2020-2021学年河北省保定市太保营中学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. （单选）图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abc是位于纸面内的等腰直角三角形线圈，ab边平行于磁场的虚线边界， bc边长也为l。t=0时刻，c点位于磁场区域的边界上(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abc的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 参考答案：A本题主要考查楞次定律； 由楞次定律知，当ab进入磁场时，磁通量增大，由增反可知感应电流为逆时针，即正方向，当c点出磁场时，磁通量减小，由减同可知感应电流为顺时针，即负方向，故选项A正确。2. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B. 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍参考答案：AB试题分析：由电磁感应定律得，故一定时，电流大小恒定，选项A正确；由右手定则知圆盘中心为等效电源正级，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，故选项C错误；，角速度加倍时功率变成4倍，选项D错误，故选AB。【考点定位】电磁感应定律【名师点睛】法拉第圆盘是课本上介绍的装置，在历次考试中多次出现；解题时要会进行电源的等效：相当于一条半径旋转切割磁感线，记住求解感应电动势的公式，并能搞清整个电路的结构。3. 在衰变中会伴随有射线产生，下列说法正确的是A. 此衰变方程为B. 粒子是原子核内的中子转化为质子产生的C. 射线是钍原子核放出的D. 衰变为，经过3次衰变，2次衰变参考答案：BDA、此衰变方程为，不能写成等号，故A错误；B、衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B正确；C、光子是衰变过程中镤原子核放出的，故C错误；D、衰变为，设经过n次衰变和m次衰变，则：234=222+4n，90=86+2n-m，解得n=3、m=2，所以经过了3次衰变，2次衰变，D正确；故选BD。4. 如图7所示，直线b为电源的UI图象，直线a为电阻R的UI图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是A电源的输出功率为4WB电源的输出功率为2WC电源的效率为33.3%D电源的效率为67%参考答案：AD5. 光滑水平直路上停着一辆较长的木板车，车的左端站立一个大人，车的右端站立一个小孩。如果大人向右走，小孩(质量比大人小)向左走。他们的速度大小相同，则在他们走动过程中A车可能向右运动 B车一定向左运动C车可能保持静止 D无法确定参考答案：B二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示，100匝的线框abcd在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，角速度为，其电动势的瞬时值为e=100cos100tV，那么感应电动势的最大值为_，当从图示位置转过60角时线圈中的感应电动势为_，此时穿过线圈的磁通量的变化率为_参考答案： (1). 100V (2). 50V (3). 0.5Wb/s【分析】根据感应电动势的瞬时值表达式分与法拉第电磁感应定律析答题【详解】由可知，感应电动势的最大值为100V，当从图示位置转过60角时，线圈中的感应电动势为50V，由可知，此时穿过线圈的磁通量的变化率为：【点睛】本题考查了求感应电动势最大值、瞬时值、磁通量变化率问题，记住并灵活应用交变电流的瞬时值表达式即可正确解题7. 一个军事设施的观察孔如图所示，其宽度L=60cm，厚度d=30cm，为了扩大向外的观察视野，将折射率n=的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内（图中为观察孔的俯视图）。（1）嵌入玻璃砖后在中央O点观察，视野的最大张角=_（2）如果要使视野的最大张角接近180，则要求嵌入折射率至少为_的玻璃砖。参考答案：120； 28. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，已知磁感应强度大小为B，线圈的匝数为n ,线圈转动的角速度为，正方形线圈的边长为L，线圈的内阻为r,外电阻为R，则线圈产生的感应电动势e的表达式为： ；线圈从开始转过300过程中，通过电阻R的电量为： ；线圈从开始转过900过程中，外力对线圈所做的功为： ；参考答案：；,9. 如图2所示为光控开关电路的逻辑电路图，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大阻值为51k?，R2为330?。 为斯密特触发器。当光照较暗时，LED （发光、不发光）；要想在光线更强时LED亮，应该把R1的阻值 （调大、调小）。参考答案：发光 ， 调小10. 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：1.5V11. 如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中三个带电小球质量相等，A球带正电平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零B球带何种电荷；B球带 若A球带电荷量为Q，则B球的带电荷量 参考答案：B带负电荷 12. 如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片 （填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为 。参考答案：不张开，静电屏蔽13. 如图10所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，导体ab可在平行金属导轨上自由滑动，导轨宽cd=0.2m若导体ab以v=10m/s的速度向右匀速运动，则ab中的感应电动势的大小为_V，通过ab中的感应电流的方向为_（选填“a至b”或“b至a”）参考答案：0.2 b至a三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （6分）（1）开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟椭圆轨道半长径的立方之比是一个常量。如果我们将行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，请你运用万有引力定律，推出这一规律。 （2）太阳系只是银河系中一个非常渺小的角落，银河系中至少还有3000多亿颗恒星，银河系中心的质量相当于400万颗太阳的质量。通过观察发现，恒星绕银河系中心运动的规律与开普勒第三定律存在明显的差异，且周期的平方跟圆轨道半径的立方之比随半径的增大而减小。请你对上述现象发表看法。 参考答案：（1） （4分） （2）由关系式可知：周期的平方跟圆轨道半径的立方之比的大小与圆心处的等效质量有关，因此半径越大，等效质量越大。 （1分） 观点一：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有恒星的质量均计算在内，因此半径越大，等效质量越大。 观点二：银河系中心的等效质量，应该把圆形轨道以内的所有质量均计算在内，在圆轨道以内，可能存在一些看不见的、质量很大的暗物质，因此半径越大，等效质量越大。 说出任一观点，均给分。 （1分） 15. （5分）如图是研究电磁感应现象的实验装置图，结合图片，请说出能产生感应电流的几种做法(至少三种)。(1) ； (2) ；(3) 。参考答案：(1) 闭合开关瞬间；(2) 断开开关瞬间；(3) 闭合开关，移动滑动变阻器滑片。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 m/s2，求磁场的磁感应强度的大小参考答案：棒匀速动动，有：BI1l mg棒匀加速运动时，有：BI2l mgma联立、解得B1.2 T.17. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内MO间接有阻值为R3 的电阻导轨相距d1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T质量为m0.1 kg，电阻为r1 的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好用平行于MN的恒力F1 N向右拉动CD，CD受的摩擦阻力Ff恒为0.5 N求：(1)CD运动的最大速度是多少？(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？参考答案：(1)设CD棒的运动速度大小为v，则导体棒产生的感应电动势为：EBdv据闭合电路欧姆定律有：I 则安培力为：F0BdI据题意分析，当v最大时，有：FF0Ff0 联立以上几式得：vm8 m/s.(2)棒CD速度最大时，同理有：EmBdvm Im 而PRmIR联立得：PRm3 W.(3)当CD速度为vm时有：EBdvm/2I FBid 据牛顿第二定律有：FFFfma联立得：a2.5 m/s2. 答案：(1)8 m/s(2)3 W(3)2.5 m/s218. 如图11所示，板长L4 cm的平行板电容器，板间距离d3 cm，板与水平线夹角37，两板所加电压为U100 V有一带负电液滴，带电荷量为q31010 C，以v01 m/s的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(取g10m/s2，sin 0.6，cos 0.8)求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度参考答案：