上海市闵行区民办信宏中学2021-2022学年高二物理联考试题含解析

上海市闵行区民办信宏中学2021-2022学年高二物理联
考试题含解析
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）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。

电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。

则线框内产生的感应电流的有效值为( )
参考答案：
D
2. （单选）汽车紧急刹车的初速度为20 m/s，刹车的加速度大小为5 m/s2，那么开始刹车后6 s内汽车通过的位移为（）
A．60m B．40m C．30m D．20m
参考答案：
B
3. 如图所示区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。

电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。

则线框内产生的感应电流的有效值为
A. B. C. D.
参考答案：
D
【详解】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动
一周只有的时间内有感应电流，则有，解得：。

故D项正确，ABC三项错误。

4. （多选）关于电源的电动势，下面说法正确的是（）
A．电动势是表征电源把电势能转化为其他形式的能本领的物理量
B．电动势在数值上等于电路中通过1C 电荷量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
参考答案：
AB
考点：电源的电动势和内阻
解：A、由E=可知，电动势E越大，非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功越多，获得的电能越多，电源把其他形式的能转化为电能本领越大．故A正确；
B、电源内部非静电力把正电荷从电源负极移送到正极，根据电动势的定义式E=可知，电动势等于非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功，在数值上等于电路中通过1C 电荷量时电源提供的能量．故B正确．
C、E反映电源本身的特性，跟电源的体积无关，跟外电路无关．故C错误．
D、电动势有方向，但大多数的计算不适用平行四边形定则，因此电动势是标量．故D错误．
故选：AB
5. 如图所示为某运动员用头颠球，若足球用头顶起，每次上升高度为80cm，足球的重量为400g，与头顶作用时间△t为0.1s，则足球一次在空中的运动时间及足球给头部的作用力大小（空气阻力不计，g=10m/s2）（）
A．t=0.4s，F N=40N B．t=0.4s，F N=36N
C．t=0.8s，F N=36N D．t=0.8s，F N=40N
参考答案：
C
【考点】动量定理．
【分析】由自由落体规律可求得下落时间，而竖直上抛的时间与自由落体运动的时间相等，则可求得总时间，对碰撞过程由动量定理可求得作用力．
【解答】解：足球自由下落时有：
h=gt2
解得：t===0.4s
竖直上抛运动的总时间为自由落体的2倍
t总=2t=2×0.4s=0.8s
设竖直向上为正方向，由动量定理得：
（F N﹣mg）△t=mv﹣（﹣mv）
V=gt=10×0.4=4m/s
联立解得：F N=36N，
故C正确，ABD错误．
故选：C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示,离子源S产生质量为m,电荷量为q的离子,离子产生出来的速度很小,要以看做速度为0,产生的离子经过电压U加速后,进入磁感强度为B的一匀强磁场,沿着半圆周运动到达P点,测得P点到入口处S1的距离为L,则N极板为________极板,此离子荷质比
=_____________.
参考答案：
正
由带电粒子在磁场中的偏转方向,可判断其带负电,带电粒子在电场中加速运动,可知N板为正极板.
粒子在电场中加速,有
粒子在磁场中偏转,有
整理得.
7. 某电铃正常工作时的电压是6V，电阻是10，现手边有一电压是15V的电源，要使电铃正常工作应将这个电铃与_________欧的电阻______联后接到这个电源上。

参考答案：
_15__________，_________串_____
8. 一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A ，即A→B→C→A（其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行），这一过程称为一个循环，则：
A．由A→B，气体分子的平均动能（填“增大”、“减小”或“不变”）B．由B→C，气体的内能（填“增大”、“减小”或“不变”）
C．由C→A，气体热量（填“吸收”或“放出”）
参考答案：
（1）A．增大（2分）；B．减小（2分）；C．放出（2分）。

9. 一段导体电阻是5Ω，1.5分钟内所通过的电量是45C．则导体两端的电压为
V。

参考答案：
2.5
【解析】由电流概念可知I=q/t=45C/90s=0.5A，所以U=IR=2.5V
10. （4分）两块带电平行板相距0.05m，两板间的电势差为103 V，两板间匀强电场的场强为________两板间有一个电子，它所受的电场力为________。

参考答案：
2×104v/m，3.2×10-15N
11. 某金属导体两端的电压为10V，在20秒内有1′1020个电子穿过该导体的某个截面，则流过该导体的电流大小为 A，该导体的电阻
为Ω。

参考答案：
0.8 12.5
12. 将一个电量为-2×10-6的点电荷，从零电势点S移到M点要克服电场力做功
4×10-4J，则M点电势为，若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10-8J，则N 点的电势为
参考答案：
13. 质量为1kg的物体，从足够高处自由落下，（g=10m/s2）下落3s内重力对物体做功WG= ▲在下落第3s内重力对物体做功的功率P= ▲ .
参考答案：
450焦，250瓦
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (6分)用下面的方法可以测量物体的电荷量。

图中小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于点，点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，、是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可视为匀强电场)。

另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电源、开关、滑动变阻器及导线若干。

简要的实验步骤如下：
①用天平测出小球的质量，按右图安装器材，用
刻度尺测出、板之间的距离，使小球带上一定
的电荷量；
②按图连接电路；
③闭合开关，调节滑动变阻器滑动片的位置，读出
多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度；
④以电压为横坐标，为纵坐标描点，并根据这些点作出一条过原点的直线，求出直线的斜率。

(1)若实验中发现小球稳定时，悬线偏向靠近板的一侧，这表明小球
带电。

(2)最终求得小球的电荷量 (用、、和表示)。

参考答案：
（1）负（3分）（2）mgdk(3分)
15. （8分）小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电流表A(量程为0.6A，内阻不计)，电阻箱R(0-99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

(1)先测电阻R1的阻值.请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱R，读出其示数r1和对应的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2.则电阻R1的表达式为R1＝。

(2)小明同学已经测得电阻R1＝2.0Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R
和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1/I－R图线，则电源电动势E＝V，电阻R2＝Ω。

参考答案：
(1)R1＝r1 -r2（2分）(2)1.5，（3分）1.0（3分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （14分）足够长的轻细绳，长为L，一端悬挂在铁架台上，一
端连接质量为m的小球，如图所示，最大偏转角为θ
（1）（4分）请证明在θ＜5°时，单摆做简谐振动；
（2）（4分）用此单摆可以测量地球的重力加速度g，其测量
原理是。

利用单摆的等时摆动，人们制成了摆钟。

若地球上标准钟秒针转一周用时60s，将该钟拿到月球上时，秒针转一周与地球上 s时间相同（已知g地=6g月）。

（3）（6分）若地球的半径为R，重力加速度为g，宇航员将此单摆拿到另一个星球上，而此星球的密度和地球差不多。

① 宇航员怎么做才能测出该星球的半径。

② 请推导该星球的半径的表达式。

参考答案：
解析：
（1）（4分）证明：小球受力如图，回复力F=mgsinθ
θ＜5°时，sinθ≈θ==（x为OA段的位移）
F=，方向F与x相反
∴ F=－
（2）（4分）T=2π、 60
（3）（3分）①宇航员安装好单摆，测出摆长L和周期T星球上的g值，再应用GM=R2g，密度公式写出g的表达式，再与地球对比即可。

（3分）②∵T=2π∴ g星=
又∵GM=R2g，ρ==
∴R星=
∴=
∴R星=
17. 如图所示为交流发电机示意图，匝数为匝的矩形线圈，边长分别为l0cm 和20cm，内阻为5，在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20电阻R相接，求：
（1）S断开时，电压表示数；
（2）S闭合时，电流表示数；
（3）发电机正常工作时，通过电阻R的电流最大值是多少？R上所消耗的电功率是多少？
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电量为多少？
参考答案：
18. 竖直放置的平行金属板M、N相距d=0.2m，板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，极板按如图所示的方式接入电路。

足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度
也为B。

电阻为r=1的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。

已知滑动变阻器的总阻值为R=4，滑片P的位置位于变阻器的中点。

有一个质量为
m=1.0×10kg、电荷量为q=+2.0×10C的带电粒子，从两板中间左端沿中心线水平射入场区。

不计粒子重力。

（1）若金属棒ab静止，求粒子初速度v0多大时，可以垂直打在金属板上？
（2）当金属棒ab以速度v匀速运动时，让粒子仍以相同初速度v0射入，而从两板间沿直线穿过，求金属棒ab运动速度v的大小和方向。

参考答案：
（1）金属棒ab静止时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为，则①
垂直打在金属板上，则②
解得③
代入数据得100 m/s
（2）当金属棒ab匀速运动时，感应电动势④ks5u
板间电压：⑤）
粒子沿直线穿过板间，则粒子受电场力、洛仑兹力平衡，做匀速直线运动
⑥
解得：⑦
代入数据得50 m/s （1分）
由左手定则知，粒子所受洛仑兹力方向垂直M板，故粒子所受电场力应该垂直于N板，由右手定则知，ab棒应水平向右运动。