2021-2022学年安徽省合肥市庐江县高二上学期期末检测物理试题含解析

这是一份2021-2022学年安徽省合肥市庐江县高二上学期期末检测物理试题含解析，共23页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
满分100分，时间90分钟
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，1—7为单选题，8—10为多选题，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. 下列说法正确的是（ ）
A. 红外线可以用于卫星通信、电视等的信号传输
B. 电磁波具有能量，是一种物质，电磁波传播时需要介质
C. 普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
D. 大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，能发射出连续光谱
【答案】C
【解析】
【详解】A．红外线可以用于短距离的信号传输，不可用于卫星通信、电视等的信号传输，故A错误；
B．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式，电磁波传播时不需要介质，故B错误；
C．普朗克第一次提出了能量量子化理论，解释了黑体辐射现象，故C正确；
D．大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光的频率大小由能级差决定，即只能发射某些特定频率的光，故D错误。
故选C。
2. 如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化．据此可正确解答本题．
详解】A、由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，故A错误．
B、由图知，闭合回路的面积增大，磁通量增加，将产生感应电流．故B正确．
C、根据安培定则知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，且保持不变，所以不产生感应电流，故C错误．
D、线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故D错误．
故选B．
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 静电平衡的导体内部电势一定为零
B. 电势降低最快的方向就是电场强度的方向
C. 通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
D. 根据麦克斯韦的电磁场理论有：在电场的周围一定存在着由该电场产生的磁场
【答案】B
【解析】
【详解】A．静电平衡的导体为等势体，电势是一个相对概念，零电势的选取是人为的，为了方便研究，一般选取无穷远处与地面为零电势点，且导体中任意两点的电势差为0，故A错误；
B．沿着电场线方向，电势降低，则电势降低最快的方向就是电场强度的方向，故B正确；
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线与磁场线平行，故C错误；
D．稳定的电场周围不能产生磁场，变化的电场周围存在着由该电场产生的磁场，故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. A、两点电场强度方向不相同
B. 该负电荷在A点受到电场力小于它在点受到的电场力
C. A点电势比点电势低
D. 该负电荷在A点的电势能小于它在点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A．A、B是某电场中一条电场线上的两点，故电场线方向与场强方向相同，故A错误；
B．图像的斜率表示加速度方向，斜率表示加速度方向，一个负电荷仅在静电力的作用下从A点运动到B点，则从A点运动到B点的电场力减小，故B错误；
CD．从A点运动到B点，由于负电荷做加速运动，电场力做正功，负电荷的电势能减小，负电荷逆着电场线运动，电势升高，即A点电势比点电势低，故C正确，D错误。
故选C。
5. 近年来，人工智能技术的快速发展给我们的生活带来了巨大变化，如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为。则机器人（ ）
A. 额定工作电流为20AB. 充满电后最长工作时间为2h
C. 电池充满电后总电量为D. 以额定电流工作时每分钟消耗能量为48J
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可知，额定电流为
故A错误；
B．机器人的锂电池容量为，即当额定电流下正常工作时，能够工作最长时间为
，故B错误；
C．电池充满电后总电量
故C正确；
D．以额定电流工作时，机器人额定功率为48W，则每分钟消耗能量为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向外。如果，且每根通电直导线单独存在时，点的磁感应强度大小都是，则三根平行直导线同时存在时点的磁感应强度的大小和方向（ ）
A. 大小为，方向向左B. 大小为，方向向右
C. 大小为，方向向上D. 大小为，方向向下
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，由右手螺旋定则可知，3根导线在点产生的磁场，如图所示
可知，三根平行直导线同时存在时点的磁感应强度大小为，方向向左。
故选A。
7. 如图所示，质量为的物体沿倾角为的粗糙斜面由静止开始加速下滑，质量为的斜面始终处于静止，物体经过时间滑至斜面底端且速度为，则物体下滑过程中（ ）
A. 物体受重力的冲量大小为
B. 斜面对物体支持力的冲量为零
C. 地面对斜面支持力的冲量大小为
D. 物体受斜面摩擦力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式可得，物体受重力的冲量大小为
故A错误；
B．根据题意，由公式可得，斜面对物体支持力的冲量大小为
故B错误；
D．根据题意，设物体受斜面摩擦力为，由动量定理有
解得
故D正确；
C．根据题意，对斜面受力分析，如图所示
竖直方向上，由平衡条件可得
则地面对斜面支持力的冲量大小为
故C错误。
故选D。
8. 指纹识别传感器在日常生活中应用十分广泛，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据．根据文中信息，下列说法正确的是
A. 在峪处形成的电容器电容较小B. 充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大
C. 在峪处形成的电容器放电较慢D. 湿的手指头对指纹识别绝对没有影响
【答案】AB
【解析】
【分析】根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短；
【详解】A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A正确；
BC．由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹峪(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故B正确，C错误；
D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误；
故选AB．
9. 如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，为电容器，和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），为理想电流表，为灵敏电流计，已知。当开关闭合且电路稳定后，在逐渐增大对的光照强度的过程中（ ）
A. 表的示数变大B. 电源的输出功率变大
C. 电源内部消耗的热功率变小D. 表中有从至的电流
【答案】ABD
【解析】
【详解】逐渐增大对的光照强度的过程中，的阻值逐渐减小，则电路中的总电阻减小
A．由闭合回路欧姆定律可知，由于电路中的总电阻减小，则电路中的总电流增大，即表的示数变大，故A正确；
B．由于,结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻减小时，外电阻与内电阻逐渐接近，电源的输出功率增大，故B正确；
C．根据公式可知，由于通过电源的电流增大，则电源内部消耗的热功率增大，故C错误；
D．由于电路中总电流增大，r与R1的电压增大，则并联部分的电压变小，即电容器两端电压减小，电容器处于放电过程，表中有从至的电流，故D正确。
故选ABD。
10. 一长为且不可伸长的绝缘细线一端固定在点，另一端拴一质量为、带电荷量为的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。用外力使小球静止在A点，细线伸直且平行于电场线，撤去外力后小球由静止开始沿圆弧摆动，当细线转过角时，小球到达B点，速度恰好为零，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的场强大小
B. A、B两点间的电势差
C. 小球到达点时，细线对小球的拉力大小
D. 小球向下摆动过程中的最大速度
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．小球由A到B的过程中，由动能定理可得
解得
由
可得电场强度大小为
故AB错误；
C．小球在A与B之间来回摆动，根据对称性可知，B处绳子的拉力与A处绳子的拉力大小相等，在A处时，由水平方向平衡可知
故C正确；
D．小球在A与B之间来回摆动，根据对称性可知，在绳子与水平方向夹角为时，速度最大，则从A到速度最大的位置时，根据动能定理可知
其中
解得
故D正确。
故选CD。
二、实验题（共2小题，共计16分。）
11. 如图甲，某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后，该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示。图中小球半径均相同、质量均已知，且，、两点在同一水平线上。
（1）若采用图甲所示的装置，实验中还必须测量的物理量是__________________；
（2）若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为___________[用（1）中测量的量表示]；
（3）（多选）若采用图乙所示的装置，下列说法正确的是____________。
A．必需测量、和的距离
B．必需测量、和的距离
C．若则表明此碰撞动量守恒
D．若则表明此碰撞动量守恒
【答案】 ①. 、和的距离 ②. ③. BC##CB
【解析】
【详解】（1）[1]如果采用图甲的装置，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，实际需要测量的是、和的距离。
（2）[2]若两球相碰前后的动量守恒，则根据动量守恒定律可得
其中由于竖直方向做自由落体运动，且竖直高度相同，则运动时间相同，故
故表达式写为
（3）[3]AB．若采用图乙所示的装置，利用水平距离相等，根据下落的高度可以确定飞行时间，从而根据高度表示对应的水平速度，从而确定动量是否守恒，故不需要测量、、和的距离，必需测量、和的距离，故A错误，B正确；
C．小球碰撞后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P，两球相碰后，落点分别为M和N，根据动量守恒定律有
而速度为
根据
解得
则
代入表达式整理得
故C正确，D错误。
故选BC。
12. 某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5A，实验室提供的器材如下：电压表(量程0〜3V，内阻约3kΩ)；电阻箱(阻值范围0〜999.9Ω)；开关、导线若干．
(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路__________．
(2)实验时，改变电阻箱R值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据．根据实验数据绘出如图丙所示的图线，由图像得出电池组的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω．(保留三位有效数字)
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是 （ ）
A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
【答案】 ①. 如图所示：
②. 2.86(2.85～2.87均可) ③. 6.07(6.06～6.08均可) ④. CD
【解析】
【详解】 (1)如图所示：
(2)根据闭合电路欧姆定律：则 ，所以图象的纵截距：，解得：，斜率为：，解得：
(3)A：电压表分流作用引起的是系统误差，故A项错误．
B：读数引起的是偶然误差，故B项错误．
C：图像法可以减小偶然误差，故C项正确．
D：电压表的电阻计算在内可以减小系统误差，故D项正确．
点睛：图象法处理数据时，要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式．结合图象的截距、斜率等求解．
三、计算题（共44分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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）
13. 如图所示，匀强电场电场线与平行，把带电荷量为的正电荷从A点移到B点，静电力做功。已知长5cm求：
（1）A、B两间电势差；
（2）电场强度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据
可知
（2）由匀强电场的电场强度公式可得
14. 一辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数如表所示。质量的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重力的倍，。取。求：
（1）此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率；
（2）仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速率；
（3）仅在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速时，人骑车的加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题表可知，电动机的额定电压为
额定电流为
所以电动机正常工作时的输入功率为
电动机的输出功率为
所以电动机的效率为
（2）设车的质量为，则车行驶时所受阻力为
当达到最大速度时，应有
所以最大速度
（3）当车速为时，牵引力
设此时车的加速度大小为，根据牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示，为光滑的轨道，其中是水平的，是竖直平面内的半圆，与相切于点，且半径，质量的滑块静止在水平轨道上，另一质量的滑块（、均可视为质点）以速度向左运动并与滑块发生弹性正碰，重力加速度取，不计一切阻力。求：
（1）滑块、碰后滑块速度大小；
（2）滑块到达半圆轨道的最高点时对轨道的压力。
【答案】（1）；（2），方向向上
【解析】
【详解】（1）根据题意，设与碰撞后，与的速度分别为、，碰撞前的速度为，与发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律
以上代入数据解得
（2）根据题意可知，设滑块恰过点时速度为，由牛顿第二定律有
得
若滑块能到达点时，设速度为，则从到由动能定理得
以上联立并代入数据解得
可知
所以滑块能过点，滑块在点时由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得对轨道压力为，方向向上。
16. 如图所示，在竖直平面内有两平行金属板、正对着并水平放置，两板间有竖直方向的匀强电场，板长为、板间距离为，板接地，质量为、电荷量为的带电小球自点以某一速度平抛，点与两板中心轴线在同一竖直平面内，小球恰从板左端射入电场，其中点离板竖直距离为，离板左端水平距离为，重力加速度为，求：
（1）小球从点平抛初速度大小；
（2）若小球恰好从板右端飞出电场，则板的电势；
（3）若小球恰好从板右端飞出电场，则小球飞出时动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设小球从点至板左端平抛初速度大小为，时间为，则有
得
（2）根据题意可知，小球在水平方向上做匀速运动，则小球在金属板间运动时间与平抛运动时间相等为
取竖直向下为正方向，设小球在金属板间加速度为，则有
解得
可知，电场强度方向为竖直向上，设大小为，由牛顿第二定律有
解得
由公式可得
又有
可得
（3）同理可知，小球在金属板间运动时间与平抛运动时间相等为
设小球在金属板间加速度竖直向下、大小为，有
解得
则电场强度方向竖直向下，设大小为，由牛顿第二定律有
解得
小球从开始运动到从板右端飞出电场过程中，由动能定理有
解得
规格
后轮驱动直流永磁体电动机
车型
电动自行车
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
40V
最大载重
120kg
额定电流
3.5A