山东省菏泽市牡丹区大同中学2022-2023学年高二物理上学期期末试题含解析

山东省菏泽市牡丹区大同中学2022-2023学年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，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的顶点在x轴上且底边长为4L，高为L，底边与x轴平行。纸面内一边长为L的正方形导线框以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—位移（i-x）关系的是

参考答案：A线圈从0开始向右运动L时，线圈的右侧导体切割磁感线，有效长度增大，故电动势均匀增大，电流增大，由右手定则可知，电流方向沿顺时针；L到2L时，左侧边开始进入磁场，由图可知，右侧增加的长度与左侧增加的长度相互抵消，故有效长度不变，则感应电动势不变，电流不变，沿顺时针方向；2L时，右侧导体达到最大，左侧有效长度最小；而2L到3L过程中，右侧长度减小，而左侧长度增大，故电流要减小；在2.5L时，两边长度相等，故电流为零；此后到3L时，左侧增大，而右侧减小，故左侧将大于右侧，由右手定则可得出电流方向反向，电流增大；至此即可判断BCD错误，A正确；2.图18所示的装置中，劲度系数较小的金属轻弹簧下端恰好浸到水银面，电源电动势足够大。当闭合开关S后，弹簧将

A、保持静止B、收缩

C、变长

D、不断上下振动参考答案：3.如图所示，在真空中，两个放在绝缘架上的相同金属小球A和B，相距为r。球的半径比r小得多，A带电荷量为+4Q，B带电荷量为-2Q，相互作用的静电力为F。现将小球A和B互相接触后，再移回至原来各自的位置，这时A和B之间相互作用的静电力为。则F与之比为

（

）A．

B．

C．

D．参考答案：B4.图3表示一条放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，关于三者方向的关系，下列选项中正确的是（

）

参考答案：5.下列哪种力是洛伦兹力A．电荷间的相互作用力

B．电场对电荷的作用力C．磁铁对小磁针的作用力

D．磁场对运动电荷的作用力参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1____E2；通过线圈截面电量的大小关系是ql____q2。参考答案：大于，等于7.（2分）蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动。当丝网的振动频率为f=200Hz左右时，网的振幅最大，对于落在网上的昆虫，当翅膀振动的频率为__________Hz左右时，蜘蛛便能立即捕到它。参考答案：2008.如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时，墙对铁块的支持力将，墙与铁块间的摩擦力将。(填“增大”，“减小”或“不变”)参考答案：9.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期，并以L为横坐标，为纵坐标，做出了图线，如图６所示，由此图线可知重力加速度为

。参考答案：10.磁感应强度B是

(填标量或矢量)，它的单位

。参考答案：矢量

T11.右上图为某同学根据测定一节干电池的电动势和内电阻的实验数据绘制成的U-I图，由此可得干电池的电动势E=__________V，内阻r=

Ω．（E、r的结果分别保留3位和2位有效数字）参考答案：_1.50（或1.49）

0.60~0.64

12.（4分）如图所示，将长为的直导线放人的匀强磁场中，导线与磁场垂直，若在导线中通入的直流电，则整个导线所受的安培力的大小为

N，若停止向导线中通入电流，则匀强磁场的磁感应强度将

(填“变大”、“不变”或“变小”)。参考答案：1，不变13.如图，直角坐标系Oxy的第Ⅱ、Ⅳ象限有垂直坐标系向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，在第Ⅲ象限有垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B，半径为r、圆心角为900的单匝扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度ω在Oxy平面内绕O点匀速转动．则导线框旋转一周过程中，电动势的最大值为

▲，有效值为

▲

．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，水平放置的两平行金属板间距为d，电压大小为U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一个质量为m、、电量为－q的小颗粒，将小颗粒由静止释放，它将从静止被加速，然后冲出小孔，则它能上升的最大高度h=_________________，参考答案：;试题分析:小颗粒由静止释放，电场力对它做正功，重力做负功，从小颗粒由静止释放到最高点过程，根据动能定理得qU-mg（d+h）=0，解得，h=考点：带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用；机械能守恒定律15.如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m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4.0×10－7m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)暗条纹四、计算题：本题共3小题，共计47分16.汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为，试求：（１）汽车所能达到的最大速度；（２）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？（3）汽车匀加速运动的时间多长？参考答案：解：（1）当汽车以最大速度行驶时F=f=由得（2）由牛顿第二定律ks5u代入数据得（3）汽车做匀加速运动到最大速度时，达到额定功率，此时速度代入数据得则17.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．求：（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；（3）在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）参考答案：解：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma

①由①式解得a=10×（O.6﹣0.25×0.8）m/s2=4m/s2

②故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2．（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡mgsinθ一μmgcosθ一F=0③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率：P=Fv④由③、④两式解得⑤故当金属棒下滑速度达到稳定时，棒的速度大小为10m/s．（3）设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B⑥P=I2R⑦由⑥、⑦两式解得：⑧磁场方向垂直导轨平面向上．故磁感应强度的大小为0.4T，方向垂直导轨平面向上．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律．【分析】（1）开始下滑时，速度为零，无感应电流产生，因此不受安培力，故根据牛顿第二定律可直接求解结果．（2）金属棒下滑速度达到稳定时，金属棒所受合外力为零，根据平衡条件求出安培力，然后根据公式P=Fv求解．（3）结合第（2）问求出回路中的感应电流，然后根据电功率的公式求解．18.（6分）2005年4月份，中国首座太阳能综合利用示范楼在北京建成并试运行成功。该楼是2008年北京绿色奥运的重点示范工程。据统计，该楼平均每