2020-2021学年广东省广州市三校高二下学期期末考试物理试题 word版

广东省广州市三校2020-2021学年高二下学期期末考试物理试题

一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t=0 到 t=t1 的时间间隔内，直导线中电流 i 发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流 i 正方向与图中箭头方向相同，则 i 随时间 t 变化的图线可能是（ ）

1. B． C． D．

2. 零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时， 指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的（    ）

1. B. C. D.

3. 如图所示，10 匝矩形线框处在磁感强度B=T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度应=10rad/s匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为 0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡 L（规格为“1.0W，0.1A”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（              ）
   1. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 1∶2
   2. 若将滑动变阻器滑片 P 向上移动，则电流表示数减小
   3. 若将自耦变压器触头向上滑动，灯泡会变暗
   4. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 40sin（10t）V
4. 小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮他判定以下合理的说法是（              ）
   1. 机动车处于匀加速状态
   2.  机动车的初速度为 0
   3.  机动车的加速度为大小为 8m/s2
   4. 机动车在前 3 秒的位移是 24m
5. 被誉为“中国天眼”的射电天文望远镜（FAST）如图所示，质量为 3×104kg 的馈源舱用对称的六索 六塔装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离 300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长 600m，不计绳索重力，则每根绳索承受的拉力大约为（   ）

1. 4×105 N B. 6×104 N           C. 1×105 N               D. 3×104 N

6. 如图所示，在理想变压器的电路中接入三个定值电阻 R1、R2、R3，导线电阻不计，电流表为理想交流电表，输入恒定的正弦交流电 U，原、副线圈匝数比 n1：n2=1：2，当 S 闭合时，三个电阻消耗功率相同，则（     ）

A．三个电阻大小之比为R1：R2：R3=1：64：64

B．三个电阻大小之比为 R1：R2：R3=1：4：4 C．当开关 S 断开后，R2 消耗的功率增加

D．当开关 S 断开后，电流表 A 的示数增加

7. 甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距 x  6m ，从此刻开始计时，乙车做匀减速运动，两车运动的 v-t 图像如图所示，则下列说法正确的是（   ）
   1. t=4s 时两车间的距离最大
   2. 0~8s 内两车有两次相遇
   3. 0~8s 内两车有三次相遇
   4. 0~8s 内甲车的加速度一直比乙车的加速度大

二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。

8. 在图示的光电效应实验中，将滑动触头 P 移到 a 端。用单色光 M 照射阴极 K 时，电流计G 的指针不会发生偏转；将滑动触头 P 移到 b 端，用单色光 N 照射阴极 K 时，电流计 G 的指针会发生偏转，则下列说法错误的是（ ）

A．M 光的强度一定小于 N 光的强度

B．M 光的频率一定大于 N 光的频率

3. 用 N 光照射阴极 K 时将 P 移到 a 端，电流计 G 的指针一定会发生偏转
4. 用 M 光照射阴极 K 时将 P 移到 c 处，电流计 G 的指针可能会发生偏转

9. 如图所示，足够长的水平金属导轨 MN，PQ 放在竖直向上的匀强磁场中，金属杆 ab 在水平恒力 F 作用下由静 止开始向右运动，水平导轨光滑，除电阻 R 外，其他电阻不计。运动过程中，金属杆加速度大小 a、速度大小 v、力 F 的冲量 I 随时间变化的规律正确的是（                ）

1. B．                 C． D． 

10.   如图所示，质量均为 m 的 n（n>3）个相同匀质光滑圆柱体依次搁置在倾角为 30°的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是（      ）
    1. 挡板对圆柱体 1 的弹力大小为mg
    2. 圆柱体 1 对斜面的压力大小为 mg
    3. 圆柱体 2 对圆柱体 1 的压力大小为 mg
    4. 若将挡板绕下端点缓慢顺时针转动30°，则转动过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小

三、实验题：本题共 2 小题，每空 2 分，共 14 分。

11．（6 分）在用电火花计时器（或电磁打点计时器）研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D 等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为              s．用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm．由此可知，纸带做   运动（选填“匀加速”或“匀减速”），打 C 点时纸带的速度大小为     m/s,物体运动的加速度为     m/s2.（计算结果均保留两位有效数字）

12．（8 分）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户，某实验小组要对市场上出售的某品牌纯净水质量进行检测。电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，电导率是电阻率的倒数。该小组查阅国家2020版药典标准得知：合格纯净水的电导率 2S/cm ，为方便检测，实验小组把电导率换算为电阻率，即合格标准为电阻率 5103 Ωm 。为测量该纯净水的电阻，将水样装入一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器内，容器两端用圆片状金属电极密封。测得该容器两电极间长度为 5.0cm，圆柱内径圆面积为 1.0cm2。除待测水样 Rx 外， 实验室还提供如下器材：

1. 电流表 A1（量程 0~1mA，内阻为 15Ω）
2. 电流表 A2（量程 0~300μA，内阻约为 100Ω）
3. 电压表 V1（量程 0~3V，内阻为 5kΩ））
4. 电压表 V2（量程 0~15V，内阻约为 20kΩ）
5. 滑动变阻器 R1，阻值范围 0~20Ω，允许的最大电流 2A
6. 滑动变阻器 R2，阻值范围 0~1kΩ，允许的最大电流 0.5A
7. 定值电阻 R3=5 kΩ
8. 电源 E（电动势为 6V，内阻 r 约 2Ω） I.开关和导线若干；

（1） 由于不知道容器内水样的电阻，该小组采用试触法确定电路的连接，如图甲，将电压表的不固定接头分别与 b、c 接触，观察电压表和电流表指针偏转情况，发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，则应将电压表接头接在                  （选填“b”或“c”）点。同时根据电表示数粗略估算水样电阻 Rx 约为 30kΩ；

（2）
为了多测几组数据，并且尽量精确测量水样电阻 Rx，请在答题纸方框内画出实验电路原理图，并标明所选用器材；

（3）将实验中测得的多组电压表和电流表的示数，在 U-I 坐标系中描点连线，得到图线如图，根据图线可得水样的电阻值 Rx=                     Ω（保留 2 位有效数字）；

（4）根据题中有关数据，请你判断该水样是否合格？      （选填“是”或“否”）。

四、解答题：本题共 3 小题，共 40 分

13．（12 分）如图甲所示，一水平放置的线圈，匝数 n=100 匝，横截面积 S=0.2m2，电阻 r=1Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度 B1 随时间t 的变化关系如图乙所示.线圈与足够长的竖直光滑导轨 MN、PQ 连接，导轨间距 L=20cm，导体棒 ab 与导轨始终接触良好，导体棒 ab 的电阻 R=4Ω，质量 m=5g，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度 B2=0.5T， t=0 时刻，导体棒由静止释放， g 取10 m / s2 ，求：

（1） t  0 时刻，线圈内产生的感应电动势大小；

（2） t  0 时刻，导体棒 ab 两端的电压和导体棒的加速度大小；

（3）导体棒 ab 达到稳定状态时，导体棒重力的瞬时功率.

14．（16 分）如图所示，在一个倾角为 37 的足够长的固定斜面上，由静止释放一个长度为 L=5m 的木板，木板与斜面之间的动摩擦因数   1 0.4 。当长木板沿斜面向下运动的速度达到v0   9.6m/s 时，在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块，小煤块与木板之间的动摩擦因数  2   0.2 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小g 10m / s2 ，sin 37 0.6 ， cos 37  0.8 ，结果可用根号表示。求：

(1)            刚放上小煤块时，长木板的加速度 a1 的大小和煤块的加速度 a2 的大小；

(2)   小煤块从木板哪一端离开？煤块从放上到离开木板所需时间t 是多少？

（12 分）[选修 3-3]

（1）（4 分）氢气热气球升到高空（温度随高度的增加而降低）后会破裂，氢气热气球上升过程中（破裂之前）， 氢气热气球内的氢气对外      （选填“做正功”“不做功”或“做负功”），氢气热气球内氢气的内能               （选填“增加”、“不变”或“减少”）。

（2）（8 分）为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量为 m=2kg 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为 S=lcm2。当汽缸内温度为 300K 时，活塞与汽缸底间距为 L，活塞上部距活塞处有一用轻质绳悬挂的

重物 M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已知室外空气压强 p0=1.0×105Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略。求：

(ⅰ)当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度为多少？

(ⅱ)若锅炉外壁的安全温度为 1200K，那么重物的质量应是多少？

2020 学年第二学期期末三校联考

高二物理问卷

参考答案

一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。

8. ABD    9. BD    10. BC

三、实验题：本题共 2 小题，每空 2 分，共 14 分。

11. 解：按打点先后顺序每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s，
根据匀变速直线运动有△x=aT2，
将T=0.1s，△x=0.4cm=0.004m代入解得：a=0.4m/s2。
利用匀变速直线运动的推论得：
vC==×10−2=0.25m/s
故答案为：0.4；0.25。

12. （1）c；（2）电路图如图所示；

（3）2.5×104Ω；（4）否。

13. 解：（1）由图乙可知，线圈内磁感应强度变化率：

＝0.1T/s
由法拉第电磁感应定律可知：E1＝n＝n＝2V；
（2）t=0时，回路中电流为：I＝＝0.4A
导体棒ab两端的电压为：U=IR=1.6V；
设此时导体棒的加速度为a，则由：mg-B2Il=ma
得：a＝g−＝2m/s2；
（3）当导体棒ab达到稳定状态时，满足：mg=B2I'l，
根据闭合电路的欧姆定律可得：I′＝
代入数据解得：v=5m/s
此时，导体棒所受重力的瞬时功率为：
P=mgv=0.25W。
答：（1）t=0时，线圈内产生的感应电动势太小为2V；
（2）t=0时，导体棒ab两端的电压和导体棒的加速度大小为2m/s2；
（3）导体棒ab到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率为0.25W。

14. 解：（1）刚放上小煤块时，长木板的速度大于煤块的速度，对长木板分析，由牛顿第二定律可知mgsin37°-μ1•2mgcos37°-μ2mgcos37°=ma1，解得a1＝−2m/s2
煤块的加速度为a2，则mgsin37°+μ2mgcos37°=ma2，解得a2＝7.6m/s2
（2）木板上放上煤块后，木板做减速运动，煤块做加速运动，两者达到共同速度时，

     v=v0+a1t1=a2t1，解得t1=1s，v=7.6m/s，

在1s内，木板下滑的位移为

x1＝v0t+＝9.6×1−×2×12m=8.6m，

煤块下滑的位移

x2＝＝×7.6×12m＝3.8m，

发生的相对位移为△x=x1-x2=4.8m
此后煤块的速度大于木板的速度，煤块的加速度为a3，则mgsin37°-μ2mgcos37°=ma3，解得    a3＝4.4m/s2
木板的加速度为a4，则mgsin37°+μ2mgcos37°-μ1•2mgcos37°=ma4，

解得    a4=1.2m/s

两者分别向下做匀加速运动，由于煤块的加速度大于木板的，故最终煤块从木板的下端离开，设从达到共同速度到离开木板的时间为t2，则
木板   x3=vt2+

煤块   x4＝vt2+

x4-x3=△x
联立解得t2＝s
煤块从放上到离开木板所需时间t=t1+t2＝（1+）s
答：（1）刚放上小煤块时，长木板的加速度a1的大小和煤块的加速度a2的大小分别为2m/s2和7.6m/s2；
（2）小煤块从木板下端离开，煤块从放上到离开木板所需时间t是（1+）s

[选修 3-3]

（1）做正功；减少

（2）
解：（ⅰ）活塞上升过程为等压变化，则先后体积分别为：
        V1=LS
        V2=LS
    根据盖吕萨克定律列式有：
      ＝
   解得：T2=450K
（ⅱ）活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程，设重物质量为M，则可知前后压强为：
   p2S=p0S+mg
   p3S=p0S+（m+M）g
根据查理定律可得：
＝
解得：M=5kg
答：（ⅰ）当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为450K；
（ⅱ）若锅炉外壁的安全温度为1200K，那么重物的质量应是5kg。