廣東省廣州市興農中學2021年高二物理上學期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，等腰三角形內分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的頂點在x軸上且底邊長為4L，高為L，底邊與x軸平行。紙面內一邊長為L的正方形導線框以恒定速度沿x軸正方向穿過磁場區域，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移（i-x）關系的是

參考答案：A線圈從0開始向右運動L時，線圈的右側導體切割磁感線，有效長度增大，故電動勢均勻增大，電流增大，由右手定則可知，電流方向沿順時針；L到2L時，左側邊開始進入磁場，由圖可知，右側增加的長度與左側增加的長度相互抵消，故有效長度不變，則感應電動勢不變，電流不變，沿順時針方向；2L時，右側導體達到最大，左側有效長度最小；而2L到3L過程中，右側長度減小，而左側長度增大，故電流要減小；在2.5L時，兩邊長度相等，故電流為零；此后到3L時，左側增大，而右側減小，故左側將大于右側，由右手定則可得出電流方向反向，電流增大；至此即可判斷BCD錯誤，A正確；2.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規定磁場的正方向垂直低面向里，磁感應強度B隨時間變化的規律如圖所示.若規定順時針方向為感應電流I的正方向，下列各圖中正確的是(

)參考答案：D3.如圖所示，電流表與螺線管組成閉合電路，以下不能使電流表指針偏轉的是(

)A．將磁鐵插入螺線管的過程中B．磁鐵放在螺線管中不動時C．將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中D．將磁鐵從螺線管中向下拉出的過程中參考答案：B4.如圖所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點處的電勢為0V，點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,則電場強度的大小為(

)A.200V/m

B.200V/m

C.100V/m

D.100V/m參考答案：A5.（單選）下列說法中錯誤的是：A．在同一幅磁感線的示意圖中，磁感線越密的位置，磁場越強B．有磁不一定有電，但有電（流）必有磁C．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引D．做奧斯特實驗時，不管導線如何放置，只要電流足夠強，一定能夠觀察到小磁針的偏轉情況參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）一等邊三角形ABC，其頂點處都通有相同電流的三根長直導線垂直線面放置，電流方向如圖，則三角形ABC的中心的磁感應強度為

。（每根導線在O處產生的磁感應強度均為B）參考答案：07.某實驗小組采用如圖所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼。實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50Hz。⑴實驗的部分步驟如下：①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；②將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，關閉電源；③改變鉤碼或小車中砝碼的數量，更換紙帶，重復②的操作。⑵下圖是鉤碼質量為0.03kg，砝碼質量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數點，可獲得各計數點到O的距離s及對應時刻小車的瞬時速度v。請將C點的測量結果填在表1中的相應位置。⑶在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統，

做正功，_________

做負功。⑷實驗小組根據實驗數據繪出了下圖中的圖線（其中Δv2=v2-v02），根據圖線可獲得的結論是

__________________________。要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和

。

表1紙帶的測量結果參考答案：8.如圖所示，兩條電阻忽略不計的光滑平行金屬導軌、置于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，兩導軌間的距離L=0.6m.電阻r=0.1金屬桿MN在水平向右的拉力作用下沿兩條導軌向右勻速滑動，速度=10m/s，產生的感應電動勢為3V，電阻R=0.9.由此可知，磁場的磁感應強度B=______T，MN受到的水平拉力F=

N.參考答案：0.5T，0.9N9.（3分）如圖所示，小球從傾角為30°的斜面上一點作平拋運動，小球的初動能為6J，不計空氣阻力，它落到斜面上的P點時的動能為__________J。參考答案：1410.利用油膜法可粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數。已知油酸的摩爾質量為M，密度為ρ。n滴油酸的總體積為V，一滴油酸所形成的單分子油膜的面積為S。則每個油酸分子的直徑d＝____▲__；阿伏加德羅常數NA＝____▲__。參考答案：11.在“研究電磁感應現象”的實驗中，首先要按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉方向與電流方向之間的關系；然后按圖乙將電流表與線圈B連成一個閉合電路，將線圈A、電池、滑動變阻器和開關串聯成另一個閉合電路．在圖甲中，當閉合S時，觀察到電流表指針向左偏(不通電時指針停在正中央)．在圖乙中：(填“向左”、“向右”、“不”)(1)S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過程中，電流表的指針將__________偏轉．(2)線圈A放在B中不動，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，電流表指針__________偏轉．參考答案：12.（4分）往清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后，整杯水都變成了紅色，這一現象在物理學中稱為____________現象，是由于分子的____________而產生的。參考答案：擴散

無規律運動（每空2分）13.如圖所示，使單匝閉合矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，在線圈中就會產生交流電。已知磁場的磁感應強度為B，線圈abcd面積為S，線圈轉動的角速度為?。當線圈轉到如圖位置時，線圈中的感應電動勢為

；當線圈從圖示位置轉過90°時，線圈中的感應電動勢為

。

參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，某學習小組在實驗室組裝了如圖的裝置外，還備有下列器材：打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、天平、細沙．測量得滑塊的質量為M、沙和小桶的總質量為m．（1）還缺少的實驗器材是

．（2）實驗時為保證滑塊受到的合力近似等于沙和小桶的總重力，沙和小桶的總質量m與滑塊的質量M應滿足的關系是

；實驗時為保證細線的拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是

．（3）實驗中得到一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取作一個計數點，分別標明0、1、2、3、4，量得1、2兩點間的距離x2=12.0mm，2、3兩點間的距離x3=30.0mm，3、4兩點間的距離x4=48.0mm，由以上信息可以求出滑塊運動的加速度大小是

m/s2．打下計數點2時滑塊的速度大小為

m/s．（打點計時器使用的交流電源頻率為50Hz，結果保留二位有效數字）參考答案：（1）刻度尺；（2）m＜＜M；平衡摩擦力；（3）1.8；0.21．【考點】探究加速度與物體質量、物體受力的關系．【分析】（1）實驗需要測量滑塊的位移，需要刻度尺；（2）為使繩子拉力為合力，應先平衡摩擦力，繩子拉力近似等于沙和沙桶的重力，應滿足沙和沙桶總質量遠小于滑塊的質量；（3）利用勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度可以求出某點的瞬時速度．應用勻變速運動的推論△x=at2可以求出物體的加速度．【解答】解：（1）根據題意本實驗需要測量滑塊的位移，所以還缺少的器材是刻度尺．（2）根據牛頓第二定律可知當沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量時，繩子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶應滿足的實驗條件是沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，即m＜＜M，由受力分析可知，為保證細線拉力為木塊的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（3）電源的頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點．從比較清晰的點起，每五個打印點取一個作為計數點，故每兩個計數點的時間間隔T=0.1s．物體做勻變速直線運動，則時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，因此小車在打點2時的速度：v2=；根據得：a=故答案為：（1）刻度尺；（2）m＜＜M；平衡摩擦力；（3）1.8；0.21．15.用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=700mm，雙縫間距d=0.25mm。用測量頭來測量亮紋中心的距離。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮紋的中心（如圖（乙）所示），記下此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數。（1）分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數如圖（丙）所示，則對準第1條時讀數x1=______________mm、對準第4條時讀數x2=______________mm（2）根據以上條件，可算出這種光的λ=______________nm（保留三位有效數字）

(3)在雙縫干涉實驗中發現條紋太密,難以測量,下列操作中可以使條紋變稀疏的是（

）A.改用波長較短的光(如紫光)做入射光

B.減小雙縫到屏的距離C.減少雙縫間距

D.增大雙縫間距參考答案：（1）2.190，7.868（2）676

（3）C四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（10分）靜止的鐳核

發生α衰變，變為氡核（Rn）．已知鐳核質量為226.0254u，氡核質量為222.0163u，α粒子質量為4.0026u．

（1）寫出核反應方程。

（2）求質量虧損△m.

（3）求衰變時放出的能量E．（1u相當于931.5Mev）參考答案：解析：（1）→+

（1）4分（2）設Ra的質量m1，Rn的質量m2，α粒子m3質量虧損Δm=m1－（m2+m3）

代入得Δm=0.0065u

（2）

3分（3）由愛因斯坦質能方程E=Δmc2

（3）

3分代入數據得E=6.1Mev

17.（12分）如圖所示，ab、ef是平行地固定在水平絕緣桌面上的光滑金屬導軌，導軌間距為d．在導軌左端a、e上連有一個阻值為R的電阻，一質量為3m，長為d的金屬棒恰能置于導軌上并和導軌良好接觸。起初金屬棒靜止于MN位置，整個裝置處于方向垂直桌面向下、磁感應強度為B的磁場中。現有一質量為m的帶電量為q的絕緣小球在桌面上從O點（O為導軌上的一點）以與ef成60°斜向右方射向ab，隨后小球直接垂直地打在金屬棒的中點上，并和棒粘合在一起（設小球與棒之間沒有電荷轉移，棒不會垂直于導軌ab運動）。小球運動過程中不計導軌間電場的影響，導軌和金屬棒的電阻不計。求：

（1）小球射入磁場時的初速度υ0；（2）電阻R上產生的總熱量Q；（3）通過電阻R的總電量Δq；（4）棒移動的距離。參考答案：解析：（1）小球入射磁場后將作勻速圓周運動，設圓周運動的半徑為r，其軌跡如圖所示（略）由幾何知識可知：

(2分)

解得

①

(1分)小球在磁場中作圓周運動：

②

由①②得：

③

(1分)（2）小球和金屬棒的碰撞過程，由動量守恒定律得：mυ0=(m＋3m)υ

④(1分)金屬棒切割磁感線的過程中，棒和小球的動能轉化為電能進而轉化成焦耳熱：

⑤(1分)由③④⑤可得：

⑥

(1分)（3）棒和小球的速度從υ1變為0的過程中由動量定理有：

⑦（2分）

又

⑧

(1分)由③④⑦⑧可得

⑨

（4）△q=△Φ/R=Bdx/R

(1分)X=△qR/Bd=qR/3Bd

(1分)18.（計算）（2014秋?城東區校級月考）如圖所示，一帶電量為q小球用絕緣繩懸掛，勻強電場方向水平向右．小球的重力為G，偏