2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题10 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10 解析版，共17页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上；，核反应方程等内容，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．某种热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小，可以利用这种特性来测量环境温度。在下面的四个电路中，电源电动势一定，内阻不计，Rt表示热敏电阻，R0表示定值电阻。若希望在温度升高时，电路中的电压表或电流表示数减小，则下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，A、B两个质量相同的小球用不可伸长的轻绳悬于O点，在同一水平面内做匀速圆周运动，A的圆周半径大于B的圆周半径。则（ ）
A．A受绳的拉力等于B受绳的拉力
B．A的向心力等于B的向心力
C．A的线速度大于B的线速度
D．A的角速度大于B的角速度
3．在学习物理的过程中，除了学习必要的知识外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在“探究求合力的方法”的实验中采用
A．微元法B．控制变量法C．理想模型法D．等效替代法
4．如图，将一轻质弹簧竖直固定在水平桌面上，把小球轻放在弹簧的上端，小球从静止开始向下运动，直至将弹簧压缩至最短。在压缩弹簧的整个过程中，能表示小球加速度a与其下落高度h间关系的图是（设弹簧始终处于弹性限度内）（ ）
A．B．
C．D．
5．把自由落体运动下落的总距离分成长度相等的三段按从上到下的顺序，经过这三段路程的平均速度的比是（ ）.
A．1：3：5B．1：4：9C．D．
6．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为近地卫星，C为地球同步卫星．根据以上信息可知，下列说法正确的是( )

A．卫星B的线速度大于卫星C的线速度
B．卫星C围绕地心转动一圈所需要的时间比物体A随地球转过一周的时间短
C．近地卫星B受到的地球的引力一定大于地球同步卫星C受到的引力
D．近地卫星B的加速度等于物体A的加速度
7．如图所示，固定斜面倾角为 θ，整个斜面分为 AB、BC 两段，AB＝3BC。小物块 P（可视为质点）与 AB、BC 两段斜面间的动摩擦因数分别为 μ1、μ2。已知 P 由静止开始从 A 点释放，恰好能滑动到 C 点停止，那么 θ、μ1、μ2 间应满足的关系是（ ）
A．B．
C．D．
8．核反应方程：①②③；下列判断正确的是（ ）
A．方程①属于α衰变B．方程②属于人工转变
C．方程③属于重核裂变D．方程③是查德威克发现中子的核反应
9．如图甲所示，abcd边长为20 cm、总电阻为0.2的正方形闭合导线框，固定在与线圈平面垂直的匀强磁场中。磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，取垂直纸面向里为正。下列说法正确的是
A．t=0时，线框a、b两点间电压为0.04V
B．t=1s时，线框中产生的感应电流为0.2 A，方向为 adcba
C．t=2.5s时，线框中a、d两点间电压为0.06 V
D．在5 s~6 s内，通过线框某横截面的电荷量为0.4C
10．如图甲所示，理想变压器的原线圈输入电压如图乙所示的交流电，电路中电阻R=10Ω，M是标有“10V、10W”的电动机，其绕线电阻r=1Ω，电动机正常工作。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比是11：1
B．电流表示数是11A
C．电动机的输出功率为9W
D．变压器的输入功率为20W
11．如图所示，垂直纸面放置的两根固定长直导线a和b中通有大小相等的稳恒直流电流I，在a`、b连线的中垂线上放置另一段可自由运动的直导线c，当c中通以如图所示的直流电流时，结果c不受磁场力，则a、b中电流方向可能是（ ）
A．a中电流向里，b中电流向里B．a中电流向外，b中电流向外
C．a中电流向里，b中电流向外D．a中电流向外，b中电流向里
12．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是（ ）
A．液滴将向上加速运动
B．M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小
C．M点的电场强度变小了
D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功前种情况大
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．如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.8 m/s2）
(1)选出一条清晰的纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图乙所示的图线，图线的斜率近似等于________。
A．19.6 B．9.8 C．4.90
图线未过原点O的原因是____________________。
14．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，U形导体框架宽L=1m，与水平面成α=30°角倾斜放置在匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，垂直框面向上。在框架上垂直框边放有一根质量m=0.2kg、有效电阻R=0.1Ω的导体棒ab，从静止起沿框架无摩擦下滑，设框架电阻不计，框边有足够长，取g=10m/s2，求：ab棒下滑的最大速度vm；
16．在地面上方某一点分别以和的初速度先后竖直向上抛出两个小球（可视为质点），第二个小球抛出后经过时间与第一个小球相遇，要求相遇地点在抛出点或抛出点以上，改变两球抛出的时间间隔，便可以改变值，试求
（1）若，的最大值
（2）若，的最大值
17．带电粒子一般没有通常意义上的容器可装，而是由磁场约束带电粒子运动将其束缚在某个区域内．如图甲所示，圆盒为电子发射器，厚度为h，M处是电子出射口，它是宽度为、长为圆盒厚度h的狭缝．其正视截面如图乙所示，D为绝缘外壳，整个装置处于真空中，半径为a的金属圆柱A可沿半径向外均匀发射速率为v的低能电子，与A同轴放置的金属网C的半径为b=5a，不需要电子射出时，可用磁场将电子封闭在金属网以内；若需要低能电子射出时，可撤去磁场，让电子直接射出；若需要高能电子时，可撤去磁场，并在A、C间加一径向电场， 使其加速后射出．不考虑A、C的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用，忽略电子所受重力和相对论效应，已知电子质量为m，电荷量大小为e．
（1）若需要速度为9v的电子通过金属网C发射出来，在A、C间所加电压U应多大？
（2）若A、C间不加电压，要使由A发射的电子不从金属网C射出，可在金属网内环形区域加垂直于圆盒平面向里的匀强磁场，求所加磁场磁感应强度的最小值B；
（3）若在C、A间不加磁场，也不加径向电场时，检测到电子从M射出形成的电流为I，忽略电子碰撞到C、D上的反射效应和金属网对电子的吸收，以及金属网C与绝缘壳D间的距离，求圆柱体A发射电子的功率P．
四、选修（本题共12分，选修3-3）
18．如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气，倒扣在水中．测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起．设整个过程中呼出气体的温度保持不变．
（1）呼出气体的分子热运动的平均动能________(填“增大”、“减小”或“不变”)
（2）设圆筒A的横截面积为S，大气压强为p0，水的密度为ρ，筒底浮出水面的高度为h，筒内外水面的高度差为Δh，求被测者的“肺活量”
参考答案
1．C
【详解】
A．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，流过电流表的电流增加，A错误；
B．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，总电流强度增加，内电电压升高，路端电压降低，流过R0的电流减小，因此流过电流表的电流强度增加，B错误；
C．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，内电压及R0两端的电压都增加，Rt两端的电压降低，电压表测量的是热敏电阻Rt两端的电压，因此电压表的示数减小，C正确；
D．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，内电压及R0两端的电压都增加，电压表测量的是R0两端的电压升高，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．在竖直方向上，小球处于平衡状态，根据
Tcsθ=mg
得

由于A绳与竖直方向的夹角大于B绳与竖直方向的夹角，可知A绳的拉力大于B绳的拉力，故A错误。
B．小球做圆周运动的向心力由合力提供，则
Fn=mgtanθ
A绳与竖直方向的夹角大于B绳与竖直方向的夹角，可知A的向心力大于B的向心力，故B错误。
CD．根据
得

两球在同一水平面内做圆周运动，h相同，则角速度相等，A绳与竖直方向的夹角大于B绳与竖直方向的夹角，可知A的线速度大于B的线速度，故C正确，D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
合力与分力的关系为等效替代的关系，所以在“探究求合力的方法”的实验中采用了等效替代法，故ABC错误，D正确；
故选D。
4．B
【详解】
当小球和弹簧接触时，根据牛顿第二定律得
mg-kh=ma
所以

根据数学知识可知，选项B正确，ACD错误。
故选B。
5．D
【详解】
自由落体运动，根据位移时间公式，前一段位移：h＝gt12；前两段位移：h＝gt22，前三段位移：h＝gt32，解得：
故通过第一段位移、第二段位移、第三段位移的时间之比为1：（﹣1）：（﹣），故通过第一段位移、第二段位移、第三段位移的平均速度之比为：
1：（+1）：（+ ）
A．1：3：5。故A不符合题意。
B．1：4：9。故B不符合题意。
C．。故C不符合题意。
D．。故D符合题意。
6．A
【解析】近地卫星B和地球同步卫星C有共同的受力特点，即所受到的万有引力提供向心力，有 GMmr2=mv2r得v=GMr，所以卫星B的线速度大于卫星C的线速度，故A正确。地球同步卫星C的周期与地球自转周期相等，则卫星C的周期与物体A围绕地心转动一圈所需要的时间相等，故B错误。卫星受到的万有引力由地球的质量、卫星的质量及卫星与地球之间的距离决定，近地卫星B受到的地球的引力不一定大于地球同步卫星C受到的引力，故C错误。A与C的角速度相等，由a=ω2r知，C的加速度大于A的加速度。对于B、C，由GMmr2=ma得 a=GMr2，可知B的加速度大于C的加速度，所以近地卫星B的加速度大于物体A的加速度。故D错误。故选A。
点睛：本题涉及到两种物理模型，即A、C共轴转动的周期相等，B、C同为卫星，其动力学原理相同，要两两分开比较．
7．C
【详解】
设AC长为4s，从A到C由动能定理可得
整理得
C正确。
故选C。
8．B
【详解】
A．方程①是卢瑟福发现质子的人工核转变，故A错误；
B．方程②是查德威克发现中子的人工核转变，故B正确；
CD．方程③质量数较小的和转化为质量较大的核，属于轻核聚变，不是人工核反应，也不是查德威克发现中子的核反应，故CD错误。
故选B。
9．BD
【详解】
A．由公式
知，时线框产生的电动势为0.04V，线框a、b两点间电压为0.01V，选项A错误；
B．s时，由闭合电路的欧姆定律：
，
解得
A，
由楞次定律可得，感应电流的方向为adcba，选项B正确；
C．s时，电动势为
V，
则线框a、d两点间电压为0.02V，选项C错误；
D．由电量公式
可得，在5s~6s内通过线框某横截面的电荷量为0.4C，选项D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】
A．由图乙可知输入电压U1=100V，电动机正常工作则输出电压U2=10V，所以
A错误；
B．电流表示数为通过电阻的电流与电动机的电流之和，即
B错误；
C．电动机机的输出功率为
C正确；
D．变压器的输入功率等于输出功率为
D正确。
故选CD。
11．CD
【详解】
导线a和b的磁感线都是同心圆．根据题意可知，当c中通以电流I1时，c并未发生运动，则说明直线c处的磁场与导线平行，而对c上半段，a导线的磁感应强度与b导线的磁感应强度的叠加，与导线c平行，根据右手螺旋定则，则有a、b中的电流方向相反；同理也可以分析出c下半段，a导线的磁感应强度与b导线的磁感应强度的叠加，与导线c平行，根据右手螺旋定则，则有a、b中的电流方向相反；故CD正确；AB错误；故选CD．
12．AB
【详解】
AC．液滴受力平衡，故电场力向上，液滴带负电；电容器两端的电压不变，a板下移时，两板间的距离减小，则由
U=Ed
可知，E增大；则粒子受到的电场力增大，故液滴将向上加速运动，故A正确，C错误；
B．下极板接地，则M点的电势等于M与b之间的电势差，因E增大，d不变，故液滴处的电势增大；因带电液滴带负电，故电势能将减小，故B正确；
D．因两板间的电势差不变，故前后两种状态下移动电荷时，电场力做功相同，故D错误。
故选AB。
13．1.85 1.67 B 先释放了纸带，再合上打点计时器的开关
【详解】
(1)[1]当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.8×18.90×10－2J≈1.85 J
[2]打B点时重锤的速度
m/s≈1.83m/s
此时重锤的动能增加量
(2)[3]由机械能守恒定有
可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g，故选B；
[4]由图线可知，h=0时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关。
14．B E 4350 Ω 2.5U+Ir
【详解】
（1）因电源的电压约为7.5V，如果采用30V的电压表，则量程过大，误差太大，因此电压表量程只能选择B（3V量程），由于小于电动势，故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程，并且至少应扩大到7.5V，则根据改装原理可知：，解得：，故电阻箱应选择E，实验中电阻箱阻值可以调节为；
（2）由（1）的分析可知，本实验应采用电压表的改装进行测量，同时为了减小实验误差，电流表采用相对电源的外接法，如图所示
（3）由闭合电路欧姆定律可得：.
【点睛】
根据电压表量程可明确能否满足实验要求，再根据改装原理选择电阻；根据实验原理确定对应的原理图；根据改装原理可明确路端电压以及电流表达式，再根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式．
15．2.5 m/s
【详解】
当金属棒的速度最大时，加速度为零，此时安培力与重力沿斜面向下的分量相等，即
其中
F安=BIL
联立解得
vm=2.5m/s
16．（1）（2）
【解析】
试题分析：（1）若，取最大值时，应该在抛出点处相遇
，则最大值
（2）若，取最大值时，应该在第一个小球的上抛最高点相遇
，
解得，分析可知，所以舍去
最大值
考点：考查了匀变速直线运动规律的应用
【名师点睛】本题的解题是判断并确定出△t取得最大的条件，也可以运用函数法求极值分析．
17．(1) (2) (3)
【详解】
(1)对电子，由动能定理得：
解得：
(2)A发射的电子恰好不从金属网C射出时，其运动轨迹如图所示：
电子在C、A间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切时，对应的磁感应强度为B．由几何知识得：
解得：
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：
故最小磁感应强度为：
(3)由电流定义式：
时间t内由M口射出的电子数：
时间t从M单位面积射出的电子数：
时间t内从A中发射的电子数：
圆柱体A发射电子的功率为：
18．(1)不变 (2)
【详解】
（1）整个过程中呼出气体的温度保持不变，故呼出气体的分子热运动的平均动能不变；
（2）呼出气体的初始压强为p0，体积为V0；末状态的压强为：P=（p0+ρg•△h），
体积为：V=（h+△h）S；
根据玻意耳定律，有：p0V0=（p0+ρg•△h）（h+△h）S；
解得：V0=(1+)(h+△h)S