）
参考答案：
15. 影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
（1）他们应选用下图左所示的哪个电路进行实验？答：（）
（2）按照正确的电路图连接上图右的实物图
（3）实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：
（4）把元件Z接入如下左图所示的电路中，当电阻R的阻值为R1 = 2Ω时，电流表的读数为
1．25A；当电阻R的阻值为R2 = 3．6Ω时，电流表的读数为0．80A ．结合上表数据，求出电池的电动势为V，内阻为Ω．
（5）用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如右图所示，则元件Z的直径是mm．
参考答案：
（1）A（3分）；（2）如图（4分）；（3）半导体（2分）；
（4）4．0V（2分）、0．40Ω（2分）；
（5）1．989—1.991（3分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.
(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；
(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．
参考答案：
(1)(2)
(ⅰ)设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律，有
?
设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有?
式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足
?
由几何关系得
④
由①②③④式通过三角变换得
⑤
(ⅱ)光在玻璃丝中传播速度的大小为
⑥
光速在玻璃丝轴线方向的分量为
⑦
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为
⑧
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得
⑨
17. 如图所示，一水银气压计中混进了空气，因而在27℃，外界大气压为758mmHg时，这个水银气压计的读数为738mmHg，此时管中水银面距管顶80mm，当温度降至－3℃时，这个气压计的读数为743mmHg，求此时的实际大气压值为多少mmHg？
参考答案：
解：对混入水银气压计中的空气柱，两个状态的状态参量为：
p1=758-738=20mmHg
V1=80S mm3（S是管的横截面积）
T1=273+27=300 K
p2=p-743mmHg
V2=（738+80）S-743S=75S mm3
T2=273+（-3）=270K
由理想气体状态方程得
解得－3℃时的实际大气压值p=762.2 mmHg
18. 水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2 ）。

试求：（1）石子的抛出点距地面的高度；
（2）石子抛出的水平初速度。

参考答案：
vA＝20 m/s，vB＝4 m/s，a＝2 m/s2，。