山西省临汾市襄辉学校2021年高二物理下学期期末试题含解析

山西省临汾市襄辉学校2021年高二物理下学期期末试题含解析一、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.我国计划于2021年开展火星上软着陆，以庆祝中国共产党成立100周年。地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,下列说法正确的是A.在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积B.地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期大C.地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度小D.地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大参考答案：D【详解】A．地球和火星绕太阳的轨道不同，在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积并不等于火星与太阳的连线扫过的面积。故A错误；B．根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，所以地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳的周期小。故B错误；C．把椭圆轨道近似看成是圆轨道，根据，地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，可以推出地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度大。故C错误；D．把椭圆轨道近似看成是圆轨道，根据，地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小，地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大。故D正确；2.（单选）一物体以一定的初速度在水平地面上做匀减速滑动。若已知物体在第1s内位移为8.0m，在第3s内位移为0.5m。则下列说法正确的是（

）A.物体的加速度一定为-3.75m/s2

B.物体的加速度可能为-3.75m/s2

C.物体在第0.5s末速度一定为8.0m/sD.物体在第2.5s末速度一定为0.5m/s

参考答案：A3.2019年春节期间，中国科幻电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，假设其逃离过程如图所示，地球现在绕太阳在圆轨道I上运行，运动到A点加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在椭圆轨道Ⅱ上运动到远日点B时再次加速变轨，从而摆脱太阳的束缚，下列说法正确的是A.地球从A点运动到B点的时间大于半年B.沿椭圆轨道II运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐增大C.沿椭圆轨道II运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度D.在轨道I上通过A点的速度大于在轨道Ⅱ上通过A点的速度参考答案：AC【详解】A.根据开普勒第三定律，轨道Ⅱ的半长轴大于圆轨道I的半径，可知在轨道Ⅱ上的周期大于1年，故A正确。B.根据开普勒第二定律可知，沿椭圆轨道Ⅱ运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐减小，故B错误。C.根据，在A点的加速度大于在B点的加速度，故C正确。D.在A点要点火加速变轨，在轨道Ⅰ通过A点的速度小于轨道Ⅱ通过A点的速度，故D错误。4.如右图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是(

)A．电源的电动势为6.0V

B．

电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5A

D．电流为0.3A时的外电阻是18Ω

参考答案：AD5.（单选）如图所示，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，则下列说法正确的是（

）A、小球过最高点时，绳子张力可以为零B、小球过最高点时的速度是0C、小球做圆周运动过最高点时的最小速度是D、小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(2分)电磁波在真空中传播的速度为__________m／s。参考答案：3×107.（4分）发电机路端电压为220V，输出功率为110kW。若要保证用户得到100kW的电功率，输电线的电阻不得大于

，若用一个理想变压器升压至5500V输出，输电线的电阻不得大于

。参考答案：0.04；258.如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是________极.参考答案：N,9.在图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙。当开关S闭合后，L1的电阻为

Ω，L2消耗电功率为

W。参考答案：____12_

0.3

10.如图所示，质量为m的木箱在推力F的作用下在水平面上运动，F与水平方向的夹角为θ，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，则水平面给木箱的支持力大小为

，木箱受到的摩擦力大小为

．参考答案：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．【考点】牛顿第二定律．【分析】对物块进行受力分析，物块受重力、支持力、摩擦力及F；正交分解列方程式即可．【解答】解：对物块进行受力分析，如图有竖直方向合力为0，即FN=mg+Fsinθ；又有f=μFN=μ（mg+Fsinθ）；故答案为：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．11.如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完整的光路图．参考答案：让P2的像挡住(1分)

挡住P1、P2的像(1分)

挡住P3以及P1、P2的像(1分)

(2分)

见解析图(2分)

12.（6分）一个质量为0.3kg的小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小为4m/s。则碰撞前后墙对小球的冲量大小为

及碰撞过程中墙对小球做的功为

。参考答案：3kg·m/s；－3J

13.质量为m，长为L的的金属棒ab用两根细绝缘丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转角而重新平衡，如图。则磁感强度B的方向为

，大小为

。参考答案：向上

；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（解答）如图所示，一水平放置的矩形线圈abcd，在细长的磁铁N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？参考答案：穿过线圈的磁通量先减少后增加，线圈中有感应电流根据条形磁铁N极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生15.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，a、b两金属杆质量均为m，电阻分别为R1、R2，其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F=拉细杆a，达到匀速运动时，杆b恰好静止在圆环上某处。g为重力加速度，试求：（1）杆a做匀速运动时，回路中感应电流的大小；（2）杆a做匀速运动时的速度；（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度。参考答案：.⑴匀速时，拉力与安培力平衡，F=BIL(2分)

得：(2分)⑵金属棒a切割磁感线，产生的电动势E=BLv-（2分）

回路电流（2分）

联立得：(2分)⑶平衡时，棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，

得：θ=37°（2分）(2分)17.如图。一个足够长的U形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN，PQ两导轨间的宽度L=0.5m,一根质量m=0.5kg的均匀金属棒ab横跨在导轨上且与导轨接触良好，abMP恰好围成一个正方形。该导轨平面处于磁感应强度大小可以调节，方向竖直向上的磁场中，ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为Fm=1.0N,ab棒的电阻R=0.1Ω,其他部分电阻不计。开始时，磁感应强度B0=0.50T.(1)若从t=0时刻开始，磁感应强度以的变化率均匀增加，则回路中的电流为多大？经过多长时间ab棒开始运动？（2）若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它以a=4.0m/s2的加速度做匀加速直线运动，试推导此拉力F的大小随时间t变化的函数表达式，并在图乙所示的坐标图上作出拉力F随时间t变化的图象参考答案：（1）由法拉第电磁感应定律：E=

=0.05V回路中电流：I=E/R

=0.5A当ab棒所受安培力等于受最大静摩擦力时，ab棒开始运动。即Fm=BIL

代入数据可得：1.0=(0.5+0.2t)×0.5×0.5

t=17.5s（2）为使ab棒做匀加