山西省晋中市紫罗中学2022年高二物理期末试题含解析

山西省晋中市紫罗中学2022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.（多选）如图，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一正方形导线框abcd位于纸面内，ab边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以a→b→c→d为线框中电流i的正方向，向左为导线框所受安培力正方向，以下i-t和F-t图正确的是（）参考答案：AC2.某一实验装置如左图所示，在铁芯上绕着两个线圈P和Q，如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系有如下图所示的四种情况，则在线圈Q中不能观察到的感应电流的是(

)参考答案：A3.如图所示电路中，S闭合后，三个灯实际消耗的电功率相同．则三个灯的电阻R1、R2、R3的关系是（

）A．R1<R2<R3

B．R2<R3<R1

C．R3<R2<R1

D．R3<R1<R2参考答案：C4.（多选题）下列关于光现象的说法中正确的是（）A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是因为薄膜干涉B．光的偏振现象证明光是纵波C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄D．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大参考答案：AD【考点】光的衍射；光的干涉．【分析】根据常见的光现象分析．油膜出现彩色花纹是光的干涉现象；干涉条纹的间距与波长成正比；根据产生全反射的条件分析光导纤维丝内芯材料与外套折射率的大小；光的偏振现象说明光是一种横波．【解答】解：A、在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，故A正确．B、偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波；故B错误．C、干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比绿光长，所以若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽．故C错误．D、产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，则知光从光导纤维丝内芯射入外套时要产生全反射，必须使内芯材料的折射率比外套材料的折射率大．故D正确．故选：AD．5.（单选）有一个匝数为1000，已知穿过它的磁通量在0.4s内从0.02Wb均匀增加到0.10Wb（该线圈此时就是一个电源），线圈中感应电动势的大小为

A．200V

B．80V

C．0.2V

D．0.08V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.（4分）变压器铁芯不是采用一整块硅钢，而是用薄硅钢片叠压而成的。这样做的目的是为了

铁芯中的电阻，

铁芯中的涡流，提高变压器的效率。（选填“减小”、“增大”）参考答案：增大、减小7.如图所示，匀强磁场区和无磁场区的宽度都为L，磁场区Ⅰ和Ⅲ内的磁感强度大小为B；磁场区Ⅱ和Ⅳ内的磁感强度大小为2B，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd，以速度v向右匀速运动，从线框bc边刚进入区域Ⅰ开始计时，到线框bc边刚离开区域Ⅳ停止计时，在这段时间内线框中电流生热的平均功率为_____________W。

参考答案：8.电磁波在真空中传播的速度是

m/s。当频率变大时，它的波长

，它的波速

。（填“变大”，“变小”或“不变”）参考答案：3X108

，

变小

，

不变

，不变9.如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且三个电荷都处于平衡状态.（1）如q2为正电荷，则q1为

电荷，q3为

电荷.（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是

.参考答案：解:若设q1、q3均带正电，则虽然q2可以平衡，但q1或q3所受的两个库仑力由于均为斥力故而方向相同，不能平衡.若设q1、q3均带负电，则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反，可能平衡.因此，q1、q3均带负电.也就是说，在这种情况下，q1、q3必须是同种电荷且跟q2是异种电荷.q1受q2水平向右的库仑引力作用和q3水平向左的库仑斥力作用.由库仑定律和平衡条件有同理，对q2有;对q3有.以上三式相比，得q1:q2:q3=.点评:本题设置的物理情景比较清楚，过程也很单一，但仍要注意分析，仔细运算，容易出现的问题有:由于未认真审题，误认为只是要求q2处于平衡状态而没有看清是三个点电荷均要处于平衡状态;或者在分析时，片面地认为只要考虑其中两个点电荷的平衡条件就行了，似乎只要满足了这一条件，它们对第三个点电荷的库存仑力肯定相等;或者运算时丢三落四.凡此种种，均不可能得出正确的结果.

10.两个氘核（）聚变成氦核（）的核反应方程为

。已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，氦核质量为3.0150u，1u相当于931MeV，则上述核反应中释放的核能为

MeV（保留三位有效数字）。

参考答案：；3.26MeV11.某电池电动势为1.5V，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时，16秒内有

C的电荷定向移动通过电阻的横截面。参考答案：1．612.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中、两点间的电势差=

V.参考答案：0.1

13.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q?Q，AB＝h，小球滑到B点时速度大小为，若取A点电势为零，C

点电势为

，B到C电场力做的功为

参考答案：

;

0

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.现有一种特殊的电池，电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，允许输出的最大电流为50mA，用如图(a)的电路测量它的电动势和内阻，图中电压表的内阻非常大，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω。①R0是定值电阻,规格为150Ω，1.0W起

的作用。②该同学接入符合要求的R0后，闭合开关，调整电阻箱的阻值，

。改变电阻箱阻值，得多组数据，作出如图(b)的图线．则电池的电动势E=

，内阻r=

。（结果保留两位有效数字）参考答案：①防止短路，电流过大，烧坏电源

②读取电压表的示数，10V

，46±2Ω.（漏写单位，没分）15.(10分)“玻意耳定律”告诉我们：一定质量的气体．如果保持温度不变，体积减小，压强增大；“查理定律”指出：一定质量的气体，如果保持体积不变，温度升高．压强增大；请你用分子运动论的观点分别解释上述两种现象，并说明两种增大压强的方式有何不同。参考答案：一定质量的气体．如果温度保持不变，分子平均动能不变，每次分子与容器碰撞时平均作用力不变，而体积减小，单位体积内分子数增大，相同时间内撞击到容器壁的分子数增加，因此压强增大，（4分）一定质量的气体，若体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子热运动加剧，对容器壁碰撞更频繁，每次碰撞平均作用力也增大，所以压强增大。（4分）第一次只改变了单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数；而第二种情况下改变了影响压强的两个因素：单位时间内单位面积上碰撞的次数和每次碰撞的平均作用力。（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。求：①波传播的可能距离②可能的周期（频率）③可能的波速

④若波速是35m/s，求波的传播方向

参考答案：解析：①题中没给出波的传播方向，所以有两种可能：向左传播或向右传播。向左传播时，传播的距离为x=nλ+3λ/4=（4n+3）m

（n=0、1、2

…）向右传播时，传播的距离为x=nλ+λ/4=（4n+1）m

（n=0、1、2

…）②向左传播时，传播的时间为t=nT+3T/4得：T=4t/（4n+3）=0.8/（4n+3）（n=0、1、2

…）向右传播时，传播的时间为t=nT+T/4得：T=4t/（4n+1）=0.8/（4n+1）

（n=0、1、2

…）③计算波速，有两种方法。v=x/t

或v=λ/T向左传播时，v=x/t=（4n+3）/0.2=（20n+15）m/s.或v=λ/T=4（4n+3）/0.8=（20n+15）m/s.（n=0、1、2

…）向右传播时，v=x/t=（4n+1）/0.2=（20n+5）m/s.或v=λ/T=4（4n+1）/0.8=（20n+5）m/s.（n=0、1、2

…）④若波速是35m/s，则波在0.2s内传播的距离为x=vt=35×0.2m=7m=1λ，所以波向左传播。17.如图所示，两平行金属导轨间距l=0.5m，导轨与水平面成θ=37°．导轨上端连接有E=6V、r=1Ω的电源和滑动变阻器．长度也为l的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg、电阻R0=1Ω，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．当滑动变阻器的阻值R=1Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力．g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）此时电路中的电流I；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为4Ω时金属棒受到的摩擦力．参考答案：解：（1）根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器的电阻为R1=1Ω时，电流I1===2A（2）金属棒受重力mg、安培力F和支持力FN如图．根据平衡条件可得，mgsinθ=F1cosθ

又F1=BI1l

联立上式，解得磁感应强度B===1.5T当滑动变阻器的电阻为R2=4Ω时，电流I2==A=1A又F2=BI2l=1.5×1×0.5N=0.75Nmgsinθ=0.2×10×sin37°=1.2N∴mgsinθ＞F2cosθ，故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Ff根据平衡条件可得，mgsinθ=F2cosθ+Ff联立解得：Ff=mgsinθ﹣F2cosθ=0.2×10×sin37°﹣0.75×cos37°=0.6N

答：（1）此时电路中的电流I为2A；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为4Ω时金属棒受到的摩擦力为0.6N．【考点】共点力平衡的条件及其应用；闭合电路的欧姆定律；安培力．【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求解此时电路中的电流I；（2）根据题意，滑动变阻器的阻值R=1Ω时金属棒刚好与导轨间无摩擦力，分析棒的受力，根据平衡条件和安培力可求出磁感应强度B．再运用闭合电路欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻为4Ω时电路中电流，求出棒所受的安培力，判断摩擦力的方向，再根据平衡条件求解摩擦力．18.如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5，将一盏规格“8V，16W”的灯泡与一个线圈电阻R=0.5Ω的直流电动机并联后与电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100min．问在此过程中：（1）电源提供的能量；（2）电流对灯泡和电动机所做的功各为多少？（3）电动机的效率是多少？参考答案：

考点：电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：（1）由题意可知电路中的路端电压，则由闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流，由P=UIt可求得电源提供的能量；（2）由W=Pt可求得电流对灯泡所做的功；由W=UIt可求得电流对电动机所做的功；（3）由η=×100%可求得电动机的效率．解答：解：（1）由题意可知，电路的路端电压U=8V，则内电压U内=E﹣U=12V﹣8V=4V；电路中电流I==8A；故电源提供的能量W=UIt=12×8×100×60J=5.76×105J；（2）电流对灯丝做功W灯=Pt=16×100×60J=9.6×104J；灯泡中的电流I灯==2A；由并联电路的规律可知，通过电动机的电流I机=I﹣I灯=8A﹣2A=6A；电流对电动机所做的功W=