湖南省怀化市栗坪乡中学2021年高二物理期末试题含解析

湖南省怀化市栗坪乡中学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.列说法正确的是

（

）A．美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器

B．彩色电视机的颜色由红、绿、紫三色组成C．黑白显示器可以改装成彩色显示器

D．直线加速器比回旋加速器加速粒子的速度大参考答案：A2.（多选）如图所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S、P、Q三点振动情况的是（

）A.甲为Q点的振动图象

B.乙为振源S点的振动图象C.丙为P点的振动图象

D.丁为P点的振动图象参考答案：AD3.关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是CA．变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场B．利用无线电波传递声音或图象信号时，都需要调制C．电磁波在真空中的速度与光在真空中的速度不同D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波参考答案：C4.（多选如图所示为圆筒区域的截面，在没有磁场的情况下，带电粒子沿圆筒截面直径通过需时间t。在圆筒区域加匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。带电粒子沿直径方向射入，最后偏转60°角飞出，由以上三个已知量t、B、60°可求出的物理量有(

)A．粒子的电荷量与质量之比

B．粒子做圆周运动的周期C．粒子做圆周运动的半径

D．粒子的速度大小参考答案：AB5.（单选）如图所示电路，电流计指针不动，当把金属板插入电容器两极板间的瞬间，可能发生的情况是（）A．电流计中有电流通过，方向a到bB．电流计中有电流通过，方向b到aC．电流计中无电流通过D．条件不足无法判断参考答案：A电容器C1原来左板充正电，右板充负电．当把金属板插入电容器两极板间时，板间距离减小，电容增大，而电压不变，处于充电状态，而电容器C2没有发生变化，既不充电，也不放电，所以电流计中有电流通过，方向a到b二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图为研究电磁感应现象实验的示意图，电流从灵敏电流计G的“+”接线柱流入时，表针向右偏转；从“﹣”接线柱流入时，表针向左偏转．在图中表针向

偏转．参考答案：右．【考点】研究电磁感应现象．【分析】当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生感应电流；由楞次定律判断出感应电流的方向，根据电流流向与电流计指针偏转方向间的关系分析答题．【解答】解：在条形磁铁N极向下插入线圈时，磁场方向向下，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流计的+接线柱流入，电流表指针向右偏转，故答案为：右．7.一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e=311sin314tV，则此发电机产生的电动势的最大值为_______V，有效值为______V，发电机转子的转速为______转/秒，产生的交流电的频率为____Hz．

参考答案：

311

，

220

，

50

，

50

8.一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的1/16，那么，这个交流电源的路端电压是________V；先后两次通过电热器的电流之比为________。参考答案：220；1:4

由得，所以由得,所以9.（4分）如图所示。A、B两个闭合圆形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径RA＝2RB，B圆环内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中的感应电动势大小之比为

，感应电流大小之比为

。参考答案：1：1（2分），1：2（2分）10.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图所示，当R很大时，U约为3V。则电源的电动势为

V，内电阻为

，电源的最大输出功率为

W。参考答案：__3______

________1____

____2.25_11.一个2吨重的汽车以4m/s的速度通过一拱型桥的桥顶时对桥的压力比它的重力小4000N。桥拱的半径为________m。参考答案：12.如图所示,U形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L1、L2,回路的总电阻为R.从t=0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt,（k>0）那么在t=

时,金属棒开始移动.参考答案：13.如下图所示，当S1、S2断开时，能亮的灯是____________，它们是________联的．当S1、S2闭合时，能亮的灯是________，它们是________联的．当S1闭合、S2断开时，能亮的灯是________．参考答案：L1，L3；串；L2，L3；并；L3三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验，得到E-1/Δt图线如图所示。（1）从观察和分析该实验装置可看出，在实验中，因磁铁相对螺线管位置的变化都

（选填“相同”或“不同”），从而实现了控制 不变。（2）在得到实验数据之后，计算机得到图2的E与△t的关系，如果横坐标取_____________，就可获得如图3所示的图线；并且由图3可得出的实验结论是

________________________________。（3）仅将线圈匝数变为原来2倍后重新做实验，在图3上画出实验图线。

参考答案：（1）相同，磁通量变化（2）1/△t，在磁通量变化相同的情况下，感应电动势与时间成反比（3）

由知：在不变时，与成正比，改变导轨的倾角和小车释放的位置，可改变小车通过光电门的时间即得到相应的感应电动势，但在此过程中挡光片的宽度和光电门的位置不变，才能保证不变，当线圈匝数加倍则变为原来的2倍，描点画出图像。15.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有量筒、痱子粉、坐标纸．参考答案：考点：用油膜法估测分子的大小．专题：实验题．分析：根据油膜法测分子的大小的实验原理及方法可得出需要的器材，从而即可求解．解答：解：在本实验中，要用量筒量取酒精和油酸，从而配制酒精油酸溶液，先在水槽中洒上痱子粉，再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上，将玻璃板盖在水槽上，在玻璃板上铺上坐标纸，用彩笔画出油膜的边界，则用数格子的方法得出形成的面积；则可根据体积公式求得分子直径，故实验中还需要：量筒、痱子粉，及描绘图形的坐标纸．故答案为：量筒、痱子粉、坐标纸．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高，远地点离地面高，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入新轨道（如图中曲线2所示），以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。已知卫星质量，地球半径，地面重力加速度，月球半径。1．试计算16小时轨道的半长轴a和半短轴b的长度，以及椭圆偏心率。2．在16小时轨道的远地点点火时，假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同，而且点火时间很短，可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小，要把近地点抬高到600，问点火时间应持续多长？3．试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。4．卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度约为200，周期分钟，试据此估算月球质量与地球质量之比值。参考答案：解析：1.椭圆半长轴a等于近地点和远地点之间距离的一半，亦即近地点与远地点矢径长度（皆指卫星到地心的距离）与的算术平均值，即有

(1)

代入数据得

km

(2)

椭圆半短轴b等于近地点与远地点矢径长度的几何平均值，即有

(3)

代入数据得

(4)

椭圆的偏心率

(5)代入数据即得

(6)2.当卫星在16小时轨道上运行时，以和分别表示它在近地点和远地点的速度，根据能量守恒，卫星在近地点和远地点能量相等，有

(7)式中是地球质量，是万有引力常量.因卫星在近地点和远地点的速度都与卫星到地心的连线垂直，根据角动量守恒，有

(8)

注意到

(9)

由(7)、(8)、(9)式可得

(10)

(11)当卫星沿16小时轨道运行时，根据题给的数据有

由(11)式并代入有关数据得km/s

(12)依题意，在远地点星载发动机点火，对卫星作短时间加速，加速度的方向与卫星速度方向相同，加速后长轴方向没有改变，故加速结束时，卫星的速度与新轨道的长轴垂直，卫星所在处将是新轨道的远地点.所以新轨道远地点高度km，但新轨道近地点高度km.由(11)式，可求得卫星在新轨道远地点处的速度为

km/s

(13)卫星动量的增加量等于卫星所受推力F的冲量，设发动机点火时间为?t，有

(14)由(12)、(13)、(14)式并代入有关数据得

t=

(约2.5分)

(15)这比运行周期小得多.3.当卫星沿椭圆轨道运行时，以r表示它所在处矢径的大小，v表示其速度的大小，表示矢径与速度的夹角，则卫星的角动量的大小

(16)

其中

（17）是卫星矢径在单位时间内扫过的面积，即卫星的面积速度.由于角动量是守恒的，故是恒量.利用远地点处的角动量，得

(18)又因为卫星运行一周扫过的椭圆的面积为

(19)所以卫星沿轨道运动的周期

(20)由(18)、(19)、(20)式得

(21)代入有关数据得

s(约15小时46分)

(22)注：本小题有多种解法.例如，由开普勒第三定律，绕地球运行的两亇卫星的周期T与T0之比的平方等于它们的轨道半长轴a与a0之比的立方，即

若是卫星绕地球沿圆轨道运动的轨道半径，则有

得

从而得

代入有关数据便可求得(22)式.

4.在绕月圆形轨道上，根据万有引力定律和牛顿定律有

(23)这里是卫星绕月轨道半径，是月球质量.由(23)式和(9)式，可得

(24)代入有关数据得

(25)17.（10分）将长1m，通过8A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4N,则匀强磁场的磁感应强度B大小为多少？若将通电导线中的电流