2022年山西省长治市李元中学高二物理下学期期末试卷含解析

2022年山西省长治市李元中学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.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的是

（

）

A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面对，UH将变大

B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化参考答案：ABD2.（单选）如图，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是（

）A．将磁铁插入螺线管的过程中

B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中

D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中参考答案：B3.从空中某处平抛一个物体，不计空气阻力，物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ。取地面物体的重力势能为0，则物体抛出时其动能与重力势能之比为：（

）A.sin2θ

B.cos2θ

C.tan2θ

D.cot2θ

参考答案：D4.如图所示，两根间距为的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。金属杆垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是(

)A．减小磁感应强度B

B．调节滑动变阻器使电流增大C．减小导轨平面与水平面间的夹角θD．将电源正负极对掉使电流方向改变参考答案：C5.走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为()A．“与”门电路

B．“非”门电路C．“或”门电路

D．上述答案都有可能参考答案：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，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。已知A、B、C三点的电势=15V，=3V,=-3V由此可知D点电势=________V

参考答案：9V7.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按左图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路：(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将如何偏转?(2)线圈A放在B中不动时,指针如何偏转?(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将如何偏转?(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将如何偏转?（把结果分别填在以下横线上，填向左、向右或不偏转）（1）

（2）

（3）

（4）

参考答案：向右，不偏转，向右，向左8.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为

，若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为

；若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为

；若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为

．参考答案：BS，BS；0；﹣2BS【考点】磁通量．【分析】图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scosθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积．线圈从图示转过90°时，磁通量为零．【解答】解：线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．故图示位置的磁通量为：Φ=BS；使框架绕OO′转过60°角，则在磁场方向的投影面积为S，则磁通量为BS；线圈从图示转过90°的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过90°时，磁通量为0；若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为﹣BS﹣BS=﹣2BS；故答案为：BS，BS；0；﹣2BS9.一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示，由图可知，该交流电的周期是

s，频率是

Hz，有效值是

V，电压瞬时值的表达式为

，每秒钟方向改变

次。若将该交流电压加在的电阻两端，则电阻消耗的功率是

W。参考答案：0.04

s，

25

Hz，

V，，

50次，

50W。10.太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量则：（1）完成核反应方程：H+H→

+n．（2）求核反应中释放的核能．（3）在两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．参考答案：（1）He；（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．【考点】爱因斯坦质能方程；动量守恒定律．【分析】（1）根据质量数守恒与核电荷数守恒，写出核反应方程式．（2）求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出释放的核能．（3）两氘核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能量守恒根据动量守恒和能量守恒列方程求解．【解答】解：（1）由核电荷数守恒可知，新核的核电荷数是2，因此新核是He，由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式是：H+H→He+n；（2）反应过程中质量减少了：△m=2×2.0136u﹣1.0087u﹣3.0150u=0.0035u，反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV（3）设n核和He的动量分别为P1和P2，由动量守恒定律得：O=P1+P2，由此得P1和P2大小相等，由动能和动量关系E=及n和He的质量关系得：中子的动能En是He核动能EHe的3倍，即En：EHe=3：1，由能量守恒定律得：EHe+En=△E+2EK，解得：中子的动能En=2.97MeV，He的动能：EHe=0.99MeV，故答案为：（1）He；（2）核反应中释放的核能为3.26MeV；（3）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．11.真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为4×10－9C的检验电荷，它受到的电场力为2×10－5N，则P点的场强为________N／C.把检验电荷的电荷量减小为2×10－9C，则检验电荷所受到的电场力为_______N.如果把这个检验电荷取走，则P点的电场强度为_________N／C.参考答案：12.将一个交变电压u=141sin50πt加到阻值为100欧的电阻上，在此交变电压的一个周期时间内，电阻上产生的热量是

J。参考答案：413.如图所示，为三个相同的灯泡（设其电阻值保持不变），为与之串联的三个常用元件，如：电感线圈、电容器或电阻。为稳恒直流电源，为正弦交流电源。当开关S接“1”时，两灯均正常发光，灯不亮；当开关S接“2”时，灯仍正常发光，灯变暗，灯正常发光。由此可知：元件是____；元件是____；元件是____。参考答案：电阻

电感线圈

电容器

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）。为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A：电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）B：电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）C：电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）D：电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）E：滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）F：滑动变阻器R2（最大阻值为1kΩ）G：电源E（电动势4V，内阻可忽略）H：电键、导线若干。（1）为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需添器材前面的字母即可）：电流表_______，电压表_________，滑动变阻器________。（2）画出该实验电路图。参考答案：（1）A，C，E

（2）分压或限流都可，电流表要外接15.测量分子大小的方法有很多,如油膜法。（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜待薄膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下勾画出油膜边框，如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是____________cm2,由此估算出油酸分子的直径是___________m(保留一位有效数字)（2）根据查找资料,得知油酸分子的直径为4.6×10-10m,则造成实验结果偏差的原因可能是__________A．痱子粉撒得过多B．勾画油膜边框时面积圈大了C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液的滴数多记了几滴D．在滴入量筒之前,配置的溶液在空气中搁置了较长时间参考答案：

(1).；

(2).；

(3).A【详解】(1)由图示油膜可知，油膜的面积为：；两滴油酸溶液含纯油酸的体积为：分子的直径为：；(2)计算油酸分子直径的公式：，A项：痱子粉撒得过多，油酸未完全散开，S偏小，所以得到的分子直径将偏大，故A正确；B项：勾画油膜边框时面积圈大了，所得到的分子直径将偏小，故B错误；C项：由可知，纯油酸的体积偏小，得到的分子直径偏小，故C错误；D项：在滴入量筒之前,配置的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，导致计算结果偏小，故D错误。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L=0.5m，左端接有阻值为R=0.8Ω的电阻，处在方向竖直向下，磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，质量为m=0.1kg的导体棒与固定弹簧相连，导体棒的电阻为r=0.2Ω，导轨的电阻可忽略不计．初时刻，弹簧恰好处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0=4m/s．导体棒第一次速度为零时，弹簧的弹性势能Ep=0.5J．导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触．求：（1）初始时刻导体棒受到的安培力的大小和方向；（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q．参考答案：（1）初始时刻棒中感应电动势为：E=BLv0，棒中感应电流：I=，作用于棒上的安培力为：F=BIL联立可得：F=BIL==1N，安培力方向：水平向左．（2）由能量守恒定律可得：mv02=EP+Q解得：Q=0.3J，Q=QR+Qr==，解得：QR=0.24J；答：（1）初始时刻导体棒受到的安培力的为1N，方向：水平向左；（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，电阻R上产生的焦耳热为0.24J．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．【分析】（1）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由安培力公式求出导体棒受到的安培力．（2）在导体棒向右运动的过程中，弹簧弹力与安培力做功，由能量守恒定律可以求出电阻上产生的焦耳热．17.如图12，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其参考答案：（1）小环在直杆上的受力情况如右图所示由平衡条件得：mgsin45°=Eqcos45°

……2分得mg=qE到P点，则竖直方向：h=V0sin45°·t＋gt2

……………2分18.在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC，截面半径为R=0.4m．空间有竖直向下的匀强电场，一个质量m=0.02kg，带电量q=+l．0×l0﹣3C的小球（可视为质点）以初速度v0=4m/s从A点水平飞人凹槽，恰好撞在D点，D与O的连线与水平方向夹角为θ=53°，重力加速度取g=10m/s2，sin53°=0.8．cos53°=0.6，试求：（1）小球从A点飞到D点所用的时间t；（2）电场强度E的大小；（3）从A点到D点带电小球电势能的变化量．参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系．.专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：（1）小球水平方向不受外力，做匀速直线运动，根据x=vt求解时间；（2）对从A到D过程，竖直分运动