【物理】安徽省池州市2019-2020学年高二下学期期末联考试题（解析版）

【物理】安徽省池州市2019-2020学年高二下学期期末联考试题（解析版）

‎2019～2020学年安徽名校第二学期期末联考高二物理 满分100分　　考试时间100分钟 第Ⅰ卷（选择题共48分）‎ 一、选择题：本题共12小题，每题4分。第1-8题在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。第9-12题有多项符合题目要求。全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1. 在物理学发展过程中，众多科学家做出了卓越贡献，以下有关他们的说法正确的是 A. 牛顿在“月—地检验”中计算出月球围绕地球做圆周运动的向心加速度是地球表面重力加速度的 B. 力的国际单位是牛顿，牛顿是国际单位制中的基本单位 C. 普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一 D. 在电学研究中库仑首先提出并引入了“场的概念”‎ ‎2. 甲乙两汽车在同一直线上运动，它们的速度-时间图象如图所示，已知在时后车刚好追上前车，以下说法正确的是 A. 追上之前甲车在乙车前面　　　　　B. 甲的加速度大小是乙车加速度的2倍 C. 时刻，甲乙两车相距　　D. 后它们还能再相遇一次 ‎3. 如图所示，竖直面内半圆上有A、B、C、D四点，AD连线为水平直径点为半圆最低点，C点与圆心O点连线与水平成角。从A点平抛一个小球，第一次以平抛，小球经过B点；第二次以平抛，小球经过C点。若不计空气阻力，则两次平抛的初速度之比等于 A. 　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. ‎ ‎4. 如图所示，在半径为的光滑半球形容器内部，静止放着两个半径均为、质量均为的相同光滑球体，则两球体之间的作用力大小等于 A. 　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. ‎ ‎5. 一正弦交流电通过一特殊电子整流装置后，得到如图所示的交流电，则该交流电的电压有效值为 A. 　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. ‎ ‎6. 如图所示，物块A和B并排放置在水平地面上，它们与地面的动摩擦因数相同，A与一轻弹簧栓接，弹簧另一端固定在竖直墙上，开始时弹簧处于自然长度。现用一水平向左的力缓慢推B物体，弹簧压缩到一定程度后撤去F，A、B向右运动，随后A和B发生分离，整个压缩过程弹簧都在弹性范围内。以下说法正确的是 A. A、B发生分离的位置与弹簧的劲度系数无关　 B. A、B发生分离的位置与弹簧被压缩的长度有关 C. 当二者的速度达到最大时它们分离　　　　　 D. 分离点的位置与它们的质量大小有关系 ‎7. “天琴计划”是以中国为主导的国际空间引力波探测计划。到2035年前后，在距离地球约10万公里的轨道上部署三颗卫星，构成边长约为17万公里的等边三角形编队，在太空中建成一个探测引力波的天文台。因为三颗卫星组成的编队在天空中形似竖琴，故名“天琴”。已知月球到地球的距离约为38万公里，结合一些天文常识，天琴卫星的运行周期最接近 A. 21.5天　　　　B. 9.5天　　　　C. 3.5天　　　　D. 30天 ‎8. 如图甲所示，一质量为小物块在水平面上A点处于静止状态，小物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，水平面右侧连有一半径为、竖直平面内的光滑半圆轨道，B为半圆轨道最低点，C为圆上与圆心等高点，D为轨道最高点。现用一水平向右的力F作用在小物块上，随时间的变化关系如乙图，时小物块达到B点，此时撤去F。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，下列说法正确的是 A. 时小物块速度为　　　　　　　　 B. 小物块经过B点时对支持面的压力等于 C. 小物块能够到达圆轨道最高点D　　　　　　　 D. 小滑块在运动中两次经过B点 ‎9. 从1907年起，物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要物理量。他的目的是：测量金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。如图所示为根据密立根的方法测得某金属的遏止电压和入射光频率几组数据而画出的图象，不考虑实验数据的误差，关于该图象下列说法正确的是 A. 该金属的截止频率等于　　　　 ‎ B. 该金属的截止频率等于 C. 图象的倾斜程度与金属的种类无关　　　　　　 ‎ D. 金属的逸出功越大图象倾斜程度越大 ‎10. 如图所示，在光滑水平面上质量为的小球A以速度向右运动，与静止的质量为的小球B发生正碰，碰后B的速度大小可能为 A. 　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. ‎ ‎11. 如图甲所示，质量为的小物块从一固定的倾角为的斜面底端以初速度冲上斜面，它在斜面上运动的速度—时间图象如乙图所示，若斜面足够长，重力加速度，图象中、未知，，，下列说法正确的是 A. 小物块沿斜面上升过程与沿斜面下滑过程的加速度大小之比为2：1 ‎ B. 物块与斜面的动摩擦因数为0.2‎ C. 根据图象可计算出　　　　　　　　　　　　　　　　　 ‎ D. 物块返回底端时的速度为 ‎12. 如图所示，在真空中坐标轴上处和处分别固定着两个点电荷和。时在轴上的某位置静止释放一带负电的试探电荷，取无穷远处的电势为零，试探电荷不影响原来电场的分布，不计的重力和一切阻力，规定沿轴正向为速度正方向，则电荷的电势能、速度随时间变化关系图象可能正确的是 第Ⅱ卷（非选择题共52分）‎ 二、实验题（本题共2个小题，15分）‎ ‎13. (6分)如图甲所示，一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，滑轮刚好伸出桌面，带有凹槽的小车放在长木板上，小车通过细绳绕过定滑轮和钩码相连，钩码的个数可以改变，小车后面连有纸带，纸带穿过打点计时器。不计滑轮摩擦及空气阻力，重力加速度，某同学利用该装置探究小车加速度与力的关系。‎ ‎(1) 为达到本次实验目的，需要平衡摩擦力吗？________（填“需要”或“不需要”）。‎ ‎(2) 测出小车的质量为，若用钩码的重力当成细绳的拉力，已知钩码的规格有两种可选：和，为尽可能减少实验误差，该同学应该选取（选填“”或“”）规格的砝码更好。‎ ‎(3) 正确调整装置并选取合适砝码后，打开电源释放小车，打出一条纸带如图乙，打点计时器使用的是交流电，纸带上相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，则小车的加速度________。（结果保留三位有效数字）‎ ‎(4) 如果钩码规格只有，该同学认为：如果仍然研究小车的加速度和外力的关系，上述实验结果存在较大误差，为此他进行了如下改进：首先在右边悬挂5个钩码，接通电源释放小车，得到一条纸带；第二次他取下右边一个钩码放在小车凹槽内，接通电源，得到第二条纸带……重复上述步骤，直至得到第四条纸带。分别计算出各纸带的加速度，，，。用作纵坐标，用对应的右边悬挂的钩码个数 为横坐标，得到的图象如图所示，如果数据无误差，加速度和力的关系符合牛顿定律，测该直线图象的斜率的大小为________。（结果保留三位有效数字）‎ ‎14. (9分)某同学在实验室里分别做了以下两个电学实验：‎ ‎(1) 改装电表实验：如图他设计了一个用表头G改装的双量程电流表的电路图，已知表头G的内阻，满偏电流，两个量程分别为和，则、。‎ ‎(2) 描绘小灯泡伏安特性曲线实验：实验室备有以下器材可选：‎ A. 标有“，”小灯泡一个；‎ B. 电源（电动势，内阻不计）；‎ C. 电压表（量程，内阻）；‎ D. 电压表（量程，内阻）；‎ E. 电流表（量程，内阻）；‎ F. 电流表（量程，内阻约为）；‎ G. 定值电阻；定值电阻；‎ H. 滑动变阻器（）；‎ I. 滑动变阻器（）；‎ J. 开关一个，导线若干 ‎① 本次实验中滑动变阻器选用________________；（填器材前的序号）‎ ‎② 选择好器材，并尽可能减小误差，请你在方框中画出实验原理图，并标上所选器材符号。‎ 三、计算题。(本题包括3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎15. (12分)如图所示，小物块A通过轻绳绕过光滑定滑轮与小物块B相连，定滑轮用一直杆固定在天花板上，A、B的质量分别为和，开始时用手托住A使它们处于静止且绳子恰好伸直，此时A距地面。松手使它们开始运动，已知，不计滑轮重力，B离滑轮距离足够大。求：‎ ‎(1) 松手后经多长时间A达到地面；‎ ‎(2) 在整个运动过程中直杆对滑轮的作用力；‎ ‎(3) A落地后B还能上升的最大高度。‎ ‎16. (12分)如图所示，在竖直平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属导轨，导轨间距，在虚线ab下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，在导轨上端连接一个额定电压的小灯泡(小灯泡电阻不变)。一根质量的金属棒由静止沿导轨下落后进入磁场，小灯泡随即保持正常发光，金属杆与导轨始终保持良好接触，不计空气阻力。取。求：‎ ‎(1) 小灯泡的额定功率；‎ ‎(2) 金属棒自开始下落内流过小灯泡的电量。‎ ‎17. (13分)如图所示，在坐标系平面的第一象限内存在竖直向下的匀强电场，电场强度为，第二象限内存在水平向右的匀强电场，电场强度为，第四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场强度为。质子和氮核先后从第二象限同一点由静止释放，的质量为，电荷量为。不计粒子间的相互作用，且整个装置处于真空中，电场和磁场足够大。求：‎ ‎(1) 两个粒子分别第一次达到轴时的位置的横坐标之比；‎ ‎(2) 两个粒子分别第二次经过轴时位置之间的距离。‎ ‎【参考答案】‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C C D B B A C D AC BC AC AC ‎1. C【解析】月球围绕地球的运动半径约为地球半径的60倍，根据牛顿的万有引力定律：万有引力与距离的平方成反比，所以月球围绕地球的加速度是地球表面重力加速度的，A错误；力的国际单位是牛顿，但牛顿不是国际基本单位，B错；普朗克1900年首次把能量子引入物理学，C正确；法拉第首先提出了“场”的概念，D错误。‎ ‎2. C【解析】后车追上前车，在追的过程中后车速度一定大于前车速度，由图可知在之前，甲车速度大于乙车速度，所以是甲车在后面，A错误；由图可知甲车加速度为，乙车加速度为，B错；由图像所围面积可知，内甲的位移4m、乙的位移1.5m，所以C正确；速度相等且二者在同一位置，所以二者不再相遇，D错误。‎ ‎3. D【解析】如图由几何关系可知，自由落体公式，得，水平位移之比，代入，得，D正确。‎ ‎4. B【解析】对一个球进行受力分析，重力、大球的支持力、两个小球之间的弹力，由几何长度可知，分解大球对小球的支持力，，所以B正确。‎ ‎5. B【解析】根据交流电有效值定义：，解得，B正确。‎ ‎6. A【解析】如果两个物体发生分离，二者之间的弹力消失，分离瞬间二者加速度相等，从此之后加速度不再相等，分离时B只受摩擦力，加速度为，的加速度也是，也只受摩擦力，可见二者在弹簧原长时分离，与劲度系数无关，与物体质量无关，所以A正确，B错误，D错误；当它们的加速度等于0时，二者速度最大，此时合力为0，弹力等于摩擦力，此时未分离，所以C错误。‎ ‎7. C【解析】月亮和天琴卫星都围绕地球运动，由开普勒第三定律代入数据解得，所以C正确。‎ ‎8. D【解析】在图中做出摩擦力随时间变化图像如图所示，求出内合力的冲量，等于两图像所围面积，可得，所以A错误；在B点支持力减去重力提供向心力，得，所以B错误；在轨道最高点的最小速度，假设从B点出发恰好能沿光滑轨道到达B点，根据机械能守恒：得，因为在B点实际速度为，所以不能达到最高点，C错误；如果小物块以速度沿有支撑物的轨道上升，可以达到高度得，，所以小物块在达到C点之前速度变为0而随后沿轨道返回，所以D正确。‎ ‎9. AC【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，又根据遏止电压与光电子初动能的关系，两式结合解出 ‎，结合图像可知当遏止电压等于0时对应的频率为截止频率，即，可知A正确，B错误；由表达式可知，图像的斜率等于，所有图像的斜率都相同，C正确，D错误。‎ ‎10. BC【解析】如果发生的是完全非弹性碰撞，得；如果发生的是弹性碰撞，列两个方程：，，B的速度，碰撞后B的速度应，所以B、C正确。‎ ‎11. AC【解析】根据物体在斜面上的速度时间图像，上升过程加速度为，沿斜面下滑过程，联立上述两个方程，，A正确，B错误；把代入，得、，把代入，得，C正确；上升过程和下滑过程位移大小相等，返回斜面底部时的速度为，则，得，D错误。‎ ‎12. AC【解析】根据题意画出上电场分布如图，其中A点电场强度为0，题目中规定无限远电势为0，A点电势为正，如果带负电试探电荷放在A点，则受力为0静止不动，且电势能为负值，所以A正确；A点是唯一的，在A点电势能不可能是正值，B错；如果把放在A点右侧，受力向左沿轴负向加速，经过A点后减速，做往复运动，C正确；如果没有把放在A点，那么一定先向着A点运动，加速度越来越小，所以D错误。‎ ‎13.（6分） (1) 需要（1分）　　(2) 5g（1分）　　(3) 0.737（2分）　　(4) 1.00（2分） 【解析】（1）根据牛顿第二定律，为合力，需要平衡摩擦力；（2）当钩码总质量远小于小车质量时，绳子拉力近似等于砝码重力，所以选取砝码；（3）第三个点，得；（4）整体法求加速度，图像斜率。‎ ‎14.（9分） (1) 30（2分）；　　70（2分） (2) ①H（1分）；　　②电路图如图甲或乙所示（4分） 【解析】（1）对于量程3mA，两个电阻串联后和表头并联，两电阻分流2mA，通过表头和两个电阻串联形成的支路的电流之比为1：2，则两支路电阻之比为2：1，得；对于量程10mA，电阻和表头串联后和并联，列并联支路电压相等，，解得，；（2）①滑动变阻器分压用时选阻值比较小的；②电压表用量程15V的量程过大，用量程3V的电压表需串联电阻扩大量程；量程为3A的电流表量程过大，采用电流表量程过小，需要并联电阻扩大量程。对应小灯泡内阻较小，可以采用甲图外接法；如果把改装后的电流表内阻当成已知值，也可以采用乙图解法。‎ ‎15.（12分） 【答案】（1）0.8s　　（2）48N，方向竖直向上　　（3）0.128m 【解析】(1) 在运动中对A和B组成的系统的加速度大小（2分） A向下做匀加速直线运动，根据运动学公式得（2分） (2) 对B受力分析：绳子拉力F和B的重力（1分） 解得（1分） 对滑轮受力：杆向上的拉力 即运动过程中直杆对滑轮的作用力大小为48N，方向竖直向上（2分） (3) A落地时B的速度（2分） 此后B以竖直上抛上抛取大高度（2分）‎ ‎16.（12分） 【答案】(1) 3W；　　（2）0.7C 【解析】(1) 导体棒进入磁场后即保持匀速切割，导体棒受力平衡，，（2分） 小灯泡的额定电压为3V，小灯泡的额定功率（2分） (2) 进入磁场前导体棒自由落体，（1分） 入磁场瞬间切割产生的电动势（1分） ，（1分） 导体棒自静止开始下落1s，其中自由落体的时间为（1分） 匀速的时间为（1分） 发生位移（1分） 根据或（2分）‎ ‎17.（13分） 【答案】(1) 　　(2) 【解析】(1) 粒子从A点开始加速，进入第一象限后向右匀速，向下匀加速做类平抛运动，设粒子质量为，粒子的电荷量为，加速过程（1分） 粒子在第一象限做类平抛、、（2分） 联立上式得即与粒子的和无关，（1分） (2) 粒子第一次达到轴时沿轴速度（1分） 沿轴速度（1分） 速度与轴夹角，（1分） 可见两粒子第一次达到轴时的位置横坐标都为，与轴夹角都为（1分） 质子的合速度，质子在磁场中做圆周运动的半径（1分） 氦核的合速度，氦核在磁场中做圆周运动的半径 ‎（1分） 由几何关系粒子做圆周运动的轨迹在轴上的弦长为（1分） 两个粒子第二次到达轴的位置之间的距离（2分）‎