2020-2021学年浙江省嘉兴市第五高级中学高二（下）期中物理试题（选考）含解析

嘉兴市第五高级中学2020学年第二学期期中测试

高二年级物理（选考）试题卷

2021年4月

考生须知：

1.本试卷为试题卷，满分100分，考试时间90分钟。

2.所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效。

3.考试结束，上交答题卷。

一、选择题（本大题共13题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量中，是矢量的是（　　）

A. 时间 B. 速度 C. 电流 D. 磁通量

【1题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AD．磁通量和时间只有大小、没有方向，是标量，故AD错误；

B．速度是有大小又有方向的矢量，故B正确；

C．电流强度有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，由于电流强度运算时不遵守平行四边定则，所以电流强度是标量，故C错误。

故选B。

2. 下列描述中，参考系选取正确的是（　　）

A. “一江春水向东流”的参考系是江水 B. “地球公转”的参考系是地球

C. “钟表时针转动”的参考系是表盘 D. “太阳东升西落”的参考系是太阳

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．“一江春水向东流”的参考系是地面，A错误；

B．“地球公转”的参考系是太阳，B错误；

C．“钟表的时针转动”的参考系是表盘，C正确；

D．“太阳东升西落”的参考系是地球，D错误。

故选C。

3. 如图所示为我国的长征七号运载火箭刚发射时的情景。则下列说法正确的是（　　）

A. 火箭受到地面对它的弹力作用而升空

B. 火箭受到发射架对它的弹力作用而升空

C. 火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空

D. 在没有空气的环境中这类火箭无法升空

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】ABC．火箭升空利用的是喷出的气体对火箭的反冲作用；不是地面对它的弹力作用，也不是发射架对它的作用，故AB错误，C正确；

D．因为气体的反冲作用，火箭离开大气层后仍然会受到气体的反冲作用，故仍可以获得前进的动力，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，用小锤轻击弹簧金属片，A球沿水平方飞出，同时B球被松开，竖直向下运动，用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到（　　）

A. 力不同，A和B仍同时落地

B. 力不同，A球的运动轨迹相同

C. 力不同，B球的运动轨迹不同

D. 力不同，A和B两球落地时间间隔不同

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】用不同的力打击弹簧金属片，仍可观察到B球仍竖直下落，运动轨迹相同，但是A球的运动轨迹不同，A和B仍同时落地。

故选A。

5. 如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L标有“3V，6W”字样，若灯泡恰能正常发光，以下说法不正确的是（　　）

A. 电动机的输入功率是10W B. 电动机的电阻为2.5Ω

C. 电动机的输出功率无法计算 D. 整个电路消耗的电功率是16W

【5题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．灯泡恰能正常发光，电路中电流

根据分压原理，有电动机两端电压为

则电动机的输入功率为

故A正确，与题意不符；

B．该电路为非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，故虽然可以求出电动机两端电压和电路中电流，但不能求出电动机的电阻。故B错误，与题意相符；

C．根据B项分析可知，电动机的输出功率不可求。故C正确，与题意不符；

D．整个电路消耗的电功率为

故D正确，与题意不符。

故选B。

6. 在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个变压器，如图甲所示，线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压如图乙所，线圈接小灯泡。若他组成的变压器可视为理想变压器，则（　　）

A. 电源输出电压的频率为100Hz

B. 增加原线圈的匝数，小灯泡变暗

C. 小灯泡旁并联一个电阻，变压器输入功率减小

D. 将线圈a改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．图可知交流电源的周期为T=0.02s，则频率为

故A错误；

B．电压器原副线圈的电压关系

可得

可得增加原线圈的匝数，副线圈的电压变小，则小灯泡变暗，故B正确；

C．灯泡旁并联一个电阻导致总电阻减小，所以消耗功率增大，由原副线圈功率相等可知变压器的输入功率处增大，故C错误；

D．压器的原理是电磁感应，因而原线圈应接交变电流，若将线圈a改接在学生电源的直流输出端，变压器副线圈没有电压，因而小灯泡不发光，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，轨道Ⅰ是近地气象卫星轨道，轨道Ⅱ是地球同步卫星轨道，设卫星在轨道I和轨道Ⅱ上都绕地心做匀速圆周运动，运行的速度大小分别是和，加速度大小分别是和，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【7题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】根据

可知

，

所以，

故选C。

8. 某次火箭发动机进行测试，发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（　　）

A. 1.6×102kg B. 1.6×103kg C. 1.6×105kg D. 1.6×106kg

【8题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】以气体为研究对象，设t=1s内喷出的气体质量为m，根据动量定理可得

Ft=mv-0

解得

故选B。

9. 台灯的灯头与灯座通过一根能弯曲的白色塑料细杆相连，甲、乙、丙三个图中白色塑料细杆的弯曲程度各不相同，以下说法正确的是（　　）

A. 甲图中细杆对灯头的作用力最小

B. 丙图中细杆对灯头的作用力最大

C. 乙图水平地面对台灯有摩擦力作用

D. 三图中细杆对灯头的作用力一样大

【9题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】ABD．三个灯头都静止，细杆对它的作用力等于其重力，故AB错误，D正确；

C．整个灯静止，处于平衡状态，灯相对地面没有运动趋势，不受摩擦力，故C错误。

故选D。

10. 有一块三角形棱镜ABC，其中∠A=60o，∠B=30o，∠C=90o，一束单色光沿着与BC平行的方向射到三棱镜的AB面上，光线发生折射后进入棱镜，若玻璃对光的折射率为，下面判断正确的是（　　）

A. 光线在AB面折射角为30o

B. 光线能从BC面透出

C. 光线不能从AC面透出

D. 照到AC面上的光线与AB垂直

【10题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．光路如图所示

设光线在AB面折射角为，则

解得

故A正确；

B．照射到BC光线入射角为，发生全反射时

因此

满足全反射条件，光线不能从BC面透出，故B错误；

C．照到AC上的光线入射角为，不满足发生全反射条件，光线能从AC面透出，故C错误。

D．光线在BC面上反射角为，反射光线与AB面平行，故D错误；

故选A。

11. 电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是

A. 从a到b，上极板带正电

B. 从a到b，下极板带正电

C. 从b到a，上极板带正电

D. 从b到a，下极板带正电

【11题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确．

12. 一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）

A. t=1s时物块的速率为2m/s

B. t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s

C. t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s

D. t=4s时物块的速度为零

【12题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．由动量定理可得，t=1s时物块的速率为

解得

故A错误；

B．由动量定理可得，t=2s时物块的动量大小为

解得

故B正确；

C．由动量定理可得，t=3s时物块的动量大小为

解得

故C错误；

D．由动量定理可知，t=4s时物块的速度为

解得

故D错误。

故选B。

13. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是（　　）

A. 电场强度的大小为2V/cm

B. 坐标原点处的电势为1V

C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV

D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV

【13题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】B．如图所示，设ac之间电势差与Ob两点间的电势差相等，即

可得

故B正确；

A．电场沿着x轴方向电场分量

电场沿着y轴方向电场分量

因此电场强度

故A错误；

C．电子在a点具有的电势能

电子在b点具有的电势能

因此

电子在a点的电势能比在b点的高7eV，故C错误；

D．电子从b点运动到c点，电场力做功为

所以电子从b点运动到c点，电场力做功为9，故D正确。

故选BD。

二、选择题（本大题共3小题，每小题2分，共6分。每小题至少有一个选项符合题意，全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错的得0分）

14. 物理学的研究推动了科学技术的发展，促进了人类文明的进步。下列关于物理学史的说法正确的是（　　）

A. 卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的“枣糕模型”

B. 康普顿效应说明光子既有能量又有动量，证实了光的粒子性

C. 密立根精确地测定电子的带电量1.6×10-19C

D. 爱因斯坦发现了光电效应规律，首先提出了能量量子化的观点

【14题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误；

B．康普顿效应说明光子既有能量又有动量，证实了光的粒子性，选项B正确；

C．密立根精确地测定电子的带电量1.6×10-19C，选项C正确；

D．爱因斯坦发现了光电效应规律，普朗克首先提出了能量量子化的观点，选项D错误。

故选BC。

15. 氢原子能级示意图如图所示，已知大量处于能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光，用这些光照射逸出功为1.90eV的金属绝。下列说法正确的是（　　）

A. 能级氢原子受到照射后跃迁到能级

B. 能使金属绝逸出光电子的光子频率有4种

C. 氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光的波长最大

D. 氢原子向低能级跃迁后核外电子的电势能和动能均减小

【15题答案】

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】A．受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光，说明氢原子是从n=4向低能级跃迁的，所以n=2能级氢原子受到照射后跃迁到n=4能级，A正确；

B．从n=4向低能级跃迁辐射的光子中，从4到3和3到2跃迁时辐射的光子能量低于金属铯的逸出功，其他四种均大于金属铯的逸出功，B正确；

C．根据光子能量方程得

辐射的光子能量越小，波长越长，所以从4到3跃迁，辐射的光子波长最长，C正确；

D．氢原子向低能级跃迁后核外电子在较低的轨道运动，库仑力做正功，电子的动能增大势能减少，D错误；

故选ABC。

16. 对于钠和钙两种金属，其遏止电压与入射光频率v的关系如图所示．用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（    ）

A. 钠的逸出功小于钙的逸出功

B. 图中直线的斜率为

C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同

D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高

【16题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】根据，即 ，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，选项A正确；图中直线的斜率为，选项B正确；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，选项C错误；根据，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项D错误．

三、非选择题（本大题共6小题，共55分）

17. 某同学想通过实验研究平抛运动，另一位同学提供了几点建议，你认为合理的是（　　）

A. 安装斜槽轨道时，其末端必须保证水平

B. 斜槽轨道必须光滑

C. 每次小球应该从同一位置静止释放

D. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

【17题答案】

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需调成水平，故A正确；

BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，斜槽不一定需要光滑，故B错误，C正确；

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点应用平滑的曲线边接，故D错误。

故选AC。

18. 某同学通过实验探究物体受力与物体加速度的关系，得到如下的纸带，并用刻度尺进行测量。D点的读数是___________cm，D点的速度___________m/s。（第二空答案保留两位小数）

【18题答案】

【答案】    ①. 10.00    ②. 1.01-1.08

【解析】

【分析】

【详解】[1]D点的读数是10.00cm；

[2]D点的速度

19. 某同学进行测绘小灯泡的伏安特性曲线实验，正参照如下电路图连接实物图。请完成实物图连接__________（电流表从左至右三个接线柱“-”、“0.6”、“3”，在答卷上完成）。

【19题答案】

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】[1]电路采用安培表外接；滑动变阻器用分压电路；电路如图；

20. 某同学测定采用伏安法测定干电池的电动势和内阻，其路端电压与电流的关系图如下，则此干电池的电动势___________V，内阻___________。（答案保留两位小数）

【20题答案】

【答案】    ①. 1.50    ②. 0.83

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]根据

U=E-Ir

可知，U-I图像的截距等于电动势，则此干电池的电动势1.50V，图像的斜率等于内阻，则内阻

21. 在如图所示的电磁感应实验中，线圈与检流计组成闭合电路，线圈与电池、滑动变阻器、开关组成闭合电路，线圈置于线圈中。在实验中，以下的实验现象应该出现的是（　　）

A. 在闭合开关的瞬间检流计指针将发生偏转，然后指针偏转角度维持不变

B. 在闭合开关的瞬间检流计指针将发生偏转，然后指针又回到零刻度

C. 闭合开关后，滑动变阻器滑片向右或向左移动过程中，检流计指针都将发生偏转

D. 在断开开关瞬间，检流计指针不发生偏转

【21题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．在闭合开关的瞬间，线圈A中电流变大，产生磁场变大，穿过B的磁通量变大，检流计指针将发生偏转，稳定后，A产生的磁场不变，穿过B的磁通量不变，则B中没有感应电流，此时，检流计指针回到零刻度，故A错误B正确；

C．闭合开关后，滑动变阻器滑片向右或向左移动过程中，线圈A中电流变化，穿过B的磁通量变化，检流计指针都将发生偏转，故C正确；

D．在断开开关的瞬间，穿过B的磁通量消失，检流计指针将发生偏转，故D错误。

故选BC。

22. 如图（1）所示是某科技馆内的空中悬浮的娱乐风洞装置，通过制造和控制向上气流把人“吹”起来，体验太空飘浮的感觉，图（2）为圆柱形竖直管道的简化示意图。现有一位质量为m的游客悬浮在A点，气流突然消失，游客开始做自由落体运动，当下落到B点时立即开启更强的气流，使气流对游客的向上冲击力为游客重力的4倍，游客下落到C点时速度恰好减为零。已知A、B两点间的高度差，重力加速度。

（1）求游客体验到完全失重（自由落体）的时间；

（2）求B、C过程中游客下降的加速度大小；

（3）求B、C两点间的高度差；

【22题答案】

【答案】（1）0.9s；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据

可得

（2）由牛顿第二定律可知

解得

（3）到达B点的速度

减速

从B到C

解得

23. 为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙倾斜轨道，通过水平轨道与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道，整个轨道除段以外都是光滑的。其中与轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量的小物块以初速度从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度。取。

（1）求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；

（2）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；

（3）为了使小物块不离开轨道，并从轨道滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？

【23题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设小物块到达C点时受到的支持力大小为，根据牛顿第二定律有，

解得：

根据牛顿第三定律得，小物块对圆轨道压力的大小为

（2）小物块B到C速度不变，从A到B过程中，根据动能定理有

解得

（3）设小物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为，为使小物块能通过圆弧轨道的最高点，则，小物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：

当时，联立解得

所以为使小物块能通过圆弧轨道的最高点，竖直圆弧轨道的径应满足。

24. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值阻值，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab向下运动的最大速度

（1）求金属棒ab达到最大速度时，电阻上的最大电功率；

（2）求金属棒ab与轨道之间的动摩擦系数；

（3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，导体棒沿导轨下滑的距离为，求电阻R上产生的焦耳热。

【24题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）导体棒中产生的感应电动势

导体R的电功率

（2）速度最大时，ab棒加速度为零

解得

（3）由能量关系可知

解得

25. 如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为的带电粒子从x轴上的点以某一速度沿与x轴正方向成的方向射入磁场，并恰好垂直于y轴射出磁场。不计粒子重力。求：

（1）带电粒子射入磁场时的速度大小；

（2）带电粒子再次到达x轴时的速度大小；

（3）带电粒子在磁场和电场中运动的总时间。

【25题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由射入点、射出点可确定轨迹圆的圆心，如图

设轨迹半径为，根据几何关系有

解得

根据洛伦兹力提供向心力，有

解得

（2）根据几何关系知，射出点的纵坐标为

设带电粒子再次到达x轴时的速度大小为，根据动能定理有

解得

（3）带电粒子在磁场中运动的周期为

设带电粒子在磁场中的运动时间为，结合几何关系知

设带电粒子在电场中的运动时间为，有

解得

所以带电粒子在磁场和电场中运动的总时间为