广东省深圳市宝安中学高中部2020-2021学年高二物理下学期期末试卷含解析

广东省深圳市宝安中学高中部2020-2021学年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. 在图6所示电路中，下列说法错误的是： (C )
A、当只闭合开关S1时，只有灯L1发光；
B、当只闭合开关S2时，只有灯L3发光；
C、当开关S1、S2都闭合时，只有灯L2发光；
D、当开关S1、S2都断开时，三盏灯都发光。

参考答案：
2. 如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合。

t＝0时线圈从图甲所示的位置开始匀速转动，规定电流方向沿a→d→c→b→a为正方向。

则线圈内感应电流随时间变化的图象应是图中的（）
A. B.
C. D.
参考答案：
A
【详解】图示时刻后瞬间，由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为：a→b→c→d→a，为负方向。

线圈中产生的感应电动势表达式为，S是线圈面积的一半，则感应电流的表达
式为，其中．故线圈中感应电流按正弦规律变化，根据数学知识得知A正确， BCD错误。

3. 如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如图所示中的
参考答案：
A
4. 下述关于单位制及其应用的说法中，正确的是
A．
基本单位和导出单位一起组成了单位制
B．
选用的基本单位不同，构成的单位制也不同
C．
在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的
D．
一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系
参考答案：
ABC
5. 利用霍尔效应制作的霍尔组件广泛应用于测量和自动控制等领域.图是霍尔组件的工作原理示意图.该霍尔组件的载流子是自由电子，磁感应强度B垂直于霍尔组件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是（）
A. 电势差
B. 电势差
C. 形成电势差的原因是载流子受到磁场力而偏转
D. 形成电势差的原因是电场力与磁场力达到平衡
参考答案：
BCD
【详解】电流方向为E F,由左手定则知，霍尔元件中的载流子（自由电子）受洛伦兹力作用向侧面C偏转，侧面C聚集负电荷，因整个元件是中性的，则侧两D出现正电荷，所以两个侧面C、D之间形成由D到C的电场，侧面D的电势高于侧面C的电势.随着两侧面电荷的增多，元件中运动的载流子受到的电场力逐渐增大，当载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两侧面之间的电势差达到稳定状态.综上所述，选项A错误，选项B、C、D正确.
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，在匀强电场中有a、b、c三点，a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm。

将一个带电荷量为2×10-8 C 的电荷从a点移到b点时，电场力做功为4×10-6 J。

将此电荷从b点移到c 点时电场力做功为________ J，a、c间电势差为________V。

参考答案：
5×10-6 450
7. 如图所示，水平导轨处于蹄形磁铁的磁场中，导线P所在处的磁场方向竖直 (选填“向上”或“向下”)；闭合电键，通电导线P在磁场中受到的力称为（选填“安培力”或“洛伦兹力”），由左手定则可知，该力的方向（选填“向左”或“向右”）。

参考答案：向上，安培力，向右。

8. 如图11所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1与f的关系为______，f2与f的关系为 .
参考答案：
9. （2分）已知元电荷C，某金属导线中的电流是16mA，2s内通过导线的横截面的电子个数为_______________个。

参考答案：
2×1017
10. 氢原子从能量较高的能级（能量为E m）跃迁到能量较低的能级（能量为E n
）时，会释放（填
“释放”或“吸收”）光子，真空中这种光子的波长为．用这种光子照射逸出功为W0的锌板发生了光电效应，则光电子的初动能不大于E m﹣E n﹣W0（普朗克常量为h，光速为c）
参考答案：
解：氢原子从能量较高的能级（能量为E m）跃迁到能量较低的能级（能量为E n）时，会释放光子，释放光子能量为：E=E m﹣E n=h
真空中这种光子的波长为：λ=，
根据光电效应方程：E K=hv﹣w0，
用这种光子照射逸出功为W0的锌板发生了光电效应，则光电子的初动能不大于E m﹣E n﹣W0，
故答案为：释放，，E m﹣E n﹣W0
11. 将一个电荷量为
的点电荷，从O 到M 点要克服电场力做功
,则0M 两
点间电势差
Uom 。

参考答案：
12. 如图所示，放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ，当通有由b 向a 的电流时，受到的安培力方向向右，则磁铁的上端是 极；如果磁铁上端是S 极，导体棒中的电流方向由a 向b ，则导体棒受到的安培力方向为 ．(选填“向左”、“向右”)
参考答案：
13. 如图所示，水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN 和PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M 和P 之间接有阻值为R ＝3.0Ω的定值电阻．导体棒ab 长l ＝0.5m ，其电阻为r ＝1.0Ω，，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.4T ．现使ab 以v ＝10m/s 的速度向右做匀速运动．则ab 中产生的感应电动势大小为___________v ，通过ab 棒的电流方向___________（填“a →b ”或“b →a ”），电流大小为___________A ，ab 棒所受安培力的大小为___________N ，方向___________。

参考答案：
(1). 2 (2). b →a (3). 0.5 (4). 0.1 (5). 水平向左
电路中电动势：E=Blv=0.4×0.5×10=2V；由右手定则可知，通过ab 棒的电流方向 b →a ； 电路中电流：
；
ab 棒所受的安培力：F=BIl=0.4×0.5×0.5=0.1N，由左手定则可知水平向左.
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (10分)“玻意耳定律”告诉我们：一定质量的气体．如果保持温度不变，体积减小，压强
增大；
“查理定律”指出：一定质量的气体，如果保持体积不变，温度升高．压强增大；请你用分子运动论的观点分别解释上述两种现象，并说明两种增大压强的方式有何不同。

参考答案：
一定质量的气体．如果温度保持不变，分子平均动能不变，每次分子与容器碰撞时平均作用力不变，而体积减小，单位体积内分子数增大，相同时间内撞击到容器壁的分子数增加，因此压强增大，（4分）
一定质量的气体，若体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子热运动加
剧，对容器壁碰撞更频繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以压强增大。

（4分）
第一次只改变了单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数；而第二种情况下改变了影响
压强的两个因素：单位时间内单位面积上碰撞的次数和每次碰撞的平均作用力。

（2分） 15. （10分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面上放有A 、B 两个小球．A 球的质量为0.3kg ，以速度8m/s 跟质量为0.1kg 、静止在桌面上的B 球发生碰撞，并测得碰撞后B 球的速度为9m/s ，A 球的速度变为5m/s ，方向与原来相同．根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想．
【猜想1】碰撞后B 球获得了速度，A 球把速度传递给了B 球．
【猜想2】碰撞后B 球获得了动能，A 球把减少的动能全部传递给了B 球．
(1)你认为以上的猜想成立吗？若不成立，请简述理由.
(2)根据实验数据，通过计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中，B 球所增加的这个物理量与A 球所减少的这个物理量相等？ 参考答案：
（1）猜想1、2均不成立.因为A球的速度只减少了3m/s, B球的速度却增加了8m/s ,所以猜想1是错的。

（2分）A球的动能减少了,B球动能增加了
,所以猜想2也是错的；（2分）
（2）计算：B球动量的增加量Δp B =0.1×9=0.9kg·m/s，（2分）A球动量的减少量
Δp A=0.3×8－0.3×5=0.9 kg·m/s，（2分）从计算结果可得，B球动量的增加量与A球动量的减少量相等．即系统的总动量保持不变．（2分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，矩形线圈面积是0.05m2，共100匝。

线圈总电阻 r=1Ω外电路电阻R =9Ω。

磁感应强度B=T。

线圈以300r/min的转速匀速转动。

求：
⑴从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式。

⑵1min内R上消耗的电能。

(3) 从图示时刻转过1800角的时间内，通过R的电荷
参考答案：
17. 为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ＝60°、长为L1＝2m 的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2＝m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h＝0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已
知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ＝，g取10 m/s2.
(1)求小球初速度v0的大小；
(2)求小球滑过C点时的速率v C；
(3)要使小球刚好能过圆轨道的最高点，圆轨道的半径为多大？
参考答案：
(1)m/s (2)3m/s (3)0<R≤1.08 m
释放弹簧后弹簧的弹性势能转化为小球的动能．先根据小球从离开弹簧到A平抛运动过程，求出小球到A点时竖直分速度，由速度的分解求出到初速度；小球运动的过程中机械能守恒，列出公式即可求出C点的速度；要使小球不离开轨道，有两种情况：第一种情况：是恰好过竖直圆轨道最高点时，先由牛顿第二定律和向心力知识求出到最高点的速度，再由动能定理求解轨道半径．第二种情况：小球恰好到竖直圆轨道最右端，由动能定理求解轨道半径．
（1）小球开始时做平抛运动，
代入数据解得：，
A点：，
得：；
（2）从水平抛出到C点的过程中，由动能定理得：
代入数据解得：；
（3）小球刚刚过最高点时，重力提供向心力，则：，
根据机械能守恒可得：，代入数据解得；
当小球刚能到达与圆心等高时，代入数据解得R2=2.7m；
当圆轨道与AB相切时，即圆轨道的半径不能超过
综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是．
【点睛】明确研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．要注意小球运动过程中各个物理量的变化．
18. 一列简谐横波沿直线传播，P、Q是这一直线上的两点，其间距PQ＝30m，已知P、Q的振动图象分别如图甲、乙所示．
(1)若波由P传向Q，求可能的波速；
(2)若波由Q传向P，求可能的波速．
参考答案：。