2021年山西省临汾市晋阳学校高二物理下学期期末试卷含解析

2021年山西省临汾市晋阳学校高二物理下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. 如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压V。

变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻。

下列说法中正确的是（）
A．电压表示数为22 V
B．当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小
C．当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变大
参考答案：
BD
2. 在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（）
A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B．闭合线框放在变化的磁场中，一定能产生感应电流
C．闭合线框放在匀强磁场中作切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化
参考答案：
D
3. （单选）甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的x t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t1时刻乙车从后面追上甲车
B.t1时刻两车相距最远
C.t1时刻两车的速度刚好相等
D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度
参考答案：
A
4. 如图所示，用与丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)靠近原来不带电的验电器的金属球，但两者不接触．通过观察发现指针发生了偏转．关于这一现象的解释正确的是
A．金属球带正电，指针带正电
B．金属球带负电，指针带负电
C．金属球带负电，指针带正电
D．金属球带正电，指针带负电
参考答案：
C
5. （多选）理想变压器原副线圈的匝数比为4：1，现在原线圈两端加上交变电压U=220sin （100πt）V时，灯泡L1、L2均正常发光．电压表和电流表都为理想电表．则下列说法中正确的是（）
A．电压表的示数为55V
B．该交流电的频率为100Hz
C．若将变阻器的滑片P向下滑动，则原线圈输入功率减小
D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1亮度不变、L2将变亮
参考答案：
解：A、原线圈两端加上交变电压U=220sin（100πt）V，原线圈的电压的有效值为
，根据得：电压表的示数为：，故A正确；
B、原线圈两端加上交变电压U=220sin（100πt）V，ω=100πrad/s，所以频率为：
，故B错误；
C、若将变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器的阻值增大，电路的总电阻增大，输出的电压不变，电流变小，所以原线圈输入功率减小，故C正确；
D、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值减小，电路的总电阻减小，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流增大，即电流表读数增大，L1两端电压不变所以亮度不变，通过L1和L2的电流之和变大，通过L1的电流不变，所以L2电流增大，将变亮，故D正确；故选：ACD．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的1/16，那么，这个交流电源的路端电压是________V；先后两次通过电热器的电流之比为________。

参考答案：
7. 在5m 高处以10m/s 的速度水平抛出一小球，不计空气阻力，g 取10m/s2，则：
（1）小球在空中运动的时间是：
（2）小球落地时的水平位移大小是
（3）小球落地时的速度大小．
参考答案：
（1）1s．（2）10m．（3）10m/s
【考点】平抛运动．【分析】（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据h=，求出运动时间，
（2）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，根据x=v0t求出水平位移．
（3）在竖直方向上，根据v y=gt，求出落地时竖直方向上的分速度，然后根据运动的合成求出合速度大小．
【解答】解：（1）根据h=得：t==s=1s
（2）小球落地时的水平位移大小为：x=v0t=10×1m=10m．
（3）小球落地时竖直方向上的分速度为：v y=gt=10×1m/s=10m/s
落地时的速度大小为：v==10m/s
故答案为：（1）1s．（2）10m．（3）10m/s
8. 一质点沿直线运动，先以4m/s运动6s，又以6m/s运动了12m，全程平均速m/s。

参考答案：
4.5m/s
9. 一匀强电场，场强的方向水平向左，如图所示，一个质量为m带正电的小球从O点以初速度v0出发，在电场力和重力的作用下，恰能沿与电场的反方向成θ角直线运动。

则小球运动到最高点时的电势能与在O点的电势能之差是。

参考答案：
10. 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子以一定的初速度沿中线进入水平放置的平行金属板内，恰好没下板的边缘飞出，已知板间的电压为U，粒子通过平行金属板的时间为t，不计粒子的重力，则平行金属板间的距离d=，粒子在前和后时间内电场力做功之比为．
参考答案：
t；1：
3
考点：带电粒子在匀强电场中的运动．
专题：带电粒子在电场中的运动专题．
分析：带正电的粒子进入水平放置的平行金属板内，做类平抛运动，竖直方向做初速度为0的匀加速运动，由推论可求出在前时间内和在后时间内竖直位移之比，由功的定义求出电场力做功之比．
解答：解：带电粒子在电场中做的是类平抛运动，竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动，位移
电场力为
根据牛顿第二定律a=
所以
故d=
根据类平抛运动规律可知，竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动，根据结论y1：y2：y3=1：3：5可知，
前时间内，电场力做功为W1=qEy1，后时间内，电场力做功为W2=qEy2，所以
故答案为：t；1：3．
点评：本题是类平抛运动，要熟练掌握其研究方法：运动的合成与分解，并要抓住竖直方向初速度为零的匀加速运动的一些推论，研究位移和时间关系．
11. 如图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场。

在此过程中，线圈的磁通量将（选填“变大”或“变小”）。

若上述过程所经历的时间为0.1s，线圈中产生的感应电动势为0.2V，则线圈中的磁通量变化了Wb。

参考答案：
变大；0.02Wb 12. 如图，在光滑水平面上固定三个等质量的带电小球（均可视为质点），A、B、C三球排成一直线。

若释放A球（另两球仍固定）的瞬时，A球的加速度大小为1m/s2，方向向左；若释放C球（另两球仍固定）的瞬时，C球的加速度大小为2m/s2，方向向右；则释放B的瞬时，B球的加速度大小为______m/s2，方向______
参考答案：
1 向左
13. 在磁场中某一点，小磁针静止时____________所指方向，就是该点的_____________。

参考答案：
北极，磁场方向。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7 m的橙色光源照射单缝S，
在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条
亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7 m的紫色光
照射单缝时，问：
(1)屏上P处将出现什么条纹？
(2)屏上P1处将出现什么条纹？
参考答案：
(1)亮条纹(2)暗条纹
15. （4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就
产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金
属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。

请定性地说明：为什
么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？
参考答案：
交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。

根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示在光滑水平面上有两个小木块A和B，其质量ｍA=1kg、ｍB=4kg，它们中间用一根轻弹簧相连．一颗水平飞行的子弹质量为ｍ0=50g，以V0=500m/s的速度在极短的时间内射穿两木块，已知射穿A木块后子弹的速度变为原米的3/5，且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍．求：
(1)射穿A木块过程中系统损失的机械能；
(2)系统在运动过程中弹簧的最大弹性势能；
参考答案：
(1)子弹射穿A时，子弹与A动量守恒：------------(1分)
得:-----------------(1分)
射穿A木块过程中，系统损失的机械能
--------------(2分)
(2) 子弹射穿B时，子弹与B动量守恒：----------(1分)
又由已知得：----------(1分)
得：-------------(1分)
子弹射穿B以后，弹簧开始被压缩，A、B和弹簧组成的系统动量守恒：
------------(1分)
由能量关系：-----------(1分)
得：------------(1分)
17. 如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，导体棒的电阻为r，放在导轨上，导轨与导棒摩擦均可忽略，初始时刻，弹簧恰处于拉伸状态且弹性势能为Ep，弹簧拉长了L，导体棒的初速度零，松开导体棒使它在沿导轨往复运动，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

导体棒第一次回到弹簧原长位置时速度为υ0。

（1）求导体棒第一次回到弹簧原长位置时导体棒受到的安培力大小和方向。

（2）求导体棒从初始时刻到导体棒第一次回到弹簧原长位置时这一过程中电阻R上产生的焦耳热Q1和通过R的电荷量q。

（3）导体棒往复运动，最终静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？
参考答案：
（1），方向向左
（2）
（3）
18. 离心轨道是研究机械能守恒和向心力效果的一套较好的器材（如图甲所示）。

某课外研究小组将一个压力传感器安装在轨道最低点B处，他们把一个钢球从轨道上的不同高处由静止释放，得到了多组压力传感器示数F和对应的释放点的高度h，并作出了一个F-h图像（如图乙所示）。

根据图中所给信息，回答下列问题（不计各处摩擦）：
（1）F-h图像中纵轴截距的物理意义是什么？
（2）该研究小组用的离心轨道圆周部分的半径是多少？
（3）当h=0.6m时，小球到达圆周上最高点C点时轨道对小球的压力是多大？
参考答案：
（1）由机械能守恒可得
………………………1分
………………………1分
………………………1分
（1）………………………2分
故纵轴截距表示小球所受重力。

………………………2分
（2）当h=0.6m时，F=28N，带入（1）式可得
R=0.2m
（3）由机械能守恒可得
………………………1分
………………………1分
………………………1分。