安徽省滁州市九校联谊会2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

安徽省滁州市九校联谊会2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

安徽省滁州市九校联谊会2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） ‎ 一、选择题 ‎1.当前，电磁炉已走进千家万户，电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，该磁场会使锅底产生涡流，自行发热，从而加热锅内的食物，下列材料中，可用来制作电磁炉的锅的是 A. 不锈钢 B. 大理石 C. 玻璃 D. 绝缘橡胶 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电磁炉采用的是电磁感应现象，即通过线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生热量，因此只能采用金属制作锅体，故A正确。‎ BCD.因为只能用金属制作锅体，故BCD错误。‎ ‎2. 电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A. 从a到b，上极板带正电 B. 从a到b，下极板带正电 C. 从b到a，上极板带正电 D. 从b到a，下极板带正电 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 由图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确。‎ ‎3.如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对,小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】人船系统动量守恒：，解得：‎ 考点：动量守恒的简单应用 ‎4.一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 A. 5V B. 5V C. 10V D. 10V ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据焦耳定律Q=I2Rt求解电流的有效值，其中I是有效值．再根据有效值与最大值的关系求出最大值．‎ 解：设电热器的电阻为R，t时间内产生的热量为Q，则：Q=‎ 此热量是接交流电源上产生的热功率的2倍，所以Q′=Q=‎ 所以：=‎ 解得：V 所以最大值为 故选C ‎5.如图所示，空间存在一匀强电场，其电场强度为100V/m，该电场中有A、B两点，相距10cm，且A、B连线与电场线夹角为60°，则A、B两点间的电势差UAB为 A. －10V B. 5V C. 10V D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据匀强电场电势差与场强关系式有 A.－10V与计算结果不符，故A错误。‎ B. 5V与计算结果相符，故B正确。‎ C.10V与计算结果不符，故C错误。‎ D.与计算结果不符，故D错误。‎ ‎6.如图甲所示，竖直长直导线右侧固定的矩形线框与长直导线位于同一平面内，导线中通有向下的电流，当长直导线中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示时，关于线框中的感应电流及线框受到的安培力，下列说法正确的是 A. 感应电流沿逆时针方向且逐渐增大，线框受到的安培力方向向左 B. 感应电流沿顺时针方向且逐渐增大，线框受到的安培力方向向右 C. 感应电流沿逆时针方向且逐渐减小，线框受到的安培力方向向左 D. 感应电流沿逆时针方向且逐渐减小，线框受到的安培力方向向右 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐减小，则磁场逐渐减弱，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流。由题目图象可知，直导线电流的变化率减小，则穿过线圈的磁场变化率也减小，那么感应电动势也减小，因此感应电流大小会减小，故AB错误。‎ CD.根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向左，右边受到的安培力水平向右，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向左，故C正确D错误。‎ ‎7.假设地球卫星发射后在预定轨道上做匀速圆周运动，它的周期为T，引力常量为G，现要估算地球的质量，则还只需知道 A. 该卫星的密度 B. 地球的半径R C. 该卫星的轨道半径r D. 地球自转的周期T0‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.知道卫星的密度，与地球的质量无关，所以不能求出地球的质量。故A错误；‎ B.根据 可知，已知地球的半径，还需要知道地球的密度。故B错误；‎ C.卫星绕地球圆周运动时，万有引力提供圆周运动向心力有：，解得地球的质量为：，故C正确。‎ D.知道卫星的周期与地球的自转的周期，不能求出地球的质量。故D错误 ‎8.在直角坐标系xOy的第一象限内，存在一垂直于xOy平面、磁感应强度大小为2T的匀强磁场，如图所示，一带电粒子(重力不计)在x轴上的A点沿着y轴正方向以大小为2m/s的速度射入第一象限，并从y轴上的B点穿出。已知A、B两点的坐标分别为(8m，0)，(0，4m)，则该粒子的比荷为 A. 0.1C/kg B. 0.2C/kg C. 0.3C/kg D. 0.4C/kg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子运动轨迹如图所示：‎ 由几何知识得：‎ 解得：r=5m，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：‎ A.0.1C/kg与计算结果不符，故A错误。‎ B. 0.2C/kg与计算结果相符，故B正确。‎ C.0.3C/kg与计算结果不符，故C错误。‎ D.0.4C/kg与计算结果不符，故D错误。‎ ‎9.如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2，且I1> I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直，则 A. I2受到的安培力水平向右 B. b点磁感应强度为零 C. d点磁感应强度的方向竖直向下 D. a点和c点的磁感应强度不可能都为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故A正确；‎ B.因为两电流在b点磁场方向相同均向下，所以合磁场方向向下，不等于0．故B错误；‎ C.两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反、大小相等的电流I1与I2．由右手螺旋定则判得，电流 I1在d处产生的磁场方向向右下，电流I2在d点产生的磁场的方向向左下，d点的磁感应强度的方向是竖直向下。当两个电流的大小不相等的时候，d点的合磁场方向不是竖直向下。故C错误；‎ D、当电流I2的大小比电流I1的大时，则a点的磁感应强度可能等于0，c点距离I2近，c点合磁感应强度不为零；当电流I2的大小比电流I1的小时，则c点的磁感应强度可能等于0，a点距离I1近，a点合磁感应强度不为零，故D正确；‎ ‎10.图示是氢原子能级示意图，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中 A. 放出4种频率不同的光子 B. 放出6种频率不同的光子 C. 放出的光子的最大能量为12.75eV，最小能量是0.66eV D. 放出的光子能使逸出功为13.0eV的金属发生光电效应 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.一群原来处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级的过程中，根据知，辐射的光子频率为6种。故A错误，B正确。‎ C.由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，为 ‎13.6-0.85eV=12.75eV 由n=4向n=3能级跃迁辐射的光子能量最小，为 ‎-085+1.51eV=0.66eV 故C正确。‎ D.由C选项分析可知，放出光子的最大能量为12.75eV，仍小于逸出功为13eV，所以不能使逸出功为13.0eV的金属发生光电效应，故D错误。‎ ‎11.图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数分别为100和20，现在变压器原线圈两端接入按图乙所示规律变化的正弦交变电压，则 A. 变压器的输出电压为40V B. 变压器的输出功率小于输入功率 C. 变压器副线圈中通过的电流的频率为5Hz D. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据图乙得到输入电压最大值为 ，故电压的有效值为200V，副线圈上的输出电压：，故A正确。‎ B.理想变压器忽略了各种损耗，输入功率等于输出功率，故B错误；‎ C.根据图乙得到输入电压的周期为0.2s，故频率为5Hz，故C正确；‎ D.输入电压的周期为0.2s，则，变压器原线圈两端的电压瞬时值表达式为，故D正确。‎ ‎12.如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一负点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中 A. 小物块所受到摩擦力逐渐变小 B. M点的电势一定低于N点的电势 C. 小物块具有的电势能逐渐增大 D. 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从M点运动到N点的过程中，小物块所受到的摩擦力为滑动摩擦力 保持不变，故A错误；‎ B.Q为负电荷，越靠近负电荷电势越低，故M点电势低于N点电势，故B正确；‎ C.由于小物块由静止开始运动，因此一定受到库仑斥力作用，此力对物块做正功，电势能减小，故C错误；‎ D.由于小物块始末动能都为零，因此动能没有变化，根据动能定理可知电场力所做正功和克服摩擦力做功相等，所以电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功，故D正确。‎ 二、非选择题 ‎13.某同学利用图甲所示的实验装置做“研究匀变速直线运动”的实验。‎ ‎①按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，释放小车，小车由静止开始运动。‎ ‎②按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带。‎ ‎③在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A、B、C…，测量相邻计数点的间距s1、s2、s3…，并将其记录在纸带上对应的位置处。‎ 已知实验装置中打点计时器的电源是频率为50Hz的低压交流电源，图乙为用米尺测量所得纸带上的s1、s2、s3和s4的情况，由图可读出s1＝1.68cm，s2＝2.42cm，s3＝3.12cm，s4＝__cm，由此求得打下B点时小车速度大小vB＝___m/s，加速度的大小a＝______m/s2(计算结果取3位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). 3.88 (2). 0.205 (3). 0.725‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】③[1][2][3]根据刻度尺的指示，可知：‎ 打B点的速度：‎ 根据逐差法计算加速度：‎ ‎14.某学习兴趣小组欲采用如图所示电路测量电压表的内阻RV，待测电压表的量程为1V，内阻约为1000。‎ ‎(1)在备选的甲、乙两个滑动变阻器的铭牌上分别标有(200 1A)、(10 2A)，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R1应选用___________(填“甲”或“乙”)‎ ‎(2)同学们的实验步骤如下，请将步骤Ⅰ补充完整：‎ Ⅰ.正确连接好电路后，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到_________(填“左端”或“右端”)‎ Ⅱ.闭合开关S1和S2，调节R1，使电压表指针指到1V刻度处，‎ Ⅲ.保持S1闭合、变阻器R1的滑片位置不变，断开S2，调整电阻箱R2的阻值，使电压表的指针指到0.5V刻度处，此时电阻箱R2的示数为990。‎ ‎(3)该电压表内阻的测量值为_____________。‎ ‎【答案】 (1). 乙 (2). 左端 (3). 990‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]由题意可知，滑动变阻器乙的最大阻值较小，乙的额定电流较大，实验电路选择分压式，所以为保证安全方便实验操作，滑动变阻器应选择乙。‎ ‎（2）[2]由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，在闭合开关之前，将滑动变阻器R1的滑片移到左端，使待测支路电流为零。‎ ‎（3）[3]断开开关S2后认为分压电路分压不变，仍为1V，电压表示数为0.5V，说明电阻箱两端电压为0.5V，电压表与电阻箱串联，它们两端电压相等，由串联电路特点可知，它们的阻值相等，则电压表内阻等于电阻箱阻值990Ω。‎ ‎15.如图所示，倾角θ＝37°的粗糙斜面固定于水平地面上，一木块从斜面底端以某一初速度滑上斜面，一段时间后返回到斜面底端，木块在上滑和下滑过程中加速度的大小的比值为2，假设斜面足够长，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：‎ ‎(1)木块与斜面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)木块从斜面底端运动到最高点的过程中，克服重力做的功与产生的热量的比值。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)上升过程中 在下降过程中 又因为a上=2a下 ，代人数据得 ‎(2)设木块沿斜而上滑的最大距离为s，则有上升到最高点过程中，克服重力做功 产生的热量等于克服摩擦力做的功 所以 答：(1) (2)‎ ‎16.如图所示，匀强电场的场强E＝4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向垂直纸面向里。一个质量为 、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到N点时就离开墙壁做曲线运动，当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，求：‎ ‎(1)A沿壁下滑时克服摩擦力做的功；‎ ‎(2)A所带电荷量以及运动到P点时的速度大小。‎ ‎【答案】(1) (2)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小物体A下落至N点时开始离开墙壁，说明这时小物体A与墙壁之间已无挤压，弹力为零故有:‎ 解得:‎ 对小物体A从M点到N点的过程应用动能定理，这一过程电场力和洛仑兹力均不做功，应有:‎ 解得:‎ ‎（2）小物体离开N点做曲线运动到达P点时，物体处于平衡状态，可列出平衡方程:‎ 解得:‎ ‎，‎ 答：(1) (2)，‎ ‎17.如图所示，两间距为d的平行光滑导轨由固定在同一水平面上的导轨CD－C'D'和竖直平面内半径为r的圆弧导轨AC－A'C'组成，水平导轨与圆弧导轨相切，左端接一阻值为R的电阻，不计导轨电阻；水平导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，其他地方无磁场。导体棒甲静止于CC'处，导体棒乙从AA'处由静止释放，沿圆弧导轨运动，与导体棒甲相碰后粘合在一起，向左滑行一段距离后停下。已知两棒质量均为m，电阻均为R，始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小为g，求：‎ ‎(1)两棒粘合前瞬间棒乙对每个圆弧导轨底端的压力大小N；‎ ‎(2)两棒在磁场中运动的过程中，电路中产生的焦耳热Q；‎ ‎(3)两棒粘合后受到的最大安培力Fm。‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设两棒粘合前瞬间棒乙的速度大小为v1，对棒乙沿圆弧导轨运动的过程，根据机械能守恒定律有:‎ 解得:‎ 两棒粘合前瞬间，棒乙受到的支持力N'与重力mg的合力提供向心力，有:‎ 解得:‎ 根据牛顿第三定律可知:‎ ‎(2)设两棒相碰并粘合在一起后瞬间的速度大小为，根据动量守恒定律有:‎ 解得:‎ 根据能最守恒定律有:‎ 解得:‎ ‎(3)经分析可知，两棒相碰并粘合在一起后切割磁感线的最大速度即为v2，故电路中产生的最大感应电动势为:，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中通过的最大电流为:‎ 其中 又:‎ 解得:‎ 答：(1) (2) (3)‎ ‎18.下列说法正确的是 A. 物体的温度升高，物体内每个分子的动能都会变大 B. 气体从外界吸收热量，气体的内能可能保持不变 C. 晶体均有固定的熔点，但未必有规则的形状 D. 第二类永动机不可能制成的根本原因，在于其违反了能量守恒定律 E. 露珠呈球形是因为液体的表面张力的作用 ‎【答案】BCE ‎【解析】‎ ‎【详解】A.温度升高分子的平均动能增大，但不是物体内每个分子的动能都会变大。故A错误；‎ B.根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，若同时对外做功，气体的内能可能保持不变。故B正确；‎ C.晶体均有固定的熔点，单晶体有规则的形状，多晶体一般没有规则的形状。故C正确；‎ D.第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，故D错误；‎ E.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，露珠呈球形是因为液体的表面张力的作用。故E正确 ‎19.如图所示，用质量为m、横截面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的汽缸中，当环境的热力学温度为T0时，活塞与汽缸底部的高度差为h0.由于环境温度逐渐降低，活塞缓缓向上移动距离Δh.若外界大气压恒为p0，密封气体的内能U与热力学温度T的关系为U＝kT(k为正常数)，汽缸导热良好，与活塞间的摩擦不计，重力加速度为g，求此过程中：‎ ‎(1)外界对密封气体做的功W；‎ ‎(2)密封气体向外界放出的热量Q.‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎①塞缓慢移动的过程，封闭气体做等压变化，有：，其中 解得：‎ ‎②根据热力学第一定律可知，该过程中气体减少的内能为：‎ 由可知，此处仅为数值 根据盖吕萨克定律可得：，解得：‎ ‎20.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，t=时的波形图如图中虚线所示，若波传播的速度v=8m/s，下列说法正确的是（   ）‎ A. 这列波的周期为0.4s B. 这列波沿x轴负方向传播 C. t=0时刻质点a沿y轴负方向运动 D. 从t=0时刻开始质点a经0.25s通过的路程为0.4m E. x=2m处的质点的位移表达式为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 由图读出波长λ=4m，则波的周期为，由题，波传播的时间为t=s=，根据波形的平移可知，波的传播方向沿x轴负方向，故A错误，B正确。波x轴负方向传播，由“上下坡法”可知t=0时，质点a沿y轴负方向运动。故C正确。从t=0时刻经0.25s时，由于t=0.25s=，所以质点通过的路程等于2A=0.4m，故D正确。t=0时刻x=2m处的质点正向y轴负方向运动，其位移表达式为 y=-Asin t=-0.2sin（4πt）m．故E错误。故选BCD。‎ 点睛：本题要理解波的图象随时间变化的规律．波在一个周期内传播一个波长，波的图象重合．利用波形的平移或上下坡法是研究波动图象常用的方法．‎ ‎21.如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，A＝30°，斜边AB＝8cm，棱镜材料的折射率，在此截面所在的平面内，一条光线以60°的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求出射点到B点的距离(不考虑光线沿原路返回的情况)。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设人射角为i，折射角为r，由折射定律得:‎ 得 光路图如图所示 设折射光线与AB的交点为D，由几何关系可知，光线在D点的入射角，设全反射的临界角为，则 ，因为 ，所以，光在D点全反射，设光线的出射点为E，由几何关系得:‎ ‎，，‎ 且：‎ ‎，‎ 解得: ‎ 答：出射点到B点的距离为1cm。 ‎