广东省汕头市金山中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

广东省汕头市金山中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

‎2020学年度汕头金山中学第二学期期末考试 ‎ 高二物理 一． 单项选择题：（本大题共9小题．每小题2分，共18分．在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。全部选对的得2分，选错的得0分．）‎ ‎1．高中物理教材指出，v-t图像下面的面积等于物体的位移，关于图像中的面积与物理量的对应关系不正确的是 A．F-x图线（力随力的方向上位移变化）下面的面积等于力做的功 B．a-t图像（加速度随时间变化）下面的面积等于速度的变化量 C．图线（磁通量随时间变化）下面的面积等于感应电动势的大小 D．I-t图线（电流随时间变化）下面的面积等于通过的电量 ‎2．甲、乙两车沿水平方向做直线运动，某时刻甲的速度为5m/s，乙的速度为10m/s，以此时作为计时起点，它们的速度随时间变化的关系如图所示，则 A．在t = 4s时，甲、乙两车相距最远 B．在t = 10s时，乙车恰好回到出发点 C．乙车在运动过程中速度的方向保持不变 D．乙车做加速度先增大后减小的变加速运动 ‎3．目前，我国的电磁弹射技术已达到世界先进水平，将很快装备到下一代航母中，航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示，当闭合开关S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环（连接舰载机）被弹射出去，则 ‎ A．闭合S的瞬间，从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B．若将电池正负极调换后，金属环弹射方向改变 C．若金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射 D．若金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射 ‎4．一物块用轻绳AB悬挂于天花板上，用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O（圆环质量忽略不 计），系统在图示位置处于静止状态，此时轻绳OA与竖直方向的夹角为α，‎ 力F与竖直方向的夹角为β．当缓慢拉动圆环使α（0＜α＜90°）增大时 ‎ A.  F变大，β变大         B. F变大，β变小      ‎ C. F变小，β变大            D.  F变小，β变小 ‎5. 在一水平长直轨道上，一动力车牵引一质量为6000kg的车厢以10m/s的速度匀速行驶，这时动力车对该车厢输出功率是1.5×104W．如果这时车厢与动力车脱开，车厢能滑行的最大距离为 ‎ A. 100m                         B. 200m                          C. 300m                         D. 400m ‎6．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1（光照增强时，光敏电阻阻值减小），用电器R2。下列说法正确的是 A．P位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小 B．光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大 C．当f减小时，变压器的输入功率减小 D．P位置不动，光照强度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大 ‎7．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度的大小与电流大小成正比，与导线到这一点的距离成反比．如图所示，两根长直导线电流大小I1>I2‎ ‎，方向如图所示，且垂直于纸面平行放置，纸面内有M、O、P四点，其中M、N在导线横截面连线的延长线上，O点在导线横截面的连线上，P在导线横截面连线的垂直平分线上．‎ 这四点处磁场的磁感应强度可能为零的是 ‎ A．M点 B．N点 C．O点 D．P点 ‎8．如图所示，一倾角为θ的斜面高为h，斜面底端正上方高2h处有一小球以 一定的初速度水平向右抛出，刚好落在斜面的中点，则小球的初速度大小 为（重力加速为g）‎ A． B． C． D．‎ ‎9．很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置．如图所示．自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中逆时针转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动．已知该磁场的磁感应强度大小为B，圆盘半径为l，圆盘电阻不计．导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R的小灯泡．后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U．则下列说法正确的是 ‎ A．a连接的是电压表的正接线柱 B．若圆盘匀速转动的时间为t，则该过程中克服安培力做功 C．自行车后轮边缘的线速度大小是 ‎ D．自行车后轮转动的角速度是 二．多项选择题：（本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分,有选错的得0分．）‎ ‎10．氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，则下列说法正确的是 ‎ ‎ A．大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁 ‎ 能发出6种频率的光子 ‎ B．氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，‎ ‎ 放出光子为可见光 ‎ C．处于基态的氢原子电离时可释放13.6eV的能量 ‎ D．氢原子处于n=2能级时，可吸收2.86 eV能量 ‎ 的光子跃迁到高能级 ‎11．如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于坐标原点O对称，圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆，c点为半圆与y轴的交点，a、b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点，下列说法正确的是 A．a、b两点的电场强度相同 B．a、b两点的电势相同 C．将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点，电势能先增 ‎ 加后减小 D．将一个正电荷q放在半圆上任一点，两电荷对q的作用力大小分别是F1、F2，则为一定值 ‎12．“超级蓝血月，150年一遇，错过要等下辈子”，这是2020年1月31日前夕媒体对31日晚月食的报道标题。实际上，月球绕地球运动的轨道是一个椭圆。“蓝月亮”指在同一个公历月（一个月31天）内出现的第二个满月，平均两三年出现一次；“超级月亮”就是指看上去特别大的月亮，此次月全食发生时，月球距离地球最近，约为35.7万公里，比38.4万公里的平均距离要近一些。关于超级月亮，以下说法中正确的有 ‎ A．“超级月亮”对地球上的物体引力要比月球处于平均距离时的引力大15%以上 B．此时月球绕地球公转的速度达到最大 C．如果要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动，需要使月球适当加速 D．如果已知引力常量G，结合以上信息，可以计算出月球的质量 ‎13．如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）。一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场。不计粒子的重力。则 A．粒子带负电 B．电场的方向是由b指向c C．粒子在b点和d点的动能相等 D．粒子在磁场、电场中运动的时间之比为p∶2‎ ‎14．如图倾角为30°的传送带在电动机带动下始终以v0的速度匀速上行。 相等质量的甲，乙两种不同材料的滑块（可视为质点）分别无初速放在传送带底端，发现甲滑块上升h高度到达顶端时恰好与皮带保持相对静止，乙滑块上升h/2高度处恰与皮带保持相对静止．现比较甲，乙两滑块从传送带底端到顶端的过程 Ａ．甲与皮带间的动摩擦因数大于乙与皮带间的动摩擦因数 Ｂ. 甲与皮带间摩擦产生的热量大于乙与皮带间摩擦产生的热量 Ｃ．两个过程中皮带对滑块所做的功相同 Ｄ．两个过程中电动机对皮带所做的功相同 ‎15．皮球从地面以大小为v1的初速度竖直上抛，经过一段时间后又落回地面，此时速度大小为v2。设皮球运动过程中受到的空气阻力大小与其速率成正比，则 ‎ A．皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等 ‎ ‎ B．皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量 ‎ C．皮球在空中运动的时间为 ‎ D．皮球在空中运动的时间为 A B C D ‎16．一根轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球(可视为质点)，从距弹簧上端h处自由下落并压缩弹簧，如图所示。若以小球下落点为x轴正方向起点，设小球从开始下落到压缩弹簧至最大位置为H，不计任何阻力，弹簧均处于弹性限度内；小球下落过程中加速度a，速度v，弹簧的弹力F，弹性势能Ep变化的图像正确的是 非选择题（共54分）‎ ‎17．（5分）甲、乙两同学在同一实验室做“探究物体加速度与物体受力的关系”的实验．‎ ‎（1）实验装置如图中所示，在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器所用交流电源的频率为50Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度为_____m/s2（结果保留两位有效数字）．‎ ‎（2）两同学各取一套图示的装置放在水平桌面上，设小车的质量为m，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图中甲、乙两条直线，图线斜率为 ，则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μ甲_______μ乙．（选填“大于”小于”或“等于”）‎ ‎12．（10分）实验小组在“测小灯泡的实际电阻和实际功率”实验中，所用器材有：小电珠（3.0V 0.7W），滑动变阻器，电流表，电压表，学生电源，开关，导线若干 ‎（1）为使测量尽可能准确，并能够从0V开始调节电压，请将图甲中1、2、3、4、5、6接线端恰 当连接，使之成为合适的实验电路．‎ ‎（2）连接好电路，开关闭合后，将滑动变阻器的滑片P置于a 端时，小电珠亮度 （选填“最亮”或“最暗”）‎ ‎（3）实验小组同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，0.5V后小电珠的电阻值随工作电压的增大而 ，（填“不变”、“增大”或“减小”）原因是 ．‎ ‎（4）若将此灯泡接在E＝2.0V，r＝10Ω的电源上，则小灯泡的实际电阻是 Ω，实际功率是 ‎ W．‎ ‎19．（10分）如图所示，在一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用5cm高的水银柱封闭着45cm长的理想气体，管内外气体的温度均为300K ，大气压强p0=76cmHg． ‎ ‎ （1）若缓慢对玻璃管加热，当管中气体的温度上升了60 K时水银柱上表面与管口刚好相平，求 ‎ ‎ 玻璃管的总长度；‎ ‎ （2）若保持管内温度始终为300K，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，求 ‎ 此时玻璃管内水银柱的总长度。‎ ‎20．（12分）如图所示，一质量为m的小球C用轻绳悬挂在O点，小球下方有一质量为2m的平板车B静止在光滑水平地面上，小球的位置比车板略高，一质量为m的物块A以大小为v0的初速度向左滑上平板车，此时A、C间的距离为d，一段时间后，物块A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，且碰撞时间极短，已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若A碰C之前物块与平板车已达共同速度，求：‎ ‎（1）A、C间的距离d与v0之间满足的关系式；‎ ‎（2）要使碰后小球C能绕O点做完整的圆周运动，轻绳的长度l应满足什么条件？‎ ‎21．（17分）‎ 在纸面内有一绝缘材料制成的等边三角形框架DEF区域外足够大的空间中充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。等边三角形框架DEF的边长为L，在三角形DEF内放置平行板电容器MN，N板紧靠DE边，M板及DE中点S处均开有小孔，在两板间紧靠M板处有一质量为m，电量为q(q>0)的带电粒子由静止释放，如图(a)所示。若该粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失，且每一次碰撞时速度方向都垂直于被碰的边。不计粒子的重力。‎ ‎ (1)若带电粒子能够打到E点，求MN板间的最大电压；‎ ‎ (2)为使从S点发出的粒子最终又回到S点，且运动时间最短，求带电粒子从S点发出时的速率v ‎ 应为多大？最短时间为多少？‎ ‎ (3)若磁场是半径为a的圆柱形区域，如图(b)所示（图中圆为其横截面），圆柱的轴线通过等边三 ‎ 角形的中心O，且.要使从S点发出的粒子最终能回到S点，带电粒子速度v的 ‎ 大小应为多少？‎ ‎ ‎ ‎1-9 CCDBB DBAC ‎10-16 AD BD BD ABD BC AC AD ‎17．（1）0.15（2分） （2）（2分） 大于（1分）‎ ‎18．（1）作图如答案图甲（2分）（2）最暗（2分）‎ ‎（3）增大（1分）温度升高，电阻率增大（1分）‎ ‎（4）5.4±0.1（2分）0.09±0.01（2分）‎ ‎19．（9分）（i）设玻璃管横截面积为S，玻璃管的总长度为L，以管内封闭气体为研究对象， 气体经等压膨胀：‎ ‎ 初状态：V1=45S T1=300K ‎ 末状态：V2= （L-5）S T2=360K （2分）‎ ‎ 由盖—吕萨克定律： （1 分）‎ ‎ 得L= 59cm （1 分）‎ ‎（ii）当水银柱上表面与管口相平，设此时管中气体压强为P2，水银柱的高度为H，管内气体经等温压缩：‎ 初状态：V1=45S P1= 81cmHg ‎ 末状态：V2=(59-H)S P2=(76+H) cmHg （2分）‎ 由玻意耳定律：P1 V1 =P2V2 （1 分） ‎ 得 H≈10.8cm （2 分）‎ ‎20．（12分）（1）A碰C前与平板车速度达到相等，设共同速度为v′，取向左为正方向，由动量守恒定律得： mv0=（m+2m）v′ （2 分）‎ A碰C前与平板车速度达到相等，设整个过程A的位移是x，由动能定理得：‎ ‎﹣μmgx=mv′2﹣mv02 （2 分）‎ 联立上式，解得：x= （1 分）‎ 满足的条件是：d≥． （1 分）‎ ‎（2）A碰C后，C以速度v′开始做完整的圆周运动，由机械能守恒定律得：‎ mv′2=mg•2l+mv″2（2 分）‎ 小球经过最高点时，有：mg≤m（2 分）‎ 解得：l≤（2 分）‎ ‎21．（17分）解：（1）根据洛伦兹力提供向心力得： （2分）‎ 粒子要经过一次偏转垂直打在E点应满足： （1 分）‎ 带电粒子在板间加速，则（1 分）‎ 解得： （1 分）‎ ‎（2）运动周期： ，（1 分）‎ 粒子运动时间（1 分）‎ 粒子以三角形的三个顶点为圆心运动，第三次碰撞回到S点时间最短（1 分）‎ 且（1 分）‎ 相邻两次碰撞的时间间隔为（1 分）‎ 解得： （1 分） （1 分）‎ ‎（3）如图设E点到磁场区域边界的距离为L/,由题设条件可知 ‎（1 分）‎ S点发射的粒子要回到S点就必须在磁场区域内运动，即满足：‎ ‎ ，即（1 分）‎ 又知， （n=1，2，3，4，5，6…，）（1 分） ‎ 所以，当n=3,4,5，……时满足题意； （1 分）‎ 解得： （n=3,4,5，…）（1 分）‎ 高二期末物理参考答案 ‎1-9 CCDBB DBAC ‎10-16 AD BD BD ABD BC AC AD ‎17．（1）0.15（2分） （2）（2分） 大于（1分）‎ ‎18．（1）作图如答案图甲（2分）（2）最暗（2分）‎ ‎（3）增大（1分）温度升高，电阻率增大（1分）‎ ‎（4）5.4±0.1（2分）0.09±0.01（2分）‎ ‎ ‎ ‎19．（9分）（i）设玻璃管横截面积为S，玻璃管的总长度为L，以管内封闭气体为研究对象， 气体经等压膨胀：‎ ‎ 初状态：V1=45S T1=300K ‎ 末状态：V2= （L-5）S T2=360K （2分）‎ ‎ 由盖—吕萨克定律： （1 分）‎ ‎ 得L= 59cm （1 分）‎ ‎（ii）当水银柱上表面与管口相平，设此时管中气体压强为P2，水银柱的高度为H，管内气体经等温压缩：‎ 初状态：V1=45S P1= 81cmHg ‎ 末状态：V2=(59-H)S P2=(76+H) cmHg （2分）‎ 由玻意耳定律：P1 V1 =P2V2 （1 分） ‎ 得 H≈10.8cm （2 分）‎ ‎20．（12分）（1）A碰C前与平板车速度达到相等，设共同速度为v′，取向左为正方向，由动量守恒定律得： mv0=（m+2m）v′ （2 分）‎ A碰C前与平板车速度达到相等，设整个过程A的位移是x，由动能定理得：‎ ‎﹣μmgx=mv′2﹣mv02 （2 分）‎ 联立上式，解得：x= （1 分）‎ 满足的条件是：d≥． （1 分）‎ ‎（2）A碰C后，C以速度v′开始做完整的圆周运动，由机械能守恒定律得：‎ mv′2=mg•2l+mv″2（2 分）‎ 小球经过最高点时，有：mg≤m（2 分）‎ 解得：l≤（2 分）‎ ‎21．（17分）解：（1）根据洛伦兹力提供向心力得： （2分）‎ 粒子要经过一次偏转垂直打在E点应满足： （1 分）‎ 带电粒子在板间加速，则（1 分）‎ 解得： （1 分）‎ ‎（2）运动周期： ，（1 分）‎ 粒子运动时间（1 分）‎ 粒子以三角形的三个顶点为圆心运动，第三次碰撞回到S点时间最短（1 分）‎ 且（1 分）‎ 相邻两次碰撞的时间间隔为（1 分）‎ 解得： （1 分） （1 分）‎ ‎（3）如图设E点到磁场区域边界的距离为L/,由题设条件可知（1 分）‎ S点发射的粒子要回到S点就必须在磁场区域内运动，即满足：‎ ‎ ，即（1 分）‎ 又知， （n=1，2，3，4，5，6…，）（1 分）‎ 所以，当n=3,4,5，……时满足题意； （1 分）‎ 解得： （n=3,4,5，…）（1 分）‎