2021北海高二下学期期末物理试题含答案

北海市2021年春季学期期末教学质量检测

高二物理

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，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．娱乐场中小朋友从滑梯上方由静止下滑到底端的过程，重力做功大小为，克服摩擦阻力做功大小为，动能变化量大小为（），则下列关系一定成立的是（    ）．

A．   B．  C．  D．

2．如图所示，、两点在同一竖直线上，点在点上方，在点以水平速度抛出一个小球，从点以水平速度抛出另一个小球，结果两球能在空中相遇，则下列判断正确的是（    ）．

A．两球同时抛出       B．点的球先抛出

C．        D．

3．如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子．则下列说法正确的是（    ）．

A．跃迁时共发出4种频率的光

B．跃迁时共发出12种频率的光

C．从能级跃进至能级，辐射出的光频率最大

D．从能级跃进至能级，辐射出的光波长最大

4．、两颗卫星均绕地球做圆周运动，是高轨道卫星，是低轨道卫星，则下列判断正确的是（    ）．

A．受到的地球引力小于受到的地球引力   B．的速度变化比的速度变化慢

C．的机械能大于的机械能      D．的动能小于b的动能

5．一细绳穿过一光滑、固定的竖直细管，两端分别拴着质量为和的小球和．当小球绕着中心轴匀速转动时，球摆开某一角度，此时球到上管口的绳长为，如图所示．细管的半径可以忽略，重力加速度为．则下列说法正确的是（    ）．

A．球匀速圆周运动的向心力大小为

B．球运动的周期为

C．若球角速度加倍，则球应下降

D．若球角速度加倍，球的向心加速度也加倍

6．如图所示，三角形为等腰三角形，处在匀强电场中，电场线与三角形平面平行，，、、三点的电势分别为、、，长为，则匀强电场的电场强度（    ）．

A．大小为，方向与平行  B．大小为，方向与平行

C．大小为，方向与平行  D．大小为，方向与平行

7．甲、乙两车在一平直路面上做匀变速直线运动，其速度与时间的关系图象如图．时刻，乙车在甲车前方处．则下列说法正确的是（    ）．

A．时刻，甲车刚好追上乙车

B．时刻，甲车刚好追上乙车

C．乙车的加速度大小大于甲车的加速度大小

D．过程中甲、乙两车之间的距离先减小后增大

8．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道与水平面成角倾斜放置，导轨间距为，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场．一质量为的金属杆垂直导轨放置，当金属杆中通有从到的恒定电流时，金属杆刚好静止，则（    ）．

A．磁场方向垂直导轨平面向上

B．磁感应强度的大小等于

C．金属杆所受安培力的大小等于

D．金属杆所受安培力的方向平行导轨向上

9．如图所示，一匝数为、边长为的正方形线框置于水平向右的匀强磁场中，外电路通过电刷与正方形线框相连，已知磁场的磁感应强度为，外接电阻的阻值为、线框的电阻为．现让线框由图示位置以恒定的角速度沿图示方向匀速转动．则下列说法正确的是（    ）．

A．线框由图示位置转过180°时，流过定值电阻的电流方向由下向上

B．图示位置，电压表的示数为0

C．在的时间内，定值电阻上产生的焦耳热为

D．线框由图示位置转过90°的过程中，流过定值电阻的电荷量为

10．如图甲所示，导体棒置于水平导轨上，所围的面积为，之间有阻值为的电阻，不计R导轨和导体棒的电阻，规定磁感应强度的方向竖直向上为正．在时间内，磁感应强度的变化情况如甲图乙所示，导体棒始终处于静止状态．则下列说法正确的是（    ）．

A．在和时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同

B．在时间内，穿过导体棒的电流方向为由到

C．在时间内，通过电阻的电流大小为

D．在时间内，通过电阻的电荷量为

二、实验题（本题共2小题，共15分）

11．某同学为了验证平行四边形定则，进行了如下的操作：

①将白纸用四个图钉固定在长木板上，并将长木板置于水平的桌面上；

②用两个完全相同的弹簧测力计拉橡皮筋，使结点到达图中的点，如图甲，同时记录两拉力的方向和弹簧测力计的读数、；

③改用一个弹簧测力计拉橡皮筋，使结点仍到达图中点，如图乙，同时记录拉力的方向和弹簧测力计的读数；

④在白纸上用尺子和笔作图，作出与的合力．

根据你的经验回答下列问题：

（1）关于对实验的操作下列说法正确的是______．

A．实验时应选用弹性好的橡皮筋，弹簧测力计的读数适当大些

B．用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，两细绳套的夹角必须大于90°

C．实验时，没有必要保证弹簧测力计必须与木板平行，但读数时一定要正视弹簧测力计

D．记录弹簧测力计的方向时，应在细绳上找出间隔较远的两点

（2）______（填“”或“”）一定与在同一条直线上；

（3本实验涉及到的物理方法是______．

A．控制变量法  B．等效替代法  C．倍增法  D．理想实验法

12．某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验．

（1）如图甲所示，先用多用电表“”挡粗测其电阻______，然后用图乙的螺旋测微器测其直径______，再用毫米刻度尺测其长度为．

（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电压表（量程，内阻约为；量程，内阻约为）

B．电流表（量程，内阻约为；量程，内阻约为）

C．滑动变阻器（，）

D．滑动变阻器（，）

E．的干电池两节，内阻不能忽略

F．电阻箱

G．开关，导线若干

为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用______（填“”或“”）

（3）请在方框内设计最合理的电路图．

（4）通过移动滑动变阻器测得多组电压和电流的值，并以为纵轴、为横轴建立

图象，作出一条过原点的倾斜直线，若斜率大小为，则该金属丝电阻率______（用题中相关字母表示）．

三、计算题（本题共45分．其中13～14为必做题，15～16为选考题，请从第15、16题中任选题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．作答时应写出必要的文字说明方程式和重要的演算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，一足够长倾角为的斜面固定在水平地面上，有一可看成质点质量为的滑块在斜面上的点静止，滑块与斜面的动摩擦因数处处相等且为．另一质量为的滑块（下表面光滑）从离点距离为且在点上方的点由静止下滑，之后两滑块发生碰撞（碰撞时阃极短），若碰后分离且的速率是的2倍，碰后两者速度方向均沿斜面向下，已知重力加速度取，，．求：（不考虑多次碰撞）

（1）碰前瞬间的速度及碰后瞬间的速度；

（2）此次碰撞过程中损失的机械能．

14．如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，轴与之间，有沿轴正向的匀强电场，在第二象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，在轴上点，沿轴正向发射一个质量为、电荷量大小为的带负电粒子，粒子的速度大小为，粒子刚好从坐标原点射出磁场；若只增大粒子的发射速度大小，使粒子垂直轴射出磁场，结果粒子在电场中运动的距离，速度为零，不计粒子的重力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）匀强电场的电场强度大小；

（3继续增大粒子的发射速度大小，要使粒子不能从射出电场，粒子的发射速度最大为多少．

15．[选修3-3]

（1）下列说法正确的是______．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．一定质量的理想气体等温膨胀，则该气体对外界做功但内能不变

B．气体在等压变化过程中，随温度升高，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数减少

C．一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气需要加热，是因为要减小分子势能

D．当液体与空气接触时，液体表层分子的势能比液体内部分子的势能小

E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，水蒸发得越慢

（2）一个水平放置的固定汽缸，被两个挡板隔成1室和2室，挡板固定不动，导热良好，挡板和汽缸壁绝热良好，开始每室内理想气体的体积为，压强为，温度为，现在把缓慢向右移动到2室体积为，压强变为．

求：①稳定后2室气体的温度；

②稳定后1室气体的压强．

16．[选修3-4]

（1）一简谐横波沿轴正方向传播，在时刻该波的波形图如图（a）所示，、是介质中的两个质点．

①与图（b）相同的振动图象可能是______点（填“”或“”）；

②从图（a）示位置开始______先到达波谷位置（填“”或“”）；

③在时刻，质点的加速度的大小比质点的______（填“大”或“小”）．

（2）宽度为的平行玻璃砖，束单色光从上表面点以的入射角射入，玻璃砖的折射率为．（已知光在真空中传播速度为）

①画出单色光从射入到射出的光路图；

②求该单色光在玻璃砖中折射角的大小及时间．

北海市2021年春季学期期末教学质量检测·高二物理

参考答案、提示及评分细则

1．【答案】A

【解析】根据动能定理，D错误；动能增加，重力做功大于摩擦力做功，A正确；但是摩擦力做功不一定大于动能的增量，重力做功一定大于动能增量，B、C错误。

2．【答案】D

【解析】两球相遇时，点抛出的球下落的高度大，因此下落的时间长，因此点的球先抛出，A、B项错误；由于两球相遇时水平位移相同，但点抛出的球运动的时间长，由可知，，C项错误，D项正确。

3．【答案】C

【解析】大量处于能级的氢原子发生跃迁最多可能发出种光，则A、B均错误；由跃迁辐射出的光能量为可知，从跃迁至辐射出的光能量最大，则频率最大、波长最小，则C正确、D错误．

4．【答案】B

【解析】由于、两卫星的质量大小无法比较，因此无法比较它们受到的地球引力、在轨运动的动能及机械能的大小，A、C、D项错误；由可知，轨道半径越大，加速度越小，速度变化越慢，B项正确．

5．【答案】C

【解析】对球进行受力分析由绳的拉力及小球重力的合力充当向心力，A错误；设连接球细绳与竖直方向的夹角为，，，可解得，B错误；球角速度增大稳定后球仍静止，设此时连接球的细绳与竖直方向夹角为，对球受力分析可得，其中，可得细绳与竖直方向夹角不变，故球的向心力大小不变，向心加速度大小不变，由，可得角速度增大，轨道半径减小即减小球下降，C正确、D错误．

6．【答案】A

【解析】边长为，则，解得，由题条件可得，则在匀强电场中同一直线上等距点电势差相等，可将三等分，如图所示，为的三等分点，则，则可得，是等势线，因此电场方向与平行且沿方向．电场强度大小，A项正确．

7．【答案】B

【解析】由图象的面积可表示位移，可知在时刻，甲车刚好追上乙车，则A错误、B正确；由斜率大小表示加速度大小可知，C错误；内两车距离减小，后甲车速度小于乙车速度，两车距离又增大．

8．【答案】ACD

【解析】经受力分析，金属杆所受安培力的方向平行导轨向上，由左手定则知，磁场方向垂直导轨平面向上，选项A、D正确；且，得，，选项C正确、B错误．

9．【答案】CD

【解析】线框由图示位置转过180°时，线框仍处于中性面位置，且穿过线圈磁通量最大，瞬时电流为零，则没有电流流过定值电阻，A错误；线框转动过程中产生的感应电动势的最大值为，则电路中电流的最大值为，定值电阻两端电压的最大值为，电压表的示数为交变电的有效值，则其时数为，B错误；由焦耳定律可知在的时间内产生的焦耳热为，C正确线框由图示位置转过90°的过程中，线框中的平均感应电动势为，线框中的平均感应电流为，该过程中流过定值电阻的电荷量为，D正确．

10．【答案】BD

【解析】根据楞次定律知，在和时间内，导体棒受到安培力方向相反，所以受到导轨的摩擦力方向也相反，选项A错误；根据楞次定律的“增反减同”原理，在时间内，导体棒中的电流方向为由到，选项B正确；在时间内，通过电阻的电流大小，选项C错误；在时间内，通过电阻的电荷量，选项D正确．

11．【答案】（1）AD（2分，少选得1分，错选得0分） （2）（2分） （3）B（2分）

【解析】（1）合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要选用弹性好的橡皮筋，同时拉力的大小要适当大一些，可以有效减小误差，故A正确；在实验中两个分力的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并不是要求两弹簧测力计的夹角为某一固定的值，B错误；实验中，为了减小误差，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度值，C错误；拉橡皮筋的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，D正确；（2）是通过作图的方法得到合力的理论值，而是用一个弹簧测力计沿方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到点，使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计一个拉力的作用效果相同，故方向一定沿方向的是；（3）该实验采用了“冬效替代”法即要求两次拉橡皮筋时，要使橡皮筋产生的形变相同，即拉到同一位置。所以本实验采用的科学方法是等效替代法，故B正确，A、C、D错误。

12．【答案】（1）6.0（6也可得分）（2分） 4.699（4.698～4.702均可）（2分） （2）（1分）（3）电路图见解析图（2分）              （4）（2分）

【解析】（1）多用表的读数为电阻的粗测值，其电阻为；根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数可动刻度读数估读，圆柱体的厚度为；

（2）滑动变阻器（，）的阻值比待测金属丝阻值大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选，最大阻值；

（3）为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示．

（4）由得，得，则，解得．

13．解：（1）设碰前的速度为，碰后的速度为，则的速度为，当沿斜面由静止加速下滑，由动能定理可得：（2分）

解得：（1分）

与碰撞时，由于碰撞时间极短，故系统动量守恒：

（2分）

解得：（1分）

（2）碰撞过程中损失的机械能为：（4分）

解得：（2分）

14．【答案】解：（1）当粒子以大小为的速度射入磁场，粒子在磁场中做圆周运动的半径

（1分）

根据牛顿第二定律有（2分）

解得（1分）

（2）设粒子射出速度大小为，由题意知，粒子在磁场中做圆周运动的半径

根据牛顿第二定律

粒子进入电场后，根据动能定理有

解得．

（3）设粒子射出速度增大为时，粒子刚好不从射出电场，设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有

设粒子出磁场时速度与轴正向夹角为，根据几何关系有

粒子出磁场时，沿轴正向的分速度

粒子沿电场方向做匀减速运动，根据运动学公式有

根据牛顿第二定律有

解得．

【解析】

15．【答案】（1）ABE

【解析】（1）一定质量的理想气体等温膨胀，气体体积变大，可知气体对外界做功，对于理想气体，温度不变，内能不变，A项正确；气体在等压变化过程中，温度升高，体积变大，则气体的密度减小，单位时间内单位面积上分子碰撞器壁的次数减少，B项正确；一定量的100℃的水变成100℃的水蒸气需要加热，是由于分子动能不变，要增大分子势能，C项错误；当液体与空气接触时，液体表层分子间距离比液体内部分子间距离大，则液体表层分子的势能比液体内部分子的势能大，D项错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，水蒸发得越慢，E项正确。

（2）①对2室根据理想气体状态方程

解得：．

②对1室根据查理定律

解得：．

16．【答案】（1）①  ② ③大

【解析】①由图（b）可知，在时刻，质点正在向轴正方向振动，而从图（a）可知，质点在时刻正在向轴正方向运动，所以是点．

②从此时刻开始经过半个周期点到达波谷，点向上运动，需要经过四分之三周期到达波谷，所以先到达波谷．

③由的波形图推知，时刻，质点正位于波谷，速率为零；质点正在平衡位置，质点正位于波谷，具有沿轴正方向最大加速度，质点在平衡位置，加速度为零，点的加速度大．

（2）①光路图如图所示

②根据折射定律可得

根据几何关系可得

光在玻璃砖中传播速度为

则时刻为．