2021年安徽省宿州市霸王中学高二物理下学期期末试题含解析

2021年安徽省宿州市霸王中学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.如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（）A．其他量不变，R越大x越小 B．其他量不变，M越大x越小C．其他量不变，m越大x越小 D．其他量不变，μ越大x越小参考答案：D【考点】动量守恒定律．【分析】系统水平方向上不受外力，所以从A到D的过程中，系统水平方向动量守恒．在A点总动量为零，到D点总动量仍为零，即A点两物体速度为零，到D点两物体速度仍为零．滑块从A到B的过程中，滑块木块均是光滑接触，故系统没有能量损失即机械能守恒；从B到D的过程中，滑块受摩擦力作用，且摩擦力对滑块做功，所以系统机械能不守恒．摩擦力对系统做多少功，系统的机械能就减少多少．即有mgR=μmgx．【解答】解：根据水平方向上动量守恒，小物体在A时系统速度为零，在D点时系统速度仍为零．根据能量守恒定律，小物体从A到D的过程中，小物体的重力势能全部转化为内能（摩擦力消耗掉），即mgR=μmgx化简得x=，可知x与物块的质量．小车的质量无关；其他量不变，R越大x越大，μ越大x越小．故ABC错误，D正确．故选：D2.（2012?惠阳区校级学业考试）磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，s1、s2、s3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过s1、s2、s3的磁通量分别为φ1、φ2、φ3且都不为0．下列判断正确的是（）A．φ1最大B.

φ2最大C.

φ3最大D.φ1、φ2、φ3相等参考答案：A解：从图中可看出，穿过线圈S1的磁感线条数最多，所以磁通量最大．故B、C、D错误，A正确．故选A．3.对于一定质量的某物体而言，下列说法中正确的是

A．物体动量改变，其速度大小一定改变B．物体的速度方向改变，其动量一定改变C．物体的动能不变，其动量可能改变

D．物体的运动状态改变，其动量可能不变参考答案：BCA、动量表达式为：P=mv，动量改变可能是速度大小改变，也可能是速度方向改变，故A错误；B、物体的速度方向改变，其动量一定改变，故B正确；C、物体的动能不变，指说明速度大小不变，速度方向可能改变，故动量可能改变，故C正确；D、物体的运动状态改变，说明速度一定改变，故动量一定改变，故D错误。故选BC。4.“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图所示，当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。（1）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置（视小车为质点），下列说法正确的是

。A．橡皮筋处于原长状态

B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处

D．小车已过两个铁钉的连线（2）下列4条纸带哪一条是在探究功与物体速度变化关系的实验中，正确操作可能得到的纸带(

)参考答案：5.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃时辐射出可见光b，则（

）A．大量氢原子从n＝4的能级跃迁时可辐射出5种频率的光子B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时辐射出光子的能量可以小于0.66eVC．b光比a光的波长短D．氢原子在n＝2的能级时可吸收能量为3.6eV的光子而发生电离参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则尘埃的运动状态是

（填静止、向上运动、向下运动），检流计中的电流方向

。参考答案：静止，a→b7.一个量程为0～300μA的电流表，内阻为1000Ω，再给它串联一个99000Ω的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为___V，用它来测量一段电路两端的电压时，表盘指针如图，这段电路两端的电压是

V参考答案：改装后电压表的量程为

30

V，这段电路两端的电压是23.0

V8.总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0，速度方向水平．火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后，火箭本身的速度变为．参考答案：解：以火箭飞行的方向为正方向，火箭被飞机释放后火箭喷出燃气前后瞬间，据动量守恒定律得：Mv0=（M﹣m）vx﹣mu解得：vx=故答案为：．9.实验室常用打点计时器打出的纸带，研究与纸带相连接物体的运动.纸带上直接记录的物理量有

和

；若打点计时器使用的交流电源的频率为f，每5个点取一个记数点，则相邻记数点的时间间隔为

.参考答案：时间、位移（或位置）、5/f10.如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的广口瓶中，从刻度尺上A和B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上所标数字的单位为cm，刻度尺右边缘与广口瓶右内壁之间的距离d

=4cm，由此可知，瓶内液体的折射率n

=

参考答案：或1.1311.如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里，两极板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子体的速度v为

▲，a是电源的▲(正、负极)参考答案：

；

正

12.由自由落体运动验证机械能守恒定律，若实验中所用重物的质量m=1㎏，交流电源频率为50Hz，打出的纸带如图所示，O点为纸带上打下的第一点，O、A、B、C、D为相邻的几点．测得OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm，查出当地的重力加速度g=9.80m/s2，则打点计时器的打点时间间隔为

s，重物在B点时的速度vB=

m/s．从O到运动至B点的过程中，重物的重力势能减少量是

J．（后两空均保留两位有效数字）参考答案：0.02，0.59，0.18．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出B点的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量，从而即可求解．【解答】解：交流电源频率为50Hz，则打点计时器的打点时间间隔为T=0.02s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则B点的瞬时速度vB==m/s=0.59m/s，那么重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×1.79×10﹣2J≈0.18J．故答案为：0.02，0.59，0.18．13.在连杆机构中，有时会出现不能使构件转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”．参考答案：考点：力矩的平衡条件．分析：在练连杆机构中，不能使构件转动的位置是死点．解答：解：在连杆机构中，有时会出现不能使构件转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”．故答案为：死点．点评：本题是一道基础题，了解相关的常识即可正确解题．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻，其中R0是阻值为2Ω的定值电阻．（1）R0的作用是

；（2）除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A．电压表(0～3V，内阻约2kΩ)；

B．电流表A1(0～0.6A，内阻约2Ω)；

C．电流表A2(0～3A，内阻约0.1Ω)；

D．滑动变阻器R1(0～20Ω)；

E．滑动变阻器R2(0～1kΩ)；

其中滑动变阻器应选

，电流表选

（请填写器材符号）．（3）用实线代表导线把图乙所示的实物连接成测量电路（图中有部分线路已连好）．（4）该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示．请你根据这些数据帮他在下面坐标图中画出U-I图象，并由图得出电池的电动势E=

V，内阻r=

Ω；U（V）1.21.00.80.6I（A）0.100.170.230.30（5）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是

（选填“电流表的分压”或“电压表的分流”）参考答案：（1）防止短路以保护电源和电表；（2分）（2）R1（2分），

A1（2分）（3）连图（3分）（凡连图有一处错误不给分）

（4）作图（2分）；1.5（1.48—1.52）（2分），1.0（0.9—1.1）（2分）（5）电压表的分流（3分）15.描绘一个标有“6V3W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：a.标有“6V3W”字样的小灯泡一个；b.9伏学生电源一个；c.量程为0—3V的电压表，内阻约为3千欧；d.量程为0—9V的电压表，内阻约为15千欧；e.量程为0—0.6A的电流表，内阻约为0.5欧；f.量程为0—3A的电流表，内阻约为0.1欧；g.滑动变阻器（阻值范围0—50欧，允许通过的最大电流1.5A）；h.滑动变阻器（阻值范围0—500欧，允许通过的最大电流0.5A）；电键一个，导线若干。（1）为减小实验误差，方便调节，请在图11给定的四个电路图和上述所给的器材中选取适当的电路和器材，并将它们的编号填在横线上．应选取的电路是_________，电压表应选

；电流表应选

；滑动变阻器应选取___________．

图11（2）根据实验测定的数据,以电压U为横坐标，电流强度I为纵坐标画出图线，在图12中给出的四个I—U图线中，最能反映实际情况的是

，简要说明理由

。参考答案：(1)

C

d

e

g

（每空1分）

(2)

C

灯丝电阻随温度升高而增大四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）如图所示，M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨，导轨中接有阻值为R的电阻，它们的质量为m0．导轨的两条轨道间的距离为l，PQ是质量为m的金属杆，可在轨道上滑动，滑动时保持与轨道垂直，杆与轨道的接触是粗糙的，杆与导轨的电阻均不计。初始时，杆PQ于图中的虚线处，虚线的右侧为一匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，磁感应强度的大小为B。现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上，使之从静止开始在轨道上向右作加速运动。已知经过时间t，PQ离开虚线的距离为x，此时通过电阻的电流为I0，导轨向右移动的距离为x0（导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域）。求在此过程中电阻所消耗的能量。不考虑回路的自感。

参考答案：解析：杆PQ在磁场中运动时，受到的作用力有：外加恒力F，方向向右；磁场的安培力，其大小FB=BIl，方向向左，式中I是通过杆的感应电流，其大小与杆的速度有关；摩擦力，大小为Fμ，方向向左。根据动能定理，在所考察过程中作用于杆的合力做的功等于杆所增加的动能，即有

（1）式中v为经过时间t杆速度的大小，WF为恒力F对杆做的功，WF安为安培力对杆做的功，WFμ为摩擦力对杆做的功。恒力F对杆做的功

WF=Fx

（2）因安培力的大小是变化的，安培力对杆做的功用初等数学无法计算，但杆克服安培力做的功等于电阻所消耗的能量，若以ER表示电阻所消耗的能量，则有

－WF安=ER

（3）摩擦力Fμ是恒力，它对杆做的功

WFμ=－Fμx

（4）但Fμ未知。因U型导轨在摩擦力作用下做匀加速运动，若其加速度为a，则有

Fμ=m0a

（5）而

a=2x0/t2

（6）由（4）、（5）、（6）三式得

（7）经过时间t杆的速度设为v，则杆和导轨构成的回路中的感应电动势

ε=Blv

（8）根据题意，此时回路中的感应电流

（9）由（8）、（9）式得

（10）由（l）、（2）、（3）、（7）、（10）各式得

（11）评分标准：本题20分。（1）式3分，（2）式l分，（3）式4分，（7）式4分，（10）式5分，（11）式3分。17.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图3－19所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若