2022-2023学年北京信息工程学院附属中学高二物理期末试题含解析

2022-2023学年北京信息工程学院附属中学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.如图所示，金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的电功率增大到4P，可采取的方法是：A．使MN的质量增大到原来的2倍；B．使磁感强度B增大到原来的2倍；C．使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍；D．使电阻R的阻值减到原来的一半.参考答案：A2.下列关于波的说法中正确的是A．在给定的媒质中传播时，振幅越大，则波传播的速度越快B．波源振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的参考答案：D3.（不定项选择题）质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（

）A.物体重力势能减少

B.物体的机械能减少C.物体的动能增加

D.重力做功mgh参考答案：BD4.许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列关于几位物理学家所作科学贡献的叙述，说法不正确的是A．安培最早发现了磁场能对电流产生力的作用B．奥斯特发现了磁场产生电流的条件和规律C．楞次总结出了关于确定感应电流方向的定律，即楞次定律D．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论参考答案：B5.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为开始时，开关断开.当接通时，以下说法中错误的是（

）A.副线圈两端、的输出电压减小

B.副线圈输电线等效电阻上的电压增大C.通过灯泡的电流减小

D.原线圈中的电流增大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体做自由落体运动，第1秒末和第2秒末重力功率之比为______________；第1秒内和第2秒内重力做功之比为_______________。参考答案：1：2，1：37.图中a、b和c表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为U、和。一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为______。参考答案：1.5V8.如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝－9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C，彼此相距r＝6cm，在其连线中点处放一半径为1cm的金属球壳，则球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小为______________.（静电力常量为）参考答案：3.6×105N/C9.如图所示，水平导轨处于蹄形磁铁的磁场中，导线ab所在处的磁场方向竖直

(选填“向上”或“向下”)；闭合电键，通电导线ab在磁场中受到的力称为

（选填“安培力”或“洛伦兹力”），由左手定则可知，该力的方向

（选填“向左”或“向右”）。参考答案：向上、安培力、向右10.某同学用图所示的自制楞次定律演示器定性验证法拉第电磁感应定律。①该同学将条形磁铁的任一极缓慢插入圆环______(填“a”或“b”)，圆环向后退，从上往下看，系统作______(填“顺”或“逆”)时针转动。②对能使系统转动的圆环，该同学发现：磁铁插入越快，系统转动状态变化越快，说明圆环受到的磁场力越大，产生的感应电流越_

_(填“大”或“小”)，感应电动势也越_

_(填“大”或“小”)。而磁铁插入越快，圆环内磁通量变化越_

__(填“快”或“慢”)。故感应电动势与磁通量变化的快慢成_

_比(填“正”或“反”)。参考答案：11.用如图1所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转。则当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向_____偏转；当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向_____偏转参考答案：12.在如图下所示的电路中，电流表、电压表的读数如图所示，则通过R的电流是____A，加在电阻R两端的电压是______V。

参考答案：2.40

；

12.0

13.两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t=0时的波形如图所示．当t=2.5s时，M点的位移为

cm，N点的位移为

cm．参考答案：2，0【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象；波的叠加．【分析】根据波速可确定2.5s时两列波传播的距离，由此可确定两波在2.5s时的波形图，由波的叠加可知两点的位移．【解答】解：在t=0到t=2.5s时间内，A波向右传播的距离为△x=v△t=0.4×2.5=1.0m；B波向左传播的距离也是△x=v△t=0.4×2.5=1.0m，据此画出在t=2.5s时刻的波形图如图，其中蓝色的是以A为波源的波形，红色的是以B为波源的波形．然后根据振动的叠加，xM=0+2=2，xN=0+0=0．故答案为：2，0三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。②有哪些操作可以使电流表的指针发生偏转：Ⅰ________________________________________Ⅱ________________________________________③假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左 偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_______偏转。（填“左”或“右”）④某同学在连接好的电路中做实验。第一次将螺线管A从螺线管B中快速抽出，第二次将螺线管A从螺线管B中慢慢抽出，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度

（填“大”或“小”），原因是线圈中的 （填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第一次比第二次的大。参考答案：15.⑴某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.①测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为__

__cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为_______s.②他测得的g值偏小，可能的原因是

A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，秒表滞后按下D.实验中误将49次全振动数为50次（2）另一同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，测周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计数l次，测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t，则周期为___________。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U型金属滑轨，ac边接有电阻R，其他部分电阻不计．ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀导体棒．整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．忽略所有摩擦．若用恒力F沿水平方向向右拉棒，使其平动，求导体棒的最大速度．参考答案：解：导体棒速度最大时受力平衡，根据平衡条件可得F=FA=BIL；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得感应电流I=，联立解得：v=．答：导体棒的最大速度为．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．【分析】根据共点力平衡条件结合安培力的计算公式求解最大速度．17.如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为某种离子不断地从a处的小孔沿ab方向射入盒内，粒子的初速度为，经电场作用后恰好从e处的小孔射出。若撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场图中未画出，磁感应强度大小为B，离子仍恰好从e孔射出。求：所加磁场的方向。分别加电场和磁场时，粒子从e孔射出时的速率各多大。电场强度E与磁感应强度B的比值。参考答案：所加磁场的方向垂直纸面向外。和。【分析】根据粒子在电场中的偏转方向，判断粒子的电性，由左手定则判断磁场方向；加电场时，粒子做平抛运动，运用运动的分解，由类平抛运动的规律和动能定理结合求速率。在磁场中离子做匀速圆周运动，射出e孔时速率不变。加磁场时，根据几何关系求出离子的轨迹半径，由牛顿第二定律列式，B用半径、速率等等物理量表示，E也用相同的物理量表示，即可求得E与B比值。解：（1）根据粒子在电场中的偏转方向，可知粒子带正电，根据左手定则判断，磁场方向垂直纸面向外。（2）设带电粒子的电量为q，质量为m，盒子的边长为L，粒子在电场中沿ad方向的位移为L，沿ab方向的位移为，在电场中离子做类平抛运动，设从离子从孔e射出时的速度为v，则

，

由动能定理得

解得：，

在磁场中离子做匀速圆周运动，射出e孔时。（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为R，根据牛顿第二定律得

解出：

根据如图所示的几何关系：

解得轨道半径为

得出磁场的磁感应强度

所以解得：【点睛】本题中类平抛运动，要掌握其基本方法：运动的分解法，要抓住水平和竖直两个方向位移的关系是关键。离子在磁场中做匀速圆周运动时，画出轨迹，运用几何知识求半径是关键。18.

电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.3m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J，取g=10m/s2，求：

（1）金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a的大小；（3）金属棒下滑至底端的过程中通过R的电量q