河南省西华县第一高级中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

河南省西华县第一高级中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

‎2020学年度高二下期期末物理试卷 ‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前在答题卷上贴好条形码，填写好自己的姓名、班级、考号等信息；保持答题卷平整。‎ ‎2．选择题答案必须涂写在答题卷相对应位置，写在试题卷上不得分。‎ ‎3．非选择题答题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔在指定区域内作答；作图时可用2B铅笔。‎ ‎4．考试时间： 90分钟；分数：100分。考试结束，考生将答题卷交回。‎ 第一部分3-1;3-2。共70分（必做题）‎ 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，1-7题只有一个选项正确，8-10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．关于电场强度、电势和电势能，下列说法中正确的是( 　)‎ A．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大 B．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大 C．在电场中电势高的点，电场强度一定大 D．在负点电荷所产生的电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 ‎2．如图所示，内表面光滑且绝缘的半球固定在水平地面上，O点为球心，两带正电的小球恰好在球内处于静止状态，此时小球与O点连线与竖直方向的夹角分别为37°和53°，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8。若两球的质量分别是m1、m2，则下列判断正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎3．如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）‎ A. 质点P将向上运动 B. 电压表读数减小 C. 电流表读数减小 D. R3上消耗的功率逐渐增大 ‎4．如图所示，在水平绝缘杆上用两条等长的绝缘丝线悬挂一质量为m的通电导体棒。导体棒所在的空间存在垂直导体棒的匀强磁场(图中未画出)，由于安培力的作用，当两条丝线与竖直方向均成角时，导体棒处于平衡状态。若重力加速度为g，则关于通电导体棒所受安培力的大小的说法正确的是（ ）‎ A. 只能为mg B. 最小值为mg C. 可能为mg D. 可能为mg ‎5．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14‎ 原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎6．如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀强磁场，下列判断正确的是（ ）‎ A．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长 B．电子在磁场中运动时间越长。其轨迹线所对应的圆心角越大 C．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合 D．电子的速率不同，它们在磁场中运动时间一定不相同 ‎7．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为4Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为I;当S闭合时，电流表的示数为3I.该变压器原、副线圈匝数比为( )‎ A. 2 B. ‎3 C. 4 D. 5‎ ‎8．如图所示，在某空间的一个区域内有一直线PQ与水平面成45°角，在PQ两侧存在垂直于纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。位于直线上的a 点有一粒子源，能不断地水平向右发射速率不等的相同粒子，粒子带正电，电荷量为q，质量为rn，所有粒子运动过程中都经过直线PQ上的b点，已知ab＝d，不计粒子重力及粒子相互间的作用力，则粒子的速率可能为 A. B. C. D. ‎ ‎9．如图甲所示，将粗细均匀的导线做成的正方形线框abcd在磁场上方某高处由静止释放，cd边刚进入磁场时开始计时(t=0)，线圈的v一t图象如图乙所示，在3to时刻cd边刚离开磁场时速度也为v0 ，已知线圈的质量为m、边长为L，两条水平虚线L1、L2相距为d(d >‎3L)，虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，重力加速度为g，则 A. 线框进入磁场过程中电流方向为abcda B. cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为0‎ C.在t0时刻线框的速度为v0-gt0‎ D. 线框穿过磁场的过程中产生的电热为2mgd ‎10．如图所示，abc为半径为r的半圆，圆心为O，cde为半径为2r的1／4圆弧，两圆弧相切于c点，空间有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电微粒1、2分别由a、e两点同时开始沿圆弧运动，经时间t1‎ 在c点相碰，碰撞时间很短，碰后结合成一个微粒3，微粒3经时间t2第一次到达O点。不计微粒的重力和微粒间的相互作用，则 A．微粒1带正电 B．微粒3可能沿逆时针方向运动到O点 C．微粒1和2的电荷量之比为q1 ：q2＝3：1‎ D．t1：t2＝2：5‎ 二、实验题（1、2空每空1分，3、4空每空2分，电路图4分）‎ ‎11．有一约7.5V数码电池，无法从标签上看清其电动势等数据。现要更加准确测量其电动势E和内电阻r，实验室备有下列器材：‎ A.电流表A1(量程‎0.6A，内阻r1=3Ω)‎ B.电压表V1(量程3V，内阻r2=2.9kΩ)‎ C.电压表V2(量程30V，内阻r3=30kΩ)‎ D.电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω)‎ E.电阻箱R2(阻值范围0~9999.9Ω)‎ F.滑动变阻器(阻值范围0~30Ω)‎ G.开关及导线 ‎(1)该实验中电压表应选_____________，电阻箱应选_____________，(均选填选项前的字母序号)实验中电阻箱阻值可以调节为_____________Ω。‎ ‎(2)请设计合理的实验电路，画在方框内，并用题中所给的字母表示各元件 ‎(3)若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势E和内阻r间的关系式为E=_____________。‎ 三、解答题（ 本题共2小题,总分20分,解答应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位 ）‎ ‎12（8分）． 如图所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d＝‎0.5 m，电阻不计，两平行导轨左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l=‎2m，有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示.在t=0至t=4 s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化.求：‎ ‎（1）通过小灯泡的电流大小和方向.‎ ‎（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.‎ ‎13．（12分）如图所示，CD左侧存在场强大小为E=，方向水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的光滑绝缘小球，从底边BC长L，倾角α=53°的直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一细圆管内(C处为一小段长度可忽略的圆弧，圆管内径略大于小球直径)，恰能到达D点，随后从D离开后落回到斜面P点，重力加速度为g(sin 53°=0.8，cos 53°=0.6)‎ ‎(1)求DA两点间的电势差UDA ‎(2)求圆管半径r ‎(3)求小球从D点运动到P点的时间t 第二部分3-3;3-4。每题共30分（选做题）‎ 请考生从给出的选修3-3、选修3-4任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。如果多做，将按第一题计分（其中每道题中的1、2选择题，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎【物理选修3-3】（30分）‎ ‎1．下列说法正确的是（）‎ A．液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著 B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 C．第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律 D．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增加 E．因为液体表面层分子分布比内部稀疏，因此液体表面有收缩趋势 ‎2．下列说法正确的是（ ）‎ A．同一种液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高 B．若已知气体在某一状态下的密度和单个气体分子的体积，即可求出单个分子质量 C．盛放水的密闭容器中，当水蒸气达到饱和时，不再有水分子飞出水面 D．浸润液体在细管中会上升，不浸润液体在细管中会下降，这样的现象都称为毛细现象 E．理想气体在等压膨胀过程中，气体分子在相等时间内对容器内壁相同面积上的撞击次数会减少 ‎3．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：‎ ‎(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是(　　)‎ A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积 B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积 C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积 ‎(2)实验中，将‎1 cm3的油酸溶于酒精，制成‎200 cm3的油酸酒精溶液，又测得‎1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成‎0.2 m2‎的单分子薄层由此可估算油酸分子的直径d＝________ m.‎ ‎4．如图所示，细筒足够长的气缸整体竖直固定不动，粗、细筒横截面积之比为2:1，P、Q是质量不计的绝热轻活塞，两活塞与筒壁间的摩擦不计。开始时，活塞P 上方盛有水银，水银面与粗筒上端恰好相平且高为L，活塞Q将理想气体分成相同A、B两部分，气柱长均为L，温度为‎27℃‎。现通过电热丝对B部分理想气体加热，使活塞P、Q缓慢上移，已知 L=‎24cm，大气压强为76 cmHg，问有5/6的水银进入细筒时：（假设电热丝对B气体加热时，A气体温度不变）‎ ‎（1）活塞Q上升的高度是多少？‎ ‎（2）B部分理想气体温度为多少摄氏度？‎ ‎【物理选修3-4】（30分）‎ ‎1．下列说法正确的是______________‎ A．未见其人先闻其，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象 B．机械波的频率越高，传播速度越大 C．在双缝干涉实验中，同等条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄 D．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单位做简谐振动的周期越小 E．与平面镜的反射相比，全反射的反射率更高 ‎2（5分）两列简谐横波均沿x轴传播，t＝0时刻的波形图如图所示，其中一列沿正x方向传播（图中实线所示），一列沿负x方向传播（图中虚线所示）。这两列波的传播速度均为‎10m／s，振动方向均沿y轴，下列说法正确的是（ ）‎ A．两列简谐波的频率均为1．25Hz B．两列简谐波引起x＝0处质点振动的振幅为零 C．两列简谐波引起x＝‎2m处质点振动的振幅为零 D．在t＝0．2s两列简谐波引起x＝‎4m处质点振动的位移为‎12cm E．两列简谐波引起x＝‎1m处质点振动的位移可能为‎12cm ‎3.一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴方向传播（填“正”或“负”），波速为m／s，t=10.0s时刻，x=‎4m处质点的位移是m．‎ ‎4．如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为，，，光在空气中的传播速度为c，求 ‎(1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；‎ ‎(2)光在玻璃砖中传播的时间．‎ ‎2020学年度高二下期期末物理答案 ‎1．D 2．A 3．B 4．C 5．D 6．B 7．A 8．ABC 9．BD 10．CD ‎11．B E 4350 Ω 2.5U+Ir ‎12．解析：（1）在t＝0至t＝4s内，金属棒PQ保持静止，磁场变化导致电路中产生感应电动势．电路为r与R并联，再与RL串联，电路的总电阻 ‎＝5Ω                    ① （1分）‎ 此时感应电动势 ‎=0.5×2×0.5V=0.5V         ②（2分）‎ 通过小灯泡的电流为：＝‎0.1A           ③ （1分）‎ ‎（2）当棒在磁场区域中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为R与RL并联，再与r串联，此时电路的总电阻 ‎＝2＋Ω＝Ω      ④ （1分）‎ 由于灯泡中电流不变，所以灯泡的电流IL=‎0.1A，则流过棒的电流为 ‎＝‎0.3A            ⑤ （1分）‎ 电动势                       ⑥ （1分）‎ 解得棒PQ在磁场区域中v=‎1m/s                            （1分）‎ 答案：（1）‎0.1A；向下（2）‎1m/s ‎13．  解析：（1）由电势差和场强的关系：u=Ed可知：，‎ ‎（2）小球恰好经过D点，则小球在D点的速度为0，由动能定理可知：‎ mgLtan53°﹣EqL﹣mg2r=0﹣0，‎ 解得：r=，‎ ‎（3）小球离开D点后，水平方向和竖直方向上受力大小相等，大小均为mg，‎ 故水平位移为，‎ 竖直位移也为x，轨迹与竖直方向夹角为45°，‎ 故根据几何关系可得：tan53°，‎ 带入数据得：tan53°，‎ 解得：t=‎ 答案：（1） （2） (3)‎ 第二部分3-3;3-4。每题共30分（选做题）‎ ‎【物理选修3-3】‎ ‎1.BDE 2.ADE 3. D （3分） 5×10-10（3分）‎ ‎4．（2）‎ 解析：（1）当有5/6的水银进入细筒时，由S‎1L1=S‎2L2可知，L2=‎40cm（2分）‎ 对A气体有PALAS1=PA′LA′S1（2分）‎ 代入数据得：LA′=‎20cm（1分）‎ 活塞Q上升的高度h=‎2L-L-LA′=‎24cm（2分）‎ ‎（2）对B气体，由理想气体状态方程可知 PBVB/TB=PB′VB′/TB′（3分）‎ 代入数据得：TB′=720K，tB′=（2分）‎ ‎【物理选修3-4】‎ ‎1.ACE 2.ACD 3.负（2分） 5（2分）0.05（2分）‎ ‎18． 解：①光路如图所示，由于折射光线CE平行于BO，因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为R/2，则光线在E点的入射角α满足 sinα=1/2，得：α=30°‎ 由几何关系可知，∠COE=90°，因此光线在C点的折射角为：r=30°‎ 由折射定律知，玻璃砖的折射率为：n=sini/sinr=sin60°/sin30°=‎ 由于光线在E点的入射角为30°，根据折射定律可知，光线在E点的折射角为60°．‎ ‎②由几何关系可知，CE=R/cos30°=2R/3‎ 光在玻璃砖中传播的速度为：v=c/n 因此光在玻璃砖中传播的时间为：t=CE/v=2R/c 答：①玻璃砖的折射率是，光线在圆弧面上出射时的折射角是60°；‎ ‎②光在玻璃砖中传播的时间是2R/c．‎