甘肃省庆阳市华池县第一高级中学2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

华池县第一高级中学2021-2022学年高二下学期期末考试
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：选修3-2、选修3―4。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
1.早在1822年，英国科学家法拉第就在一篇日记中留下了“由磁产生电”这样闪光的思想，但关于“磁生电”的研究却不顺利.1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察.关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是（ ）
A.在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转
B.科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小
C.科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是他所用的电流计灵敏度不够
D.将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间观察时，电流计已不再偏转
2.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则下列说法正确的是（ ）
A.该质点做简谐运动的振幅为10 B.该质点做简谐运动的周期为2s
C.在时，该质点的加速度最大 D.在时，该质点的位移最小
3.如图所示电路中，和A。是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计.在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ）
A.S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
B.S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同
C.电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭
D.电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭
4.某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动、则可能是（ ）
A.保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向左滑动
B.保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动
C.开关S由闭合到断开的瞬间
D.保持开关S断开，变阻器滑片P加速向左滑动
5.某山村学校用电不便，经申请由政府出资建了专门的输电线路给学校供电.图示为该输电线路示意图，图中变压器均可视为理想变压器，相关电流、电压和变压器的匝数之比均已在图中标出，R线表示输电线的等效电阻，则（ ）
A.， B.，
C. D.
6.如图所示，一波源在坐标原点O处产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速.在时，波刚好传播到处.下列说法正确的是（ ）
A.该波的周期为1s
B.波源开始振动时运动方向沿y轴正方向
C.处的质点在时处于波峰位置
D.已经振动的每一个质点在0.5s内通过的路程都相等
7.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是（ ）
A.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B.在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C. a光比b光更容易发生衍射现象
D.在同一双缝干涉实验装置中用a光得到的条纹比b光得到的要密集
8.一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数之比是10∶1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一个滑动变阻器接在副线圈上，如图所示.下列判断正确的是（ ）
A.原、副线圈中的电流之比为10∶1
B.若滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，则1min内滑动变阻器产生的热量为2904J
C.若只将开关S从1拨到2，电流表示数减小
D.若只将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表示数减小
9.如图所示，两个线圈绕在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出.左侧线圈与平行导轨M、N相连，导轨电阻不计，金属棒垂直放置在导车轨上且始终与导轨接触良好，导轨所在空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场.下列说法中正确的是（ ）
A.当金属棒向左匀速运动时，b点电势高于a点电势，c点电势高于d点电势
B.当金属棒向左匀速运动时，a点电势高于b点电势，c点电势等于d点电势
C.当金属棒向右加速运动时，a点电势高于b点电势，c点电势高于d点电势
D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点电势，c点电势低于d点电势
10.如图所示，两根粗糙的金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计.斜面处在竖直向上的匀强磁场中，质量为m的金属棒垂直放置在导轨上且始终与导轨接触良好，金属棒电阻不计，金属棒沿导轨减速下滑，在下滑h高度的过程中，它的速度由减小到v，则以下说法正确的是（ ）
A.作用在金属棒上的合力做的功为
B.金属棒重力势能的减少量等于系统产生的电能
C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D.金属棒机械能减少量为
二、实验题：本题共2小题，共15分.
11.（6分）某同学利用如图所示的实验装置，观察光的干涉现象.
（1）保持双缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越大，则屏上明暗相间的条纹间距_____（填“越大”或“越小”）.
（2）在双缝间距和缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝光做实验时屏上明暗相间的条纹间距比用红光做实验时的_________（填“大”或“小”）.
12.（9分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中.
（1）以下几种测量摆长的方法，正确的是_________.（填选项前的序号）
A.把单摆放于桌面上，用米尺测出摆线长，然后加上摆球的半径
B.装好单摆，用力拉紧摆线，用米尺测出悬点到摆球间的细线的长，然后加上摆球半径
C.让单摆自然下垂，用米尺直接测出悬点到摆球间的细线的长
D.让单摆自然下垂，用米尺测出悬点到摆球间的细线的长，然后加上摆球的半径
（2）一同学采用正确的做法后在实验中获得的有关数据，并在坐标图中描出图线，如图所示则根据图像可求得重力加速度__________（结果保留两位有效数字）
（3）如果实验中某同学所测得的g值总是偏小，其可能的原因是__________.（填选项前的序号）
A.实验室海拔太高
B.摆球质量太大
C.测出n次全振动时间为t，误作为次全振动时间进行计算
三、解答或论述题：本题共4小题，共35分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
13.（7分）发电机转子是匝数、边长的正方形线圈，将它置于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行.已知线圈的总电阻，外电路的电阻.求：
（1）电路中电流的瞬时值表达式.
（2）外电路上消耗的功率
14.（8分）如图所示，固定在倾角的斜面上的两根平行长直光滑金属导轨的间距.其底端接有阻值的电阻，整个装置处在方向垂直斜面向上、磁感应强度大小的强磁场中.一质量的导体杆（质量分布均匀）垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触.现在沿斜面向上、垂直于的恒力作用下，从静止开始沿导轨向上运动，当导体棒的位移达到时，其速度恰好达到最大（运动过程中始终与导轨保持垂直），设接入电路的电阻，导轨电阻不计，重力加速度取.求此过程中，
（1）的速度最大值.
（2）流过电阻R的电荷量，
15.（10分）图示是一列简谐横波在时刻的波动图像，此刻波刚好传播到f质点.从该时刻开始，此波中e质点第一次到达波谷的时间比f质点第一次到达波谷的时间早0.10s.
（1）若c质点的平衡位置为，求至少经过多长时间c质点经过平衡位置向上运动.
（2）若p质点的横坐标为57m，则经过多长时间p质点第一次到达波峰？请作出p质点第一次到达波峰时到内的波形图像.
16.（10分）用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，输电线路示意图如图所示，发电机规格如下表所示.该发电机到安置区的距离，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻，安置区家用电器的总功率，若这些额定电压的家用电器都正常工作求：
型号AED6500S输出电压范围220V~300V最大输出功率60kW
（1）输电线路中的电流
（2）发电机的实际输出电压.
（3）在输电线路上损失的电功率.
华池县第一中学2021~2022学年度第二学期期末考试·高二物理
参考答案、提示及评分细则
1.D 科拉顿将磁铁投入螺线管时，穿过螺线管的磁通量变大，产生感应电流，电流计指针发生偏转，但当科拉顿跑到房间观察时，穿过螺线管的磁通量不再变化，故此时电流计指针已不再偏转，D项正确.
2.B 由可知，振幅，A项错误；由角频率可得，周期，B项正确；在时，，质点在平衡位置，加速度为0，C项错误；在时，位移最大，D项错误.
3.C S接通时，先达到最亮，稳定后熄灭；而在S接通时立即发光，但亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，A、B项错误.电路稳定后断开S时，立即熄灭，而闪亮后熄灭，C项正确、D项错误.
4.A 保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向左滑动，M中磁通量增大，M向右移动阻碍磁通量增大，A项正确；保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动，M中磁通量减小，M向左移动阻碍磁通量减小，故B项错误；开关S由闭合到断开的瞬间，M中磁通量减小，有感应电流，但因左侧的线圈中电流为零，故M不移动，C项错误；保持开关S断开，M中磁通量始终为零，D项错误.
5.B 由电路图得，，B项正确，，所以，A项错误：由功率关系得，C、D项错误.
6.C 从波的图像可知，波长，故周期，A项错误；时刻，处质点的振动方向沿y轴负方向，则波动中的所有质点起振方向均如此，B项错误；第一个波峰传到处所需时间，C项正确；0.5s时间为四分之一个周期，不同的质点平均速率可能不同，通过的路程也就不同，D项错误.
7.AD 根据折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，故玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，A项正确、B项错误；a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，波长越长越容易发生衍射现象，C项错误；用波长越短的光做双缝干涉实验观察到的条纹越密集，D项正确.
8.BC 由得，原、副线圈中的电流之比为1∶10，A项错误；副线圈两端电压为22V，1min内滑动变阻器R上产生的热量，B项正确；若只将开关S从1拨到2，副线圈两端的电压减小，副线圈中电流减小，原线圈中电流减小，故电流表示数减小，C项正确；若只将滑动变阻器的滑片向上滑动，接入电路的阻值变小，对原线圈的电压没有影响，故副线圈两端电压不变，电压表示数不变，D项错误.
9.BD 当金属棒向左匀速运动时，a点电势高于b点电势，因为左侧线圈中电流恒定，所以右侧线圈中没有感应电流，c、d两点电势相等，A项错误、B项正确；当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点电势，铁芯中磁感线沿逆时针方向且不断增大，故右侧线圈产生感应电流，且感应电流的磁场的磁感线在铁芯中沿顺时针方向，则感应电流从d点流出经c点流入线圈，即d点电势高于c点，C项错误、D项正确，
10.CD 作用在金属棒上的合力做的功为，，A项错误；金属棒重力势能的减少量与动能的减少量之和等于系统产生的电能与摩擦产生的内能之和，B项错误；金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产
生的焦耳热，C项正确；金属棒的重力势能减少了，动能减少了，故金属棒机械能的减少量为，D项正确.
11.（1）越小（3分）
（2）小（3分）
解析：（1）由公式可知，双缝的间隙d越大，明暗相间的条纹间距越小.
（2）由公式可知，用波长较短的蓝光做实验时，条纹间距较小.
12.（1）D（3分）
（2）9.6（3分）
（3）A（3分）
解析：（2）根据单摆的周期公式，可得，图像的斜率为，由图像求出斜率，故重力加速度.
（3）根据公式可知，重力加速度g与摆球质量无关，周期T测量偏小会导致g偏大，故A项正确.
13.解：（1）感应电动势的最大值 （1分）
感应电流的最大值 （1分）
感应电流的瞬时值. （2分）
（2）电路中电流的有效值 （1分）
外电路上消耗的功率. （2分）
14.解：（1）由导体棒切割磁感线产生感应电动势最大值 （1分）
感应电流 （1分）
导体棒所受安培力 （1分）
当达到最大速度时满足 （1分）
代入数据得. （2分）
（2）流过电阻R的电荷量. （2分）
15.解（1）由题图和题意可知波长，周期，故波速 （2分）
该波向右传播，波动图像中a质点的振动状态传播到c质点处所用的时间即所求时间
故所求时间 （2分）
（2）p质点第一次到达波峰，即图示时刻e质点的振动状态第一次传到p质点
故所用的时间 （2分）
由于，故此时的波形图像如图所示. （4分）
16.解：（1）根据题意，额定电压为220V的家用电器都正常工作，则有
输电线路中的电流. （2分）
（2）输电线路总电阻 （1分）
代入数据，解得 （1分）
则发电机的实际输出电压 （2分）
解得. （1分）
（3）在输电线路上损失的电功率 （2分）
解得. （1分）