湖北省荆州市洪湖市新滩镇中学2021年高二物理期末试题带解析

湖北省荆州市洪湖市新滩镇中学2021年高二物理期末试题含解析
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. （多选）小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）
对应P 点，小灯泡的电阻为
对应P 点，小灯泡的电阻为R=
参考答案：
根据电阻的定义R=，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，斜率逐渐减小，电阻逐渐增大．对应P 点，灯泡的电阻等于过P 点的切线斜率的倒数．
解：AB 、图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大．故A 正确．
C 、
D 对应P 点，小灯泡的电阻为R=≠．故C 错误，D 正确．
故选AD
本题中灯泡是非线性元件，其电阻R=，但R
．
（单选）如图所示，某一线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流图像，从图中可知（ ）
A.在A 和C 时刻线圈处于中性面位置
B.在B 和D 时刻线圈中的磁通量为零
C.在A 和C 时刻线圈中的磁通量的变化率为零
D.在A 和C 时刻线圈平面与磁场方向平行 参考答案： D
3. 闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i ＝Imsinωt ，若保持其他条件不变，使发电机线
圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为 A ．i ＝2Imsin2ωt B ．i ＝4Imsin2ωt C ．i ＝2Imsinωt D ．i ＝4Imsinωt 参考答案：
A
4. 在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图3中实线所示。

图中
P 、Q 为轨迹上的点，虚线是过P 、Q 两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域。

不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是( )
A ．在①区域
B ．在②区域
C ．在③区域
D ．在④区域
参考答案：
5. 一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速
度一时间图象如图甲所示，则A 、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的 （ ）
参考答案：
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，光滑水平面上滑块A、C质量均为m=1kg，B质量为M=3kg．开始时A、B静止，C以初速度v0=2m/s滑向A，与A碰后C的速度变为零，A向右运动与B发生碰撞并粘在一起，则：A与B碰撞后的共同速度大小为．
参考答案：
0.5m/s．
【考点】动量守恒定律．
【分析】碰撞过程遵守动量守恒，对整个过程，运用动量守恒定律求出它们的共同速度．
【解答】解：以A、B、C组成的系统为研究对象，以C的初速度方向为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得：
mv0=（M+m）v共；
解得，A与B碰撞后的共同速度大小为：v共=0.5m/s
故答案为：0.5m/s．
7. （4分）声呐(sonar)是一种声音导航和测距系统，它利用了声波的反射原理．声呐仪发出一束在水中沿直线传播的声波，当声波碰到障碍物时，就被反射回来，反射声波被声呐仪检测到，通过测量声波从发射到返回所经历的时间．就可以计算出声波传播的距离，从而间接测得物体的位置．某渔船上安装有水下声呐系统，在捕鱼生产中为测量一鱼群和渔船间的距离，声呐系统发出一列在海水中波长为0.03m．在海水中传播速度为1530m／s的声波．经0.8s鱼群反射的声波被声呐仪检测到．则该声呐仪发出的声波届于(选填“超声波”或“次声波”)，鱼群与渔船的距离为______________m。

参考答案：超声波 612
8. （填空）（2012秋?铜官山区校级期中）自然界只存在电和电两种电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒带电，用毛皮摩擦过的胶木棒带电．电荷既不能被消灭，也不能创生，它们只能
是，或者是．这个结论叫作电荷守恒定律．
参考答案：
正，负，正，负，从一个物体转移到另一个物体，从物体的一部分转移到另一部分．
电荷守恒定律
自然界只存在正电和负电两种电荷．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的胶木棒带负电．电荷既不能被消灭，也不能创生，它们只能是从一个物体转移到另一个物体，或者是从物体的一部分转移到另一部分．这个结论叫作电荷守恒定律．
故答案为：正，负，正，负，从一个物体转移到另一个物体，从物体的一部分转移到另一部分．
9. 两个摆长相同的单摆，摆球质量之比是4：1，在不同地域振动，当甲摆振动4次的同时，乙摆恰振动5次，则甲、乙二摆所在地区重力加速度之比为。

参考答案：
16∶25
当甲摆振动4次的同时，乙摆恰振动5次，知甲乙两摆的周期比5：4；
由得，，则重力加速度之比为16：25。

10. 按图所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是____________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现__________。

参考答案：
温度低，热敏电阻阻值大，电磁铁磁性弱，触点断开发光温度升高，热敏电阻阻值变小，电磁铁磁性增强，触点接触灯泡熄灭
11. 相距L的两个点电荷A、B分别带的电荷量为＋9Q和－Q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，则C所带的电荷量
为C（说明电性），并且C应放在距B点电
荷位置上。

参考答案：
12. 如图所示的电路中，，，，，U=2.4V．在a、b间接一只理想的电压表，它的示数是________。

参考答案：
1.8
13. 如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。

ab 和cd用导线连成一个闭合回路。

当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。

由此可知Ⅰ是▲极，a点电
势▲（填“大于”或“小于”）b点电势。

参考答案：
__S_____ 、____大于____
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. 在燃气灶上常常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高压，通过高压放电的电火花来点燃
气体请问点火器的放电电极为什么做成针尖状而不是圆头状？
参考答案：
燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象
解：尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密度区，故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形．
【点睛】强电场作用下，物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电，它属于一种电晕放电.它
的原理是物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电场强度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电.如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 用波长比为4：3的两种单色光A、B分别照射锌版时，逸出的光电子的最大初动能分别为E KA、
E KB．由此可知A、B光子的能量之比为多少？锌版的逸出功为多少？
参考答案：
解：A、B两种光子的波长之比为4：3，
根据v=及E=hv得A、B两种光子的能量之比为：E A：E B=λB：λA=3：4；
设此金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程，
当用A单色光照射时：E kA=﹣W，
当用B单色光照射时：E kB=﹣W，
联立解得：W=3E KB﹣4E KA；
答：A、B光子的能量之比为3：4；锌版的逸出功为3E KB﹣4E KA．
【考点】爱因斯坦光电效应方程．
【分析】根据E=求出光子的能量，根据光电效应方程求出金属的逸出功，从而即可求解．
17. 如图所示，水平的平行虚线间距d=10cm，其间有磁感应强度B=1.0T的匀强磁场．一个正方形线圈ABCD的边长l=10cm，质量m=100g，电阻R=0.04W．开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离h=80cm．将线圈由静止释放，取g=10m/s2，求：
（1）线圈下边缘刚进入磁场时，CD两端的电势差
（2）线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小
（3）整个线圈穿过磁场过程中产生的电热Q．
参考答案：
解：（1）设线框进入磁场的速度为v，根据动能定理可得：
mgh=，
解得：v=4m/s；
根据法拉第电磁感应定律可得产生的感应电动势为：E=BLv=0.4V，
CD两端电压为路端电压，则有：UCD==0.3V；
（2）根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为：I==10A，
此时的安培力大小为F=BIL=1N，方向向上，
重力为：G=mg=1N，
所以加速度为：a==0；（3）根据功能关系可知，产生的热量等于重力势能减少量，则哟：Q=2mgd=0.2J．
答：（1）线圈下边缘刚进入磁场时，CD两端的电势差为0.3V；
（2）线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小为0；
（3）整个线圈穿过磁场过程中产生的电热为0.2J．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．
【分析】（1）根据动能定理求解速度，根据法拉第电磁感应定律求解产生的感应电动势，由此得到CD两端电压；
（2）根据闭合电路的欧姆定律和安培力计算公式求解安培力，根据牛顿第二定律求解加速度；（3）根据功能关系求解产生的热量．
18. 如图16所示，在倾角为37°的斜面上，固定着宽L=0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器.电源电动势E=12 V，内电阻r=1.0 Ω.一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的，取g=10 m/s2，且已知sin37°=0.60，
cos37°=0.80。

要保持金属棒静止在导轨上.求：
（1）回路中电流的大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值.
参考答案：
（1）金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如图9-2-29所示
BIL=mgsin37°
解得：I==0.60 A. 4分
（2）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律 E=I（R+r）
解得：R=-r=19 Ω.。