河北省张家口市江家屯中学2020年高二物理下学期期末试卷含解析

河北省张家口市江家屯中学2020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. (单选)一个物体A静止于斜面上，现用一竖直向下的外力F作用于A，下列说法中正确的
是（）
A．物体A所受的摩擦力可能减小
B．物体A对斜面的压力可能保持不变
C．不管F怎样增大，物体A总保持静止
D．当F增大到某一值时，物体可能沿斜面下滑
参考答案：
C
2. 一个做自由落体运动的物体，下落速度v随时间t变化的图象如图所示，其中正确的是（）A．B．
C．D．
参考答案：
D
【考点】匀变速直线运动的图像．
【分析】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其速度时间关系公式为v=gt，然后再分析v ﹣t图象的形状．
【解答】解：自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，其速度时间关系公式为v=gt，g是定值，则v与t成正比，故其v﹣t图是一条通过原点的直线，故ABC错误，D正确；
故选：D 3. （单选）a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星.下列说法中正确的是
（）
A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B.b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C.b、c运行周期相同，且小于a的运行周期
D.由于某种原因，a的轨道半径缓慢减小，a的线速度将变小
参考答案：
B
4. 下列关于动量的论述中正确的是
A．质量大的物体动量一定大 B．速度大的物体动量一定大C．两物体动能相等，动量大小一定相等 D．两物体动能相等，动量一定相等
参考答案：
C
5. 22012年8月，临沂等地出现37℃以上的高温，为了解暑，人们用电扇降温.如图所示为降温所用的一个小型电风扇电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n：1，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡和风扇电动机D，电动机线圈电阻为r.接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是（）
A．风扇电动机D两端的电压为Ir
B．理想变压器的输入功率为+
C．风扇电动机D输出的机械功率为
D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为
参考答案：
BCD
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （2分）走时准确的钟表，其分针的角速度与时针的角速度之比为。

参考答案：
12：1
7. (1)在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。

它们是：①电流计、②直流电源、
③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

（1）试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）。

（2）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将_ （填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。

参考答案：
(1)略（2）左偏
8. 如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg＝500Ω，满刻度电流为Ig＝1mA的毫安表，现接成量程分别10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1＝Ω, R2
＝Ω
参考答案：
9．5×103 9×104
由Ug=IgRg=0．5V，所以R1两端电压UR1=U1-Ug=9．5V，所以；同理UR2=U2-U1=90V，。

考点：串联电路电压和电阻的关系
点评：串联电路中电流不变，电压比就等电阻比。

9. 如图所示，两平行金属板带等量异种电荷，板间电压为U，场强方向竖直向下，金属板下方有一匀强磁场，一带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动，运动半径为R，不计粒子的重力．粒子从电场射出时速度的大小为；匀强磁场的磁感应强度的大小为．
参考答案：
，．
【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【分析】根据动能定理列式，即可求解粒子从电场射出时速度的大小；再根据洛伦兹力提供向心力列式，即可求解磁感应强度的大小．
【解答】解：粒子在电场中，只受电场力作用，由静止加速到速度v后射出电场，由动能定理可知：
qU=mv2；
解得：
v=
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：
qvB=m
解得：B=
将第一问的速度代入，得：
B=
故答案为：，．
10. （16分）如图为日常生活用电的电压随时间变化的规律图，由图可知：该交流电电压的峰值为 V，有效值为V，周期为 s，频率
为 Hz。

参考答案：
220， 220， 0.02， 50
11. 如图所示，光滑水平导轨向有方向竖直向下的匀强磁场，质量为1kg的导体棒放在导轨上，在电动机牵引下运动。

当导体棒运动了一段时间后，获得稳定的速度为2m/s。

牵引导体棒的过程中，电动机两端的理想电压表和理想电流表的读数分别为7V和1A，电动机内阻为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，则电动机的输出功率为 W；导体棒从开始运动至速度达到稳定的过程中产生的热量为10J，求此过程中电动机对外做功的时间为 s 。

参考答案：
6W 2s
12. 一个单匝闭合圆形线圈置于垂直线圈平面的匀强磁场中，当磁感应强度变化率恒定时，线圈中的感应电动势为E，感应电流为I.若把这根导线均匀拉长，从而使圆半径增大一倍，则此时线圈中的感应电动势为______，感应电流为______.
参考答案：
4E I 13. 金属棒bc在两光滑的水平放置的平行金属导轨上运动时，闭合回路AbcD中有感应电流．这时bc棒将受到向______的磁场力；为使bc棒向右运动，必须对bc施加方向向______的力，这个力克服______力做功；在这个过程中______能转化成了______能。

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. 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．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图甲所示，在xOy平面内某介质中有一列波源位于O点沿x 轴正方向传播的简谐横波，在t=0时，P点（x=20cm处）位于波峰，t=1s时，P点位于平衡位置，且速度方向沿y轴负方向，Q点
（x=80cm处）位于平衡位置下方的最大位移处。

已知此波的振幅，波长，周期求：
（1）画出时，PQ之间的波形图（把图画在答题卷的相应位置）
（2）该波在介质中的波速
（3）在图乙中画出波源O点的振动图像（把图画在答题卷的相应位置）参考答案：
如图1所示如图2所示
（1）由题意，根据质点P的振动情况有：，n=0，1，2，…
因为周期T＞1s，则n取0，所以周期为T=4s；
根据PQ间的状态可知：，n=0，1，2，…
因为波长λ＞60cm，则n应取0，所以波长λ=80cm
则t=1s时，PQ之间的波形图如图1所示；
（2）该波在介质中的波速为；
（3）PO间的距离，t=0时刻P点（x=20cm处）位于波峰，则O点在平衡位置，速度方向向下，故O点的振动图象如图2所示。

17. 在如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值。

参考答案：
（1）将AB延长后交U轴与20V处，交I轴于1.0A处
（2）滑片P滑至右端时由图象知此时对应于B点∴U2=4V
Ur=E－V2=20V－4V=16V
由串联电路的电压分配与阻值正成比知r=4R，
（3）滑片滑到左端时由图象可知外电压为U外=16V，Ur=E－U外=20V－16V=4V
R1与R3并联后的总电阻为R3并=80Ω－5Ω=75Ω，
又，解得：R3=300Ω
18. 某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发动机的输出功率为100kw, 输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V。

（1）请你为该村设计输电电路并求升压、降压变压器的原副线圈的匝数比；
（2）该村某工厂用电60 kW，还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？
参考答案：
(1) ∵P损＝R线
∴升压变压器的输出电流：I2＝＝ A＝20 A
升压变压器的输入电流：I1＝＝ A＝200 A
则升压变压器的原、副线圈匝数比：
∵
∴输电电压：U2 == V = 5000 V )
降压变压器的输入电压：U3＝U2－I2R线＝(5000－20×10) V＝4 800 V
则降压变压器的原、副线圈匝数比： )
(2) 设还可装灯n盏，由降压变压器的输入功率等于输出功率有：
P3＝P4
其中P4＝(n×40＋60×103) W
P3＝(100－4) kW＝96000 W
解之得n＝900。