2021-2022学年天津高级中学高二物理期末试卷含解析

2021-2022学年天津高级中学高二物理期末试卷含解析

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. 某金属在一束绿光的照射下发生光电效应,则（）

A．若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目不变

B．若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加

C．若改用紫光照射,则逸出的光电子最大初动能增加

D．若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目增加

参考答案：

C

2. 如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是( )

A．先abcd，后dcba，再abcd B．先abcd，后dcba

C．始终dcba D．先dcba，后abcd，再dcba

参考答案：

D

3. (多选)右图所示的是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，那么

A．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a

B．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b

C．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a

D．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b

参考答案：

AD

4. 在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（）

A．奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象

B．麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在

C．库仑发现了点电荷的相互作用规律;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律;洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律参考答案：

AC

5. 下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是

参考答案：

B

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6. 传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏电阻传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动报警器线路。

（1）为了使温度过高时报警器响铃，C应接在（填a或b）。

（2）若使启动报警器的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向移动（填左或右）。

（3）如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是。

参考答案：

（1）a（2）左

（3）线圈匝数过少、或弹簧弹力太大、或电源电动势太低（答到一种便可得分）

7. 如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘丝线悬挂于O点，则小球带电，所在处的电场强度大小为E =

参考答案：

正；

8. 某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为，如将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于。如将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于，如将该电压加在辉光电压(电压达到或高于该电压值,氖管才会发光。)为100V的氖管上，则每分钟内氖管发光时间为。

参考答案：

9. 如图9所示把一条长导线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线拄上，形成闭合回路。

两个同学迅速摇动导线，可以发电吗；你的理由是

______ ；你认为两个同学沿那个方向站立时，发电的可能性比较大

______ ；

参考答案：

10. 一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正接线柱流人时，指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出:

(1)图(a)中灵敏电流计指针的偏转方向为 _______.(填“偏向正极”或“偏向负极”)

(2)图(b)中磁铁下方的极性是 .（填“N极”或“S极”）

(3)图(c)中磁铁的运动方向是___________。（填“向上”或“向下”）

（1）偏向正极（2）S极（3）向上

11. 如图所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将（选填“变大”或“变小”）。在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.2Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势

为 V。

参考答案：

12. 将长0.5m，通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁疗感应强度B大小为 T。

参考答案：

0.15

13. 如图，用传送带给煤车装煤，20 s内有0.5 t的煤粉落于车上．要使车保持2 m/s的速度匀速前进，则对车应再施以水平力的大小为_______N．

参考答案：

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14. 实验室中有一量程不准确的电压表V1,某课外探究小组为了测量该电压表的实际量程Um设计了图甲所示的电路。所用器材有：

量程不准的电压表V1,量程标称为O?15V，内阻r1=20. OkΩ;

标准电压表V2,量程0?3V,内阻r2=2.5kΩ;

标准电阻R2，阻值13.0 kΩ；

滑动变阻器R1，总电阻为200.0Ω

电源电动势E=20. 0V,内阻不计；

开关S ，导线若干。

根据图甲和探究小组内A、B两位同学的操作过程，请你回答：

(1) A同学闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑动端，使电压表V1满偏，读出此时电压表V2的示数为U2,计算出V1的量程表达式为Um=_________

(2) B同学测量时，V1并未调到满偏，两电压表的示数如图乙所示，从图中读出

V1的示数U1=_______ V, V2的示数U2=_______V；由读出的数据计算出

Um=_______V。(计算结果保留3位有效数字）

参考答案：

（1）Um＝(或=6.2 ) （3分）

（2）10.0V (1分) (10.00V也给分) 1.78V（1.77～1.80） (1分)，6V（16.5 ～16.8）（3分）

15. 如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=：11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=11：．实验结果说明，碰撞前后总动量的比值

=．

（2）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大．请你用（1）中已知的数据，分析和计算出被碰小球m1平抛运动射程ON的最大值为cm．

参考答案：

14；2.9；1.01；76.8．

【考点】验证动量守恒定律．

【分析】验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度．过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．只需满足每次入射球每次从同一点开始运动即可；最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒；当发生弹性碰撞时机械能损失最少，小球1平抛运动的射程最大．

【解答】解：设落地时间为t，则v0=；v1=，v2=；

则碰前的动量：

P1=m1v0=m1；

碰后的动量：P'1=m1v1=m1

P'2=m2v2=m2；

则可知，碰撞前后m1动量之比：===，

===

===1.01；

发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据

动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2

由m1v02=m1v12+m2v22

联立解得v2=v0，因此最大射程s m=?OP=×44.8=76.8cm．

故答案为：14；2.9；1.01；76.8．

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16. 如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；

⑵当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；

⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

参考答案：

解析：⑴棒产生的感应电动势2分

通过的电流大小2分

电流方向为b→a1分

⑵棒产生的感应电动势为1分

感应电流1分

棒受到的安培力大小，方向沿斜面向上1分

根据牛顿第二定律有1分

解得1分

⑶导体棒最终静止，有

压缩量1分

设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律有

2分

1分电阻R上产生的焦耳热

2分

17. （10分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90o到达虚线位置过程中，求：

⑴通过R的电荷量q为多少？

⑵R上产生电热Q R为多少？

⑶外力做的功W为多少？

参考答案：

⑴，（3分）

（4分）

⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q。（3分）

18. 如图所示，用两根长度都为l的细线悬挂一个小球A，两悬挂点等高，线与水平天花板间的夹角都是α，使球A在垂直于纸面的平面内做小幅度的摆动，当A 经过平衡位置的瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，若B球恰能击中A 球，求B球开始下落时离A球振动平衡位置的高度。

参考答案：

对A球，有：（2分）

（n=1、2、3…）（2分）

对B球，有：（2分）

联立解得：h=（n=1、2、3…）（