山西省长治市潞矿煤矿子弟中学2021年高二物理下学期期末试题含解析

山西省长治市潞矿煤矿子弟中学2021年高二物理下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.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某次闪电火花长为600m，则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=________V。若这次闪电通过的电量为20C，则释放的电能为________J（设闪电的火花路径为直线）。参考答案：U=__1.2×109V,__2.4×1010_J。2.关于传感器的作用，下列说法中正确的有（

）A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量参考答案：BC3.（多选）图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距的平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷量的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点．若不计重力，则()A．M带负电荷，N带正电荷B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零参考答案：BD4.两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功8J，力F2对物体做功6J，则力F1和F2的合力对物体做的功为A．2J

B．10J

C．14J

D．48J参考答案：C5.如图用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图1所示，则()A．变压器输入功率约为3.9WB.

输出电压的最大值是110VC.

变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.

负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋)A参考答案：A试题分析：负载的功率，输入功率等于输出功率，A正确；输出电压的最大值，B错误；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比，C错误；负载电流的函数表达式，D错误；故选A。考点：交流电瞬时值表达式、变压器的工作原理【名师点睛】根据图象知道负载电阻中电流的峰值和有效值，周期和角速度，根据输入功率等于输出功率，匝数之比等于电压之比分析各项二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．已知它经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v，则ab段与bc段位移之比为_______________

参考答案：1:8

7.把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁强中，使导体棒和磁强方向垂直，如图所示．若导体棒的电流I=2.0A，方向向右，则导体棒受到的安培力大小F=_______N，安培力的方向为竖直向__________（选填“上”或“下”).参考答案：5×10-3

上8.长为L的导体棒原来不带电，现将带电量为+Q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于

，方向

。参考答案：

向左9.我国科技人员用升温析晶法制出了超大尺寸单晶钙钛矿晶体，尺寸超过71mm，这是世界上首次报导尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶．假设该单晶体的体积为V，密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数NA，则该晶体所含有的分子数为_________，分子直径为_______________．（球的体积，D为球的直径）参考答案：

(1).

(2).【详解】该单晶体的质量m=ρV，则分子数为：，单个分子体积：，解得：。10.如图所示，A、B两矩形物体叠放在粗糙水平面上，若用水平力F拉B物体，它们仍然保持静止状态，则B物体受到的力的个数是________．若用水平力F拉A物体，它们仍然保持静止状态，则B物体受到的力的个数是________．参考答案：5，511.如图所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO′匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷．设整个回路电阻为R，当圆盘匀速运动角速度为ω时，通过电阻的电流为________．参考答案：12.（4分）在赤道上，地磁场可以看做是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10-5T．如果赤道上有一条沿东西方向平行地面放置的直导线，长为40m，载有20A的电流，则地磁场对这根导线作用的安培力大小为

N；若将导线在水平面内转过90°成南北方向平行地面放置，此时导线受到地磁场作用的安培力大小为

N。参考答案：4×10-2

013.（6分）小张买了一只袖珍手电筒，用的是两节小的干电池。他取出手电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2V，0.25A”字样，小张认为产品设计者是想让小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光，于是他推算出每一节干电池的内阻。若小张的判断是对的，则每一节干电池的内阻为

Ω.参考答案：1.6三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图4－1－24所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，b为螺线管的中点，金属环通过a、b、c三处时，能产生感应电流吗？参考答案：金属环通过a、c处时产生感应电流；通过b处时不产生感应电流．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.（12分）如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10－4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg.m/s的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10m/s2.

（1）指出小球带何种电荷；

（2）求匀强电场的电场强度大小；

（3）求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量。参考答案：（1）小球带负电（2）小球在y方向上做竖直上抛运动，在x方向做初速度为零的匀加速运动，最高点Q的坐标为（1.6m,3.2m）

由

①

代入数据得

由初动量p=mv0

②

解得m=0.05kg

又

③

④

由③④代入数据得E=1×103N/C

（3）由④式可解得上升段时间为t=0.8s

所以全过程时间为

代入③式可解得x方向发生的位移为x=6.4m

由于电场力做正功，所以电势能减少，设减少量为△E，代入数据得△E=qEx=1.6J17.如图所示电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω.若灯泡恰能正常发光，求电动机的输出功率P出是多少？

参考答案：解：电路总电流I=P/U=2A

(2分)

电动机总功率

P-电-=U-电I=6*2=12W

(2分)

电动机热功率

PQ=I2R=22*0.5=2W

(3分)

电动机的输出功率

P出=P-电-PQ=12W-2W=10W

(3分)18.如图所示，空间内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场沿y轴负方向，匀强磁场垂直于xOy平面向里．图中虚线框内为由粒子源S和电压为U0的加速电场组成的装置，其出口位于O点，并可作为一个整体在纸面内绕O点转动．粒子源S不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子（初速不计），经电场加速后从O点射出，且沿x轴正方向射出的粒子恰好能沿直线运动．不计粒子的重力及彼此间的作用力，粒子从O点射出前的运动不受外界正交电场、磁场的影响．（1）求粒子从O点射出时速度v的大小．（2）若只撤去磁场，从O点沿x轴正方向射出的粒子刚好经过坐标为（L，）的N点，求匀强电场的场强E；（3）若只撤去电场，要使粒子能够经过坐标为（L，0）的P点，粒子应从O点沿什么方向射出？参考答案：解：（1）粒子在电场中加速时，电场力做功，，整理得：（2）只有电场时，粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速：L=vt竖直方向：拉力以上3公式．得：（3）电场和磁场同时存在时，洛伦兹力等于电场力；方向向上，大小：qvB=qE得：只有磁场时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．联立以上几个公式得：所以粒子运动的