2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题02 解析版

这是一份2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题02 解析版，共20页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上；，下列判断中正确的是等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2．请将答案正确填写在答题卡上；
3. 考试范围：高考范围；考试时间：90分钟；命题人：铸魂尖子生
第I卷（选择题 共36分）
单选题(本大题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多个选项符合要求，选对但不全得2分，选错得0分)
1．如图所示是两个做圆锥摆运动的小球1、小球2，摆线跟竖直方向的夹角分别为53°和37°，两球做匀速圆周运动所在的水平面到各自悬点的距离之比为2:1。下列有关判断正确的是（ ）
A．两球运动周期之比为B．两球运动线速度之比为1：1
C．两球运动角速度之比为1：1D．两球运动向心加速度之比为16：9
2．2009年9月14日上午9时20分许，我国海南航天发射场在海南省文昌市破土动工，标志着我国新建航天发射场已进入全面实施阶段．发射场建成使用后，对于优化和完善我国航天发射场布局，推动航天事业可持续发展具有重要战略意义．海南航天发射场主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭，承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务，预计于2013年建成并投入使用．这样选址的优点是，在赤道附近
A．地球的引力较大B．地球自转线速度较大
C．重力加速度较大D．地球自转角速度较大
3．质量为的物体静止在光滑的水平面上，现给该物体施加两个大小分别为和的水平力，则物体的加速度大小可能是（ ）
A．B．C．D．
4．如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，R1为定值电阻，R2为气敏电阻。R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越小，则（ ）
A．测试仪中电压表的示数越大
B．测试仪中电流表的示数越小
C．电路消耗的总功率越大
D．电压表与电流表示数的比值越大
5．如图所示，一高度为h的三角形斜面固定在水平地面上，有两个质量均为m可看成质点的小物块分别由静止开始从倾角为α、β的两个光滑斜面的顶端下滑，α＞β，下列说法中正确的是（ ）
A．小物块滑到斜面底端的速度相同
B．小物块滑到斜面底端所用的时间相同
C．小物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率相同
D．小物块滑到斜面底端时具有的机械能相同
6．一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图像如图所示，则（ ）
A．质点做匀速直线运动，速度是
B．质点做匀加速直线运动，加速度是
C．质点在末的速度为
D．质点在第秒内的平均速度是
7．作用在同一物体上的三个共点力，大小分别为3N、6N和12N，则它们的合力大小可能是（ ）
A．10NB．2NC．0ND．22N
8．下列判断中正确的是( )
A．卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献
B．在核反应过程的前后，反应体系的质量数守恒，但电荷数不守恒
C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期
D．光电效应实验中，只要照射光足够强就可以产生光电流
9．某同学设计了一个利用天平测量匀强磁场磁感应强度大小的装置。首先将天平调至平衡，再将一个质量为m0、匝数为n、下边长为l的矩形线圈挂在右边托盘的底部，其下部分放在待测磁场中，如图所示，右边托盘不放砝码，左边托盘放入质量为m的砝码，当线圈中电流为I时，天平又正好平衡，已知m0>m，取重力加速度为g，则（ ）
A．矩形线圈中电流的方向为顺时针方向
B．矩形线圈中电流的方向为逆时针方向
C．磁感应强度的大小
D．若仅将磁场反向，在左盘再添加质量为2（m0-m）的砝码可使天平重新平衡
10．两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，不计线框以外的感应电场，右侧线圈连接一定值电阻R。则下列说法中正确的是
A．时刻ab边中电流方向由，e点电势低于f点电势
B．设、时刻ab边中电流大小分别为、，则有，e点与f点电势相等
C．时间内通过ab边的电荷量为0，通过定值电阻R的电流方向竖直向下
D．时刻ab边中电流方向由，通过定值电阻R的电流方向竖直向下
11．由锌板与铜板构成平行板电容器，其中锌板与静电计相连，静电计金属外壳和铜板都接地，现用频率的紫外线照射锌板，静电计指针偏转最后稳定在偏角上，对应电压。假定已知偏转角度与电势差U成正比。以Q表示两板带的电荷量，E表示两板间的电场强度。则下述过程中正确的是（ ）
A．将两板距离减小为原来的一半，则θ先减小后增大最后稳定在，Q不变
B．换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2后稳定，则有
C．停止光照，将两板距离增大为两倍，则Q增大为2Q，θ增大为2
D．停止光照，将两板距离增大为两倍，则θ增大为2，E不变
12．如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原副线圈上，(灯泡电阻不随温度变化) 已知原、副线圈的匝数比，电源电压为U，则（ ）
A．通过A、B灯的电流之比
B．灯泡A、B两端的电压之比
C．灯泡A、B两端的电压分别是，
D．灯泡A、B消耗的功率之比
第II卷（非选择题 共64分）
二、实验题(本大题共有2小题，共15分。第13题6分，第14题9分。)
13．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
①已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需的器材是___；
A．直流电源、天平及砝码
B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平及砝码
D．交流电源、刻度尺
②安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为 h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重锤重力势能的减少量 ___，动能的增加量___（用题中所给字母表示）。
③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_____；
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
④某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响。他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v2-h图线，如图所示。图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是___（用数学表达式书写，可能用到的物理量 m、g、f）
14．用图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，电路中AB段为拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，阻值增大，其阻值RL随拉力F线性变化图象如图乙所示.
(1)当AB段未施加拉力时，拉力敏感电阻丝的阻值RL=_______Ω
(2)待测电源的电动势E约为9V,内阻r约为3Ω,电流表应选择_______
A．量程3A,内阻rA=0.05Ω B．量程0.6A,内阻rA=0.20Ω
(3)改变拉力F的大小，记录电流表读数I,测得多组数据，作出图象，如图丙所示．由图象可得待测电源的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω(结果保留2位有效数字)
三、解答题(本大题共3个小题，共37分。第15题10分，第16题12分，第17题15分。)
15．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在竖直的y轴右侧存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1T，在第四象限有一个水平向右的匀强电场E1，场强E1=2N/C，第一象限存在一个匀强电场E2（图中没有画出）．一个带电小球（可视为质点）从y轴上的A点与y轴正方向成30°角射入第四象限，沿直线运动到x轴上的C点，从C点进入第一象限后，小球做匀速圆周运动，并通过y轴上的D点射入第二象限，O、D间的距离L=1.2m．已知带电小球质量为m=3.6×10﹣4kg，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）带电小球的电性和电荷量；
（2）匀强电场E2的电场强度；
（3）带电小球从A点运动到D点的位移及时间．
16．气球上系一重物，自地面上升。当上升到离地面9m时速度为4m/s，此时绳子突然断开。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。
(1)重物从离开气球至上升到最高点，经历的时间和上升的高度各为多少？
(2)重物离开气球后经多长时间才能落地？落地时的速度是多大？
17．如图所示，倾角为θ、宽度为L的足够长的光滑导轨的下端连接一个定值电阻R，导轨范围内存在方向垂直于导轨平面磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m的导体棒ab在导轨上端由静止释放，在导体棒ab从释放到刚开始匀速下滑的过程中，流过电阻R的电荷量为q。导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒ab从释放到开始匀速运动，下滑的距离s；
(2)导体棒ab匀速运动时，速度大小v。
四、选修（本题共12分，选修3-3）
18．为防控COVID－19病毒，办公室等公共场所加强了消毒措施，如图所示为喷洒消毒液的喷壶。壶内消毒液的体积为0.4L，壶内的上部密封了1.2atm的空气0.5L。反复按压压杆A，再充入1atm的空气0.2L。设在所有过程中壶内空气可看作理想气体，且温度不变。（已知外界大气压为1 atm，1 atm=1.0×105 Pa）求：
(1)充入1 atm的空气0.2 L后壶内气体的压强；
(2)按下按柄B，消毒液从喷嘴喷出，喷洒一段时间后消毒液无法再喷出，此时壶内还有消毒液，在此过程中壶内气体质量保持不变，忽略壶内液体上方导管中液柱对壶内气体压强的影响，求壶内剩余消毒液的体积。
参考答案
1．D
【详解】
由题可知，设1球做匀速圆周运动所在的水平面到悬点的距离为2h，则2球做匀速圆周运动所在的水平面到悬点的距离为h，则1球做圆周运动的半径：
2球做圆周运动的半径：
r2=htan37°=
以1球为研究对象，根据重力与绳子的拉力的合力提供向心力，可得：
解得
同理，以2球为研究对象，可得：
AC．两球运动的角速度之比：
根据
两球的周期之比：
故AC错误；
B．两球的线速度之比：
故B错误；
D．根据公式：an=ωv．则：
故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
海南航天发射场位于赤道附近，由于自转的半径较大，自转线速度较大，B正确．
3．B
【详解】
依题意，物体受到两个大小分别为和的水平力作用，可得物体受到力的合力范围为
根据牛顿第二定律
可得物体的加速度大小范围为
故选B。
4．C
【详解】
ABC．由图可知，测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越小，则R2越小，回路总电阻越小，电流越大，则内阻和R1上的电压变大，则R2电压越小，根据P=IE可知电路消耗的总功率越大，选项AB错误，C正确；
D．根据
U=E-I(R1+r)
可知
可知电压表与电流表示数的比值不变，选项D错误。
故选C。
5．D
【解析】
试题分析：光滑斜面，只有重力做功，根据动能定理即，即速度，小物块滑到斜面底端的速度大小相同，但是速度方向不同，选项A错。滑到斜面底端的重力瞬时功率为，由于速度方向不同，和重力方向的夹角不同，所以滑到斜面底端的重力瞬时功率不同，选项C错。小物块滑到斜面底端为匀加速直线运动，加速度，位移，可得运动时间，两个小球对应的斜面倾角不同，运动时间不同，选项B错。两个小球在斜面顶端动能相等都等于0，重力势能相等，滑动过程机械能守恒，所以滑到底端依然机械能相同，选项D对。
考点：功能关系
【名师点睛】特别注意的是功率的计算，虽然功率没有方向是标量，但是重力的功率是重力乘以在重力方向的速度，需要考虑重力和速度方向的夹角。在计算运动时间过程，借助与高度和倾角来表示位移，以倾角表示加速度，从而使得时间便于比较。
6．D
【详解】
AB．根据图像可知，纵轴截距为0.5，直线斜率为0.5，因此直线方程可表示为
变形得
匀变速直线运动的位移时间公式
对比可知
即质点做匀加速直线运动，初速度是0.5m/s，加速度是1m/s2，AB错误；
C．根据速度时间的关系可得质点在1s末速度为
C错误；
D．在第1s内的位移大小为
质点在第秒内的平均速度是
D正确。
故选D。
7．A
【详解】
ABCD．当三个力方向相同时，合力最大，最大值等于三力之和，即
由于3N与6N的合力的最大值为9N，小于12N，所以三个力的最小值为3N，方向与12N的力的方向相同，可知三个力的合力的范围大于等于3N，小于等于21N，BCD错误A正确。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
A. 电子是汤姆孙发现的，故A错误；
B. 在核反应过程中，反应体系的质量数守恒，电荷数守恒，故B错误；
C.原子核的半衰期与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故C正确；
D. 光电效应实验中，不同金属有不同的截止频率。当入射光的频率低于截止频率时，不管入射光的强度多强，都不发生光电效应，没有光电流产生，故D错误。
9．BCD
【详解】
AB．根据题意可知m0＞m，要使天平平衡，矩形线圈下边受到的安培力方向向上，根据左手定则可知电流的方向应为逆时针方向，故A错误、B正确；
C．根据平衡条件可得
m0g-nBIl=mg
解得匀强磁场的磁感应强度的大小为
故C正确；
D．开始线圈所受安培力的方向向上，仅将磁场反向，则安培力方向反向，变为向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边，添加质量为

的砝码可使天平重新平衡，故D正确。
故选BCD。
10．BD
【详解】
A．由图可知，t1时刻磁场方向向里且均匀增加，根据楞次定律，线框中感应电流沿逆时针方向，ab边中电流方向由a→b，根据法拉第电磁感应定律知，正方形线框中的感应电动势是恒定值，原线圈中电流值恒定，副线圈中不产生感应电动势，e点电势等于f点电势，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律得感应电动势
，
t1时刻磁感应强度的变化率小于t3时刻的磁感应强度变化率，e1＜e3，根据欧姆定律，知i1＜i3；副线圈磁通量不变，定值电阻R中无电流，e点与f点电势相等，故B正确；
C．t2∼t4时间内磁感应强度均匀变化，磁通量均匀变化，感应电动势恒定，有恒定感应电流通过ab，通过ab的电量为q=It，不等于0，恒定电流通过铁芯产生恒定磁场，故副线圈磁通量不变，副线圈无感应电流产生，则定值电阻R中无电流，故C错误；
D．t5时刻磁场方向垂直纸面向外，磁场变小，磁通量减小，根据楞次定律得感应电流逆时针，ab边中电流方向a→b，磁感应强度的变化率增大，感应电流大小变大，穿过原副线圈的磁通量增大，根据楞次定律，副线圈中感应电动势上正下负，因此通过定值电阻R的电流方向竖直向下，故D正确。
故选BD。
11．BD
【详解】
B．紫外线照射锌板，发生光电效应，飞出的电子打在铜板，两板之间形成电场，随着电场的增强，最后最大初动能的光电子也不能打在铜板上，形成遏止电压，即静电计指针偏转角对应电压有
（W为锌板逸出功）
换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2稳定，则对应电压2，有
联立两式得
选项B正确；
A．光照条件下，两板距离减小电容增大，电压降低，电荷量继续积累，Q增大，E增大，一直到重新回到遏止电压，选项A错误；
CD．停止光照，Q不变，E不变，两板距离增大为两倍，电压增大为两倍，即θ增大为2，选项C错误，D正确。
故选BD。
12．BC
【详解】
A.通过电灯的电流分别为变压器原、副线圈的电流，，A错误；
B.因为是相同的两只灯泡，所以两端的电压比等于电流比，B正确；
C.因为B灯电压为副线圈输出电压，则原线圈电压是．而A灯电压，由于A灯跟原线圈串联在电源电压U上，即，所以．综上分析C正确；
D.因为是相同的两只灯泡，消耗的功率比等于电流的平方比，D错误．
故选BC．
13．D BD
【详解】
①[1]打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度，纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，重锤的质量可以不测，故必需的仪器为D，故选D；
②[2]从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量
△EP=mgh2
[3]F点的瞬时速度
则动能的增加量为
③[4]实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差是系统误差，无法避免，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故选BD；
④[5]根据能量关系可知
解得
可知图线的斜率等于
14．15 B 10V 2.5Ω
【解析】
由图写出函数表达式，明确表达式斜率，及截距的物理意义；估算电流的最大值，从而确定应选择的电流表；根据电表的读数方法可确定电流表读数，再根据图象确定电动势和内电阻．
（1）当AB段未施加拉力时，图象与纵坐标的交点为15Ω，故拉力敏感电阻丝的阻值RL为15Ω；
（2）测电源的电动势E约为9V，内阻r约为3Ω，由图可知，电阻丝的最小电阻为15Ω，故最大电流约为：，故电流表应选择0.6A的量程；故选B
（3）RL随拉力F变化的函数表达式RL=15+10F，根据闭合电路欧姆定律可知，整理得，，由函数与图象相对应，；，解得
【点睛】本题考查：根据欧姆定律求出图象的函数表达式，然后由函数与图象相对应求出电源电动势与内阻．
15．（1）带电小球带正电，电量为1.8×10﹣3C．
（2）匀强电场E2的电场强度为2N/C，方向竖直向上．
（3）带电小球从A点运动到C点的位移为2.4m，运动的时间为0.765s．
【解析】
试题分析：（1）小球在第四象限中受重力、电场力和洛伦兹力处于平衡，做匀速直线运动，根据共点力平衡求出带电小球的电性和电量．
（2）小球在第一象限中做匀速圆周运动，知受重力和电场力平衡，靠洛伦兹力提供向心力，根据平衡求出匀强电场E2的电场强度．
（3）通过粒子在第四象限内做匀速直线运动，求出洛伦兹力与重力的关系，从而得出粒子的速度大小，结合半径公式求出粒子在磁场中运动的半径，作出粒子运动的轨迹，根据几何关系确定出圆心，从而求出带电小球从A点运动到C点的位移，根据周期公式求出粒子在磁场中运动的时间，结合粒子在第四象限内做匀速直线运动的时间，求出A到C的时间．
解：（1）小球在第四象限中做匀速直线运动，受力如图所示，知小球带正电荷．根据平衡有：
qE1=mgtan60°，
解得：q=1.8×10﹣3C，
（2）根据平衡条件得：qE2=mg，
解得：E2=2N/C，方向竖直向上；
（3）在第四象限中，根据平衡条件得：qvB=2mg，
解得：v=4m/s，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
qvB=m，
解得：r==0.8m，
根据几何关系知，OC=1.2m 圆心在Y轴上，确定圆心坐标O（0，0.4m），
OB=0.4m，AB=0.8m，OA=1.2m，
解得：AC=2.4m，方向竖直向上，
在第一象限中做匀速运动的时间为：t1==0.2s，
粒子在磁场中做圆周运动的周期：T==0.4πs，
在磁场中做圆周运动的时间为：t2=T=s，
则A到C的时间：t=t1+t2=s≈0.765s．
答：（1）带电小球带正电，电量为1.8×10﹣3C．
（2）匀强电场E2的电场强度为2N/C，方向竖直向上．
（3）带电小球从A点运动到C点的位移为2.4m，运动的时间为0.765s．
【点评】解决本题的关键知道粒子在第四象限内做匀速直线运动，在第一象限内做匀速圆周运动，作出粒子运动的轨迹，结合半径公式和周期公式进行求解．
16．(1)0.4s，0.8m；(2)1.8s，14m/s
【详解】
由题意可知，v0=4m/s，h=9m，上升到最高点时速度vt=0。
(1)重物离开气球后将先竖直向上做匀减速直线运动到达最高点。重物运动过程中只受重力，根据牛顿第二定律
mg=ma
解得
a=g=10m/s2
重物从离开气球到上升到最高点，经历时间为t上，上升高度为H上。根据匀变速直线运动公式，有
解得
(2)重物做自由落体运动过程中，下降总高度为H，下落时间为t下。由匀变速直线运动公式，有
又因为
H=H上+h=（0.8+9）m=9.8m
所以
重物从绳断到落地经历的时间
=（0.4+1.4）s=1.8s
重物落地时的速度
v地=gt下=10×1.4m/s=14m/s
所以，绳断后重物经0.4s到达最高点，上升高度为0.8m；经过1.8s才能落到地面，落地时的速度为14m/s，方向竖直向下。
17．(1)；(2)
【详解】
(1)设导体棒由释放到刚开始匀速下滑所用的时间为t，该过程中导体棒上产生的平均感应电动势为
回路中的平均电流为
又
解得
(2)设导体棒匀速下滑时的速度大小为v，则此时导体棒上产生的感应电动势为
回路中的电流为
由共点力平衡条件有
解得
18．(1)1.6atm；(2)0.1L
【详解】
(1)由题意知
p1=1.2atm，V1=0.5L，p0=1atm，
根据玻意耳定律可得
解得
(2)喷洒时，喷壶内的气体压强为1atm，由玻意耳定律
解得
故喷壶内剩余消毒液的体积为