山东省泰安市铁路职工子弟中学2021年高二物理期末试卷含解析

山东省泰安市铁路职工子弟中学2021年高二物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.下面关于熵的说法错误的是（

）A．熵是物体内分子运动无序程度的量度B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减少的方向进行C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的D．熵值越大，代表系统分子运动越无序参考答案：B2.弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时(

)A．速度值最大

B．回复力的值最大

C．加速度值最大

D．位移最大参考答案：A3.（多选题）带电体的电荷量和质量的比值，叫做荷质比，又称比荷．如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速度为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（）A．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷之比为1：3B．带电粒子1的半径与带电粒子2的半径之比为：1C．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间之比为2：3D．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动偏转角度之比为2：1参考答案：CD【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由数学知识求出粒子的轨道半径，由牛顿第二定律可以求出粒子的比荷比值，求出粒子做圆周的圆心角，然后求出粒子的运动时间．【解答】解：D、粒子在磁场中做圆周运动，由数学知识可知，粒子做圆周运动转过的圆心角分别是：φA=120°，φB=60°，所以偏转角度之比为2：1，故D正确；B、设粒子的运动轨道半径为rA，rB，rA=Rtan30°=R，rB=Rtan60°=R，轨道半径之比1：3，故B错误；A、洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，=，则粒子1与粒子2的比荷值为：，故A错误；C、粒子运动的周期，T=，粒子运动的时间：t=?T=带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为=，故C正确；故选：CD4.家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作，火线和零线都有电流时，它们将（）A．相互吸引B．相互排斥C．一会儿吸引，一会儿排斥D．彼此不发生相互作用参考答案：B5.（单选）如下图所示，属于交流电的是（）A．B．C．D．参考答案：解：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是C，故C是交流电，ABD是直流电．故选C．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间。圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示(只画了部分图)；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示(只画了部分图)。由图可知：(1)圆盘的直径d为________cm；(2)挡光片的宽度l为________mm；(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为

rad/s(保留3位有效数字)。(4)金属圆盘中心O与边缘的电压为

。(用字母B、d、ω表示)参考答案：(1)_24.815_cm；(2)_9.970

mm；(3)

1.58～1.62rad/s(保留3位有效数字)。(4)(用字母B、d、ω表示)7.用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把

选择开关拨到_______挡，然后把多用电表

联在电路中，则电流应从

表笔流入，从

表笔流出。参考答案：直流电流，串，红，黑8.放射性元素A的半衰期为3天，B的半衰期为6天，有16克A元素和4克B元素，问B经过

个半衰期才能使它们的质量相等，这时质量为

。参考答案：9.如图所示的是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电源的电动势为E=1.5V。经改装后，若将原电流表3mA刻度处的刻度值定为“0”，则在2mA处应标

，1mA处应标

。参考答案：⑴

250

（2分）

1000

10.在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为y＝2.5cos（单位：m），式中k＝1m－1。将一光滑小环套在该金属杆上，并从x＝0处以v0＝5m/s的初速度沿杆向下运动，取重力加速度g＝10m/s2。则当小环运动到x＝m时的速度大小v＝__________m/s；该小环在x轴方向最远能运动到x＝__________m处。

参考答案：，11.质量为1kg的物体从高为1m的粗糙斜面顶端向下滑，到斜面底端时速度为4m/s，下滑过程中机械能

（增加、不变、减少），阻力做的功=

J。（g=10m/s2）参考答案：减少，-212.如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R．把线圈放在匀强磁场时，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁感应强度B=____________．参考答案：13.用摩擦的方法和感应的方法都可以使物体带电。但无论那种方法都不能创造电荷，也不能消灭电荷，只能使电荷在两物体之间或同一物体的不同部分之间发生转移，在转移的过程中，电荷的总量______________，这就是电荷守恒定律。参考答案：不变三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落,观察到A球B球同时落地。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则：A球B球同时落地说明

；B球落到P点的时间是

s；A球落地时的动能是

J。（忽略空气阻力，g取9.8m/s2）参考答案：15.气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．（1）实验中还应测量的物理量是

．（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是

，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因可能是

（至少写出两点）（3）利用上述实验数据是否可以测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？（填“可以”或“不可以”）参考答案：（1）B的右端至D板的距离L2；（2）mA﹣mB=0；测量时间、距离、质量等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．（3）可以．【考点】验证动量守恒定律．【分析】根据实验的原理确定测量的物理量，以及测量的步骤，根据原理列出动量守恒定律的表达式．由能量守恒定律列方程，然后分析答题．【解答】解：（1）因系统水平方向动量守恒即：mAvA﹣mBVB=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水平方向做匀速直线运动故有：vA=，vB=，所以还要测量的物理量是：B的右端至D板的距离L2．（2）若要验证动量守恒定律则：mAvA﹣mBVB=0，带入得：mA﹣mB=0；由实验原理与实验步骤可知，产生误差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差；②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程；③滑块并不是做标准的匀速直线运动滑块与导轨间有少许摩擦力．④气垫导轨不完全水平；（3）根据能量守恒定律被压缩弹簧的弹性势能Ep=mAvA2+mBvB2，将vA，vB代入上式得：EP═mA（）2+=mA（）2，可以测出弹簧的弹性势能；故答案为：（1）B的右端至D板的距离L2；（2）mA﹣mB=0；测量时间、距离、质量等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差．（3）可以．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（9分）如图所示，电源的电动势E=10V，内电阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，电容器的电容C=3×10－5F。试求：（1）若开关S处于断开状态，流经电阻R1的电流多大？（2）若开关S闭合后达到稳定时，电容器C的带电量是多少？参考答案：（1）S闭合后通过R1的电流为I=

（2）电容器两端的电压等于电阻R2的电压，其带电量为

Q=CU=CIR2=3×10-5×1×6C=1.8×10-4C17.如图所示，两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为1，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都足够长，两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使杆ab受到F＝5.5＋1.25t（N）的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动。已知l＝2m，杆的质量均为，g取，求：（1）磁感应强度B的大小。（2）cd杆下落过程达到最大速度时，ab杆的速度大小。参考答案：解：（1）对ab杆：当0时，得所以ab杆由静止开始以的加速度沿导轨匀加速运动根据牛顿第二定律有联立以上各式，解得代入数据，解得B＝0.5T（2）当cd杆下落过程达到最大速度时，cd杆平衡联立以上两式并代入数据，解得＝0.8m/s18.如图所示，两端带有固定薄挡板的长木板C的长度为L，总质量为，与地面间的动摩擦因数为μ，其光滑上表面静置两质量分别为m、的物体A、B，其中两端带有轻质弹簧的A位于C的中点．现使B以水平速度2v0向右运动，与挡板碰撞并瞬间粘连而不再分开，A、B可看作质点，弹簧的长度与C的长度相比可以忽略，所有碰撞时间极短，重力加速度为g，求：（1）B、C碰撞后瞬间的速度大小；（2）A、C第一次碰撞时弹簧具有的最大弹性势能．参考答案：解：（1）B、C碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：×2v0=（+）v1，解得：v1=v0；（2）对BC，由牛顿第二定律得：μ（m++）g=（+）a，解得：a=2μg；设A、C第一次碰撞前瞬间C的速度为v2，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v22﹣v12=2（﹣a）?，当A、B、C三个物体第一次具有共同速度时，弹簧的弹性势能最大，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守