2021淮北树人高级中学高二下学期期中考试物理试卷含答案

这是一份2021淮北树人高级中学高二下学期期中考试物理试卷含答案，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
淮北市树人高级中学2020-2021学年高二第二学期期中考试物理试题一、单项选择题（每题4分共28分）1．关于原子核的变化，下列说法正确的是（　　）A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变D．因为在核反应中释放能量，有质量亏损，所以系统只有质量数守恒，能量守恒定律在此不适用2．大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾天行车安全很重要。在雾天的平直公路上，甲、乙两物体同时开始运动，它们的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A．甲物体做直线运动，乙物体做曲线运动B．t=0时刻甲物体的速度大于乙物体的速度C．当甲、乙两物体第二次相遇时，两物体的速度大小相等D．从第一次相遇到第二次相遇，甲物体的平均速度比乙物体的平均速度大3．如图所示，质量为m的物块静止在粗糙的平板上，现将平板的一端缓慢抬起一定角度（物块始终与平板保持相对静止），则关于物块的受力情况分析正确的是（　　）A．弹力先减少后增大 B．摩擦力先增大后减小C．平板对物块的作用力保持不变 D．合力逐渐增大4．“土卫5”在距离土星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动。已知土星半径为R，土星表面的重力加速度为g，引力常量为G，则（　　）A．“土卫5”绕土星运行的周期为      B．“土卫5”绕土星运行的速度为C．“土卫5”绕土星运行的角速度为    D．“土卫5”轨道处的重力加速度为5．正方形的四个顶点处分别固定了电荷量均为q、电性如图所示的点电荷，A、B、C、D分别是正方形四边的中点，下列说法中正确的是（　　）A．A点和C点的电场强度相同           B．B点和D点的电场强度相同C．一电子沿图中虚线BD从B点运动到D点的过程中，受到的电场力先减小后增大D．一电子沿图中虚线BD从B点运动到D点的过程中，其电势能先减小后增大6．如图所示，MN、PQ是间距为L的光滑平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导线所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为r的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则（不计导轨电阻）（　　）A．通过电阻R的电流方向为P→R→M            B．ab两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高                D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热7．如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝段受到的安培力为，则此时三根电阻丝受到的安培力的合力大小为（　　） A． B． C． D．二、多项选择题（每题4分，多选或错选0分，漏选2分，共计12分）8．在图示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4，原线圈两端接正弦交变电源，其瞬时电动势e=10sin10πt（V），内阻为1 Ω，副线圈两端接有灯泡L（灯丝电阻可视为不变）和滑动变阻器，则（　　）A．通过灯丝中的电流频率为20 Hz          B．副线圈两端的电压小于40 VC．滑片P上移时灯泡变亮D．改变滑片P的位置，变压器原线圈功率最大值可能为25 W 9．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则以下说法正确的是（　　）A．汽车在前5s内的牵引力为5×102N B．汽车速度为25m/s时的加速度为5m/s2C．汽车的额定功率为100kW D．汽车的最大速度为100m/s10．如图所示的装置中，木块B放在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度射入木块后(子弹与木块作用时间极短)，子弹立即停在木块内．然后将轻弹簧压缩到最短，已知本块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中A．系统的动量不守恒，机械能守恒        B．系统的动量守恒，机械能不守恒C．系统损失的机械能为         D．弹簧最大的弹性势能小于 三、实验题（15分）11．（6分）如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的a-F图像。（1）本实验中是否仍需要沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量_______（填“是”或“否”）。（2）图线（乙图中）不过坐标原点的原因是_______。（3）由图像求出小车和传感器的总质量为________kg。（结果保留两位有效数字）12．（9分）某同学为了测量电源的电动势和内电阻，利用实验室的现有器材∶量程为100mA的毫安表，量程3V、内阻很大的电压表V，阻值R0=3Ω、R1=2Ω的两个定值，电阻设计了如图甲所示的电路。
 (1)请用笔画线代替导线按照图甲电路在图乙中连接实物__________。(2)为得到流经电源的电流，需要测出毫安表的内阻，该同学做了如下操作：先把滑动变阻器R调到阻值最大处，然后闭合开关S，再将滑动变阻器R调到电阻为零处，此时电压表的读数为0.80V，毫安表的读数为80.0mA，由此可得毫安表的内阻为___________Ω。(3)在上述操作后该同学多次调节滑动变阻器R的滑片，又记下相应的电压表的示数U和毫安表的示数I，利用实验测得的数据做出了如图丙所示的U-I图像；由图像可得电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留2位有效数字）。四、解答题（35分）13．（9分）如图所示，水平地面上固定斜面的倾角，可视为质点的一滑块从斜面的底端以初速度v0=10m/s沿斜面向上运动且始终没有离开斜面，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，斜面上的点A到底端的距离L=4m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：(1)滑块沿斜面上滑的加速度大小；(2)滑块经过A点的速度大小。（结果可以保留根式） 14．（12分）如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：(1)粒子的速度v；(2)速度选择器的电压U2；(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。15．（14分)一传送装置由水平传动带和半径为R的光滑竖直半圆弧轨道BC组成。传送带AB长L＝2m，以速度v＝m/s顺时针匀速传动。一质量m＝0.1kg、可视为质点的小滑块从光滑水平面以一定初速度v0滑上传送带（A点平滑连接），经传送带传送，在B点水平切入半圆弧轨道内侧（间隙宽度不计）。小滑块与传送带间的动摩擦因数µ＝0.1，传送带A端距离地面高度H＝2m，g＝10m/s2。(1)若v0＝2m/s，求小滑块在传送带上运动过程中，摩擦力对其做的功；(2)若半圆弧半径R的大小可调节，当小滑块恰好能沿圆弧轨道运动，且落在地面上与C点水平距离最大处，求水平距离的最大值，并求出满足此条件下，小滑块的初速度v0范围。（结果可用根式表示）选修3-3（10分） 16．（10分）如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖直放置，用质量不计、横截面积S＝1×10－4m2的活塞封闭了一定质量的理想气体。先在活塞上方缓缓倒入沙子，使封闭气体的体积缓慢变为原来的一半，接着在活塞上方缓慢倒入沙子的同时对汽缸内的气体加热，使该过程中活塞的位置保持不变。整个过程中倒人沙子的总质量M＝3kg，(外界环境温度为300K，大气压强P0＝1×10Pa，g＝10m／s2）。求：（1）加热前倒入沙子的质量.（2）最后缸内气体的温度.
淮北市树人高级中学2020-2021学年高二第二学期期中考试物理参考答案1．C【详解】A．放射性元素的半衰期仅与核内部结构有关，与外部条件无关，故A错误；B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故B错误；C．核（92U）衰变为铅核（82Pb）的过程中，每经过一次α衰变质子数减少2，质量数减少4；而每经过一次β衰变质子数增加1，质量数不变；设经过x次α衰变，y次β衰变，由质量数和核电荷数守恒则有4x+206=23892=82+2x-y解得x=8，y=6说明要经过8次α衰变和6次β衰变，故C正确；D．在核反应中质量守恒，能量也守恒，在核反应后只是物质由静质量变成动质量，核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，故D错误。故选C。2．B【详解】A．甲、乙两物体的位移一直为正，并且在增大，所以二者一直朝着正方向运动，都做直线运动，故A错误；B．据图象的斜率表示物体运动的速度，知t=0时刻甲图象的斜率大于乙图象的斜率，则甲物体的速度大于乙物体的速度，故B正确；C．甲、乙两物体第二次相遇时，两图象的斜率不等，则两物体的速度大小不等，故C错误；D．从第一次相遇到第二次相遇，两物体通过的位移相等，所用时间也相等，则平均速度相同，故D错误；故选B。3．C【详解】A．物块受重力、支持力和静摩擦力，由于物块始终与平板保持相对静止，故物块受力平衡，则弹力将物块缓慢抬起一定角度，α角增大，cosα减小，则弹力N减小，故A错误；B．物块所受的静摩擦为α角增大，sinα增大，故摩擦力增大，故B错误；C．平板对物块的作用力是弹力和摩擦力的合力，因物块始终与平板保持相对静止，故物块受力平衡。则弹力和摩擦力的合力与物块的重力是一对平衡力，故平板对物块的作用力保持不变，故C正确；D．物块始终与平板保持相对静止，故物块所受合力始终为0，故D错误。故选C。4．C【详解】ABC．“土卫5”在距地面高度为h的轨道做圆周运动，万有引力提供向心力，有其中r=R+h，解得故C正确，AB错误；D．在土星表面，重力等于万有引力，有联立解得“土卫5”轨道处的重力加速度故D错误。故选C。5．C【详解】A．可以认为A、B、C、D分别处于等量异种电荷的中垂线上，其场强方向都是平行指向负电荷的，A点合场强方向向下，C点合场强方向向上，根据对称性可知场强大小相等，但是电场强度为矢量，所以不能说A点和C点的电场强度相同，故A错误；B．同理B点的场强方向向右，D点的场强方向向左，故B点和D点的电场强度也不相同，故B错误；C．B、D两点中点处场强为0，所以电荷从B点运动到D的过程中，受到的电场力先减小后增加，故C正确；D．由于A、B、C、D四点在同一等势面上，所以电子从B点运动到D的过程中，电势能始终为0，故D错误；
 故选C。
 【点睛】 6．C【详解】A．根据右手定则可知通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误；B．ab两点间的电压为B错误；C．金属导线ab切割磁感线产生感应电流，其相当于电源，根据右手定则可知，a端电势比b端高，C正确；D．外力F做的功等于整个电路中总电阻上发出的焦耳热，D错误。故选C。7．C【详解】由电路可知，流过AC、CB的电流相等，流过AB的电流是流过AC、CB电流的2倍；所以CB段受到的安培力大小也为，AB段受到的安培力大小则为。AC、CB段所受的安培力之间的夹角为，二者的合力为方向与AB段所受的安培力方向相同，所以三根电阻丝受到的安培力的合力大小为。故选C。8．BD【详解】A.变压器不改变频率，由e=10sin10πt（V）得：通过灯丝中的电流频率A错误；B.电动势的有效值由于电源有内阻，原线圈两端的电压U1<10 V，副线圈两端的电压B正确；C.原线圈两端向右看的等效电阻，灯泡中的电流滑片P上移时滑动变阻器接入的有效电阻R变大，则I2变小，灯泡变暗，C错误；D.原线圈电压U1=E–I1r变压器原线圈功率由于I1r+（E–I1r)=E为定值，当I1r=E–I1r即时P有最大值，且为Pm=5×（10–5×1）W=25 WD正确。故选BD。9．CD【详解】A．汽车在前5s内做匀加速运动，加速度由牛顿第二定律得解得故A错误；BCD．汽车在5s末功率达到额定功率当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻最大速度汽车速度为25m/s时，则有解得故B错误，CD正确。故选CD。10．CD【详解】AB.由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB错误；C.对子弹和木块由动量守恒及能量守恒得，，系统损失的机械能为，故C正确；D.由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于最初的动能，故D正确．11．否    未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足    1.0    【详解】(1)[1]本实验中有力传感器测量小车受到的拉力，则不需要沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量；(2)由图像可知，当力F达到一定值时小车才有加速度，可知图线不过坐标原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；(3)[3]根据牛顿第二定律，由图像可知则小车和传感器的总质量为M=1.0kg12．    10    3.0    1.2±0.1    【详解】(1)[1] 用笔画线代替导线按照图甲电路在图乙中连接实物如图
 (2)[2]根据欧姆定律可得毫安表的内阻(3)[3][4]图中与毫安表并联的电阻，由并联电路分流规律可得电阻中的电流为毫安表中电流的5倍。由闭合电路欧姆定律有对照图丙所示的U-I图像，可得电源的电动势解得内阻（1.2±0.1都正确）13．(1)10m/s2；  (2)或2m/s【详解】(1)根据牛顿第二定律得解得。(2)滑块上滑做匀减速直线运动，有解得滑块经过A点的速度大小为，由于所以滑块上滑到速度为零时再向下滑动经过A点，滑块上滑到速度为零时经过的位移为s，有滑块下滑的加速度为a2，有经过A点的速度为，有解得滑块再次经过A点的速度大小。14．(1)；(2)；(3)【详解】(1)粒子经加速电场加速，获得速度v，由动能定理得解之可得(2)在速度选择器中做匀速直线运动，由电场力与洛伦兹力平衡得(3)在中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力有解之可得15．(1)0.05J； (2)，【详解】(1)由于，物块在传送带上先做加速运动，设加速度大小为a，则加速阶段根据牛顿第二定律得  设同步之前物块的位移为x，则根据运动学公式得  联立并代入数据得说明物块先加速后匀速，摩擦力做的功(2)小滑块恰好能沿圆弧轨道运动，则在圆弧轨道最高点B有 从B点到C点根据动能定理得 物块从C点以初速度做平抛运动，根据平抛运动规律有  联立得 当时，水平距离x取到最大值联立可得  可知最终与传送带同步，当物块全程加速时，v0最小，此时有联立解得此时初速度为当物块全程减速时，v0最大，此时有联立解得此时初速度为小滑块的初速度v0范围为 16．（1）1kg    （2）600K【解析】【详解】（1）气体做等温变化，根据玻意尔定律，有其中，，解得：（2）气体做等容变化，根据查理定律有：其中，解得：