2021-2022学年江苏省扬州市仪征扬子中学高二物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年江苏省扬州市仪征扬子中学高二物理上学期期末试题含解析
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，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，绳张紧时与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度作逆时针转动时（v1＜v2），绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列
说法正确的是（）
A．F1＝F2
B．F1＜F2
C．t1＞t2
D．t1＜t2
参考答案：
AD
2. 两只完全相同的电流表，一只改装成电压表，一只改装成电流表，一同学做实验时，误将电压表和电流表串联起来接入电路中，则（）
A．两只表的指针都不能偏转
B．两只表的指针偏转角度相等
C．电压表的指针有偏转，电流表的指针几乎不偏转
D．电流表的指针有偏转，电压表的指针几乎不偏转
参考答案：
C 试题分析：电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，电流相等，但通过电流表的电流大多数从分流电阻通过，故电压表指针有偏转，电流表表头指针偏转角度很小，或者几乎不偏转；故ABD错误，C正确；故选C．
考点：电表的改装
3. 如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是 ( )
A．4W、8W
B．2W、4W
C．4W、6W
D．2W、3W
参考答案：
C
4. 利用光敏电阻制作的光传感器，记录传送带上工作的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是()
A．传送带运动的速度是 0.1m/s B．传送带运动的速度是0.2m/s
C．该传送带每小时输送3600个工件 D．该传送带每小时输送7200个工件
参考答案：
BC
5. 一交流电压为u＝100sin100πt V，由此表达式可知
A．用电压表测该电压其示数为100 V
B．该交流电压的周期为50 s
C．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为100 W
D．t＝1/400 s时，该交流电压的即时值为100 V
参考答案：
ACD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过
程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电
压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小为__________和电极__________ (填M或N)的电势高。

参考答案：
7. 如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n1∶n2=4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。

a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB=________；两电阻两端的电压之比UA∶UB=_________。

参考答案：
（1）2000v（2）99.5%（3）199：22 8. 一闭合线圈有50匝，总电阻R＝20Ω，穿过它的磁通量在0.1s内由8×10－3Wb增加到1.2×10－2Wb，则线圈中的感应电动势E＝ V，线圈中的平均电流强度I＝ A．
参考答案：
2 0.1
9. 如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，开关断开时，条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针不动；开关闭合时，磁铁静止在线圈中，电流表表针也不动；开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表表针发生偏转。

由此得出，产生感应电流的条件是：电路必
须，穿过电路的磁通量发生。

参考答案：
闭合，变化
10. 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种这种电场叫做。

如果在此空间存在导体，导体中就会产生感应电动势，这种电动势的非静电力
是的作用力。

参考答案：
感生电场，感生电场对导体中自由电荷
11. 如图所示，理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2:1。

则二极管的耐压值至少为V，电阻R上1s内产生的焦耳热为J，电阻R上电流的有效值为A。

（结果保留三位有效数字）
参考答案：
156V 605J 7.78A
12. 如图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈L 的电流．电
路中电灯的电阻R 1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB 间电压U=6.0V ．开关S 原来闭合，电路处于稳定状态，在t 1=1.0×10﹣
3 s 时刻断开关S ，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所
示．则线圈L 的直流电阻R L = 2Ω ；断开开关后通过电灯的电流方
向左
（填“向左”或“向右”）；在t 2=1.6×10﹣
3 s 时刻线圈L 中的感应电动势的大小为
2V ．
参考答案：
解：（1）由图读出，开始时流过电感线圈L 的电流I 0=1.5A
由欧姆定律 I 0=
解得：R L =﹣R=2Ω
（2）L 1中电流方向向左；
（3）由图读出，t=1.6×10﹣
3 s 时刻线圈L 的电流I=0.20A ；
线圈L 此时是一个电源，由全电路欧姆定律E=I （R L +R+R 1）； E=2.0V
故答案为：2Ω；向左；2V ．
13. 如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN ，现将一个带电量为+Q 的点电荷放置于板右
侧的A 点，并使金属板接地。

已知A 点离金属板MN 的距离为d ， C 点在A 点和板MN 之间，AC⊥MN，且AC 长恰为。

金属平板与电量为+Q 的点电荷之间的空间电场分布可类比______________（选填“等量同种电荷”、“等量异种电荷”）之间的电场分布；在C 点处的电场强度E C =______________。

参考答案：
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示，有两个质量均为m 、带电量均为q 的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O 处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角为θ=30°，重力加速度为g ，静电力常量为k.求：(1) 带电小球A 在B 处产生的电场强度大小；(2) 细绳的长度L.
参考答案：
（1） （2）
（1）对B 球，由平衡条件有：mgtan θ=qE
带电小球在B 处产生的电场强度大小：
（2）由库仑定律有：
其中：r=2Lsin θ=L
解得：
【点睛】本题关键是对物体受力分析，然后结合共点力平衡条件、库仑定律和电场强度的定义列式求解．
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，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h=0.8m．有一质量为500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑．小环离杆后正好通过C端的正下方P点处．（g取10m/s2）求：
（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向．
（2）小环从C运动到P过程中的动能增量．
（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小V O．参考答案：
解答：解：（1）对带电小环受力分析
因带电小环匀速下滑，加之电场强度水平向左，所以小环带负电．
由几何关系可知，小环所受电场力与重力大小相等．则小环离开直杆后所受的合外力大小为：F合=
由牛顿第二定律可得：，方向垂直于杆向下（或与水平方向成45°角斜向下）．
（2）设小环从C运动到P过程中动能的增量为△E k．由动能定理有：W G+W E=△E k
则电场力做功为零W E =0
所以△E
k =W G =mgh=4J
（3）小环离开杆做类平抛运动．如图所示建立坐标x 、y 轴
垂直于杆方向做匀加速运动：
平行于杆方向做匀速运动：
解得：υ0=2m/s
答：（1）小环离开直杆后运动的加速度大小为，方向垂直于杆向下（或与水平方
向成45°角斜向下）．
（2）小环从C 运动到P 过程中的动能增量为4J ．
（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小为2m/s ．
成，极板长度为l 、间距为d ，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反． 初速度为零的质量为m 、电荷量为+q 的粒子经加速电压U 0 加速后，水平射入偏转电压为U 1 的平移器，最终水平打在A 点． 不考虑粒子受到的重力．
(1)求粒子射出加速器时的速度大小v 1和射出平移器后的速度大小v 2； (2)求粒子经过平移器过程中在竖直方向发生的位移；
(3)当加速电压变为3U 0 时，欲使粒子仍打在A 点，求此时的偏转电压U ．
参考答案：
在竖直方向上先加速，再匀速，再减速，因为加速和减速的时间相同且加速度大小相同
所以v 2=
y =
4
=
由于上式，因为y 不变，当U 0变成原来的3倍，那么U 1也变成原来的3倍
18. 如图所示，两竖直放置的平行金属板间存在一水平方向的匀强电场，有一带电量为q=－2×10－-8C 、质量为m=3×10－-5kg 的小球用绝缘细线悬挂起来小球恰好静止，此时悬线与竖直方向成45 角，求
(1)场强的大小E和方向
(2)若此时将悬线剪断，经过时间t=2s，小球的位移L的大小？（设小球未与金属板相碰）
参考答案：
（1）1.5×10－4N/C 水平向左（2） 28.2m。