2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题05 解析版

四川省雅安市2020-2021学年高二下学期物理期末联考试题05

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；

2．请将答案正确填写在答题卡上；

3. 考试范围：高考范围；考试时间：90分钟；命题人：铸魂尖子生

第I卷（选择题 共36分）

一、单选题(本大题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多个选项符合要求，选对但不全得2分，选错得0分)

1．如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道．先将卫星发射至近地圆轨道I；然后在A点（近地点)点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在B点（远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ．下列说法正确的是（）

A．轨道Ⅱ上A点的速度一定不超过第一宇宙速度

B．如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则在该轨道上运行的任何卫星，其角速度和北京“鸟巢”的角速度相同

C．在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，所以卫星发射场必须建在赤道上

D．卫星在圆轨道I上运行时的周期和向心加速度小于在圈轨道Ⅲ上的周期和向心加速度

2．如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转数n转每秒在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为（　　）

A．R- B．

C． D．+

3．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移动时，电流表的示数均会发生变化。下列选项正确的是（　　）

A．A1的示数总是大于A2的示数

B．A1的示数总是小于A2的示数

C．A1、A2的示数同时增大，同时减小

D．A2的示数减小时，A1的示数增大

4．力、是两个相互垂直的共点力，其中，，则、的合力大小为（　　）

A． B． C． D．

5．起重机的钢索吊着质量为400kg的货物以2m/s2的加速度匀减速上升，货物上升过程中受到空气阻力为2000N。则钢索的拉力是（　　）

A．5.2×103 N  B．2.8×103 N  C．1.2×103 N  D．6.8×103 N

6．2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案∶7Be原子核可以俘获原子的K层电子而成为7Li的激发态（7Li）*，并放出中微子（当时写作）即7Be+e→（7Li）*+，而（7Li）*又可以放出光子γ而回到基态7Li，（7Li）*→7Li+γ。下列说法正确的是（　　）

A．7Be+e→（7Li）*+是核聚变反应

B．（7Li）*和7Li的核子数相同

C．（7Li）*和7Li的比结合能相同

D．（7Li）*→7Li+γ的过程中，由于质量数守恒故未出现质量亏损

7．一个物体做匀变速直线运动，它的位移与时间的关系式为s=t-0.5t2（m），则有（　　）

A．运动开始时该物体做匀加速直线运动

B．该物体运动任意相邻1s内的位移差大小都是0.5m

C．该物体运动第1秒的平均速度大小为0.5m/s

D．该物体运动的加速度大小为0.5m/s2

8．有关动能和速度，下列说法中正确的是（    ）

A．动能有正负           

B．速度发生变化，动能一定发生变化

C．动能是矢量            

D．动能是标量，速度是矢量

9．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动。电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（　　）

A．在汽车向右匀速直线运动过程中电路中没有电流

B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流

C．在汽车向右做加速度增大的减速运动过程中电介质所处的位置电势升高

D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的电流

10．如图（a）所示，一个半径为r1、匝数为n、电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，导线的电阻不计。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的图像如图（b）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，下列关于0~t1时间内的分析正确的是（　　）

A．R1中电流的方向由a到b

B．电流的大小为

C．线圈两端的电压为

D．通过电阻R1的电荷量为

11．如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图。线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R。若AB间输入图乙所示的交变电压，则（　　）

A．t=1×10-2s时，电压表的示数为零

B．AB间输入电压的瞬时值为

C．滑动触头P顺时针转动时，R两端的电压增大

D．滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大

12．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在的区域的磁感线呈弧线，导线中的电流方向由a到b，如图所示．导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线会在安培力的作用下逆时针转动．虚线框内要有产生以上弧形磁感线的场源．下列场源符合要求的是（ ）

A． B．

C． D．

第II卷（非选择题 共64分）

二、实验题(本大题共有2小题，共15分。第13题6分，第14题9分。)

13．用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，若按正确的实验步骤进行，并选出如图乙所示的纸带，回答下列问题：

(1)纸带的__________（选填“左”或“右”）端与重物相连。

(2)下面列举了该实验的几个操作步骤（示意图如图甲所示）：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的交流输出端上；

C．用天平测量出重物的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

指出其中没有必要进行的和操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并改正不恰当的步骤：没有必要进行的步骤是_______，理由是_________，操作不恰当的步骤是______，改正为__________。

14．某物理兴趣小组利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。除电池（内阻约为0. 3）、开关和导线外，实验室提供的器材还有：

A．电压表V（量程为3V，内阻约为3k）

B．电流表A1（量程为0. 6A，内阻约为0. 2）

C．电流表A2（量程为3A，内阻约为0. 05）

D．定值电阻（阻值为1. 5，额定功率为2W）

E. 定值电阻（阻值为20，额定功率为10W）

F. 滑动变阻器（最大阻值为15，额定电流为2A）。

（1）电流表应选用________（选填“B”或“C”），R0应选用________（选填“D”或“E”）。

（2）实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动触头P置于________（选填“a”或“b”）端。

（3）在器材选择正确的情况下，按正确操作进行实验，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U－I图线如图乙所示，则该电池的电动势E=________V、内阻r=________。

三、解答题(本大题共3个小题，共37分。第15题10分，第16题12分，第17题15分。)

15．如图所示，可视为质点的总质量为的滑板运动员包括装备，从高为的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧BC，圆弧BC的半径为，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间后又落回轨道若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道AB段粗糙、BC段光滑求：

运动员离开C点时的速度和上升的最大高度；

运动员包括装备运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力；

从A点到B点，运动员包括装备损失的机械能．

16．如图所示，等间距固定的两光滑金属导轨由半径为r的竖直圆轨和水平直轨平滑连接组成，导轨间距为L（L<<r），上端用阻值为R的电阻连接。水平直轨在同一水平面内，处于磁感应强度为B竖直向下的匀强磁场中。长度为L、质量为M、电阻为R的金属棒放在水平直轨的左端（在磁场内）并始终与导轨接触良好，质量为m（m<M）的绝缘棒cd从圆弧轨道上高出水平轨道L处由静止释放，cd与ab的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短可忽略，发生第二次碰撞时ab已停止运动。不计导轨电阻，重力加速度大小为g。求

（1）碰后cd上升的最大高度；

（2）除碰撞外ab的最大加速度；

（3）到cd、ab都停止运动的全过程中ab的位移；

（4）cd与ab发生第二次碰撞与第三次碰撞之间的时间间隔。

17．如图所示，一对足够大的金属板M、N正对且竖直放置，两极板分别接在大小可调的电源两端，N极板右侧分布有匀强磁场，磁场大小为B，方向垂直纸面向里，磁场区域放有一半径为R的圆柱体，圆柱体的轴线与磁场方向平行，圆柱体的横截面圆的圆心O到右极板N的距离为，在贴近左极板M处有足够大的平行且带负电等离子束，在电场力的作用下无初速沿垂直于N极板（经过特殊处理，离子能透过）射入磁场区域，已知所有离子的质量均为m，电量为q，忽略离子的重力和离子间的相互作用力．求：

（1）若某个离子经过N极板后恰好垂直打在圆柱体的最高点，则此时加在极板上的电源电压；

（2）为了使所有的离子均不能打在圆柱体上，则电源电压需满足什么条件；

（3）若电源电压调为，则从极板N上哪个范围内射出的离子能打在圆柱体上．

四、选修（本题共12分，选修3-3）

18．如图甲所示，固定在地面上的气缸里，固定两个活塞A、B，气缸内被分成等体积的两部分，左边压强为（外界大气压也是）、温度为的理想气体，而右边空间为真空，已知气缸、活塞均是绝热的；

(1)若在不漏气的情况下将活塞A瞬间抽出，气体自由扩散到右侧真空区域，稳定后气体的压强和温度各是多少？

(2)若再放开活塞B，不计活塞B与气缸壁间的摩擦力，并用外力作用于活塞B将体向左缓慢压缩，稳定时使气体体积恢复开始时的体积，如图乙.测得此时气温度为，已知活塞面积为S，求此时加在活塞B上的推力大小.

参考答案

1．B

【详解】

A、7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星在地面附近做匀速圆周运动所具有的线速度，由轨道I变为轨道Ⅱ需在A点加速，做离心运动，该点的速度会大于第一宇宙速度，故A错误；

B、如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则定位在赤道上空，因此在该轨道上运行的任何卫星，其角速度都和在地面上静止物体的角速度相同，故B正确；

C、虽然在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上的，如我国酒泉卫星发射中心不在赤道上，故C错误；

D、根据，可得，，轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的向心加速度大于轨道Ⅲ上的向心加速度，卫星在轨道I上的周期小于轨道Ⅲ上的周期，故D错误。

故选B。

2．A

【详解】

小球靠重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：

小球做圆周运动的半径为

r=Rsinθ

根据力图可知

解得

所以

故A正确，BCD错误。

故选A。

3．D

【详解】

AB．因为与滑动变阻器R并联，由并联电路的特点可知，两端的电压是相等的，所以通过和的电流与和滑动变阻器的阻值有关；故选项AB错误；

CD．当滑动变阻器的阻值增大时，整个电路的总电阻变大，电流变小，和滑动变阻器两端的电压变大，的示数增大，因为总电流减小，所以的示数减小；故C错误，D正确。

故选D。

4．C

【详解】

由平行四边形定则可得，合力大小为

C正确。

故选C。

5．A

【详解】

货物受到重力、拉力和空气的阻力，合外力提供加速度，由牛顿第二定律得：

所以：

故选A。

6．B

【详解】

A．该反应为原子核的人工转变，故A错误；

B．核反应（7Li）*→7Li+γ中没有质子数和中子数的变化，则（7Li）*和7Li的核子数相同，故B正确；

C．核反应（7Li）*→7Li+γ中放出了能量，则7Li比（7Li）*更稳定，7Li的比结合能大于（7Li）*的比结合能，故C错误；

D．核反应（7Li）*→7Li+γ中放出了能量，故该反应过程发生了质量亏损，故D错误。

故选B。

7．C

【详解】

根据位移与时间的关系式为

s=t-0.5t2（m）

结合

可知

v0=1m/s

a=-1m/s2

则

A．运动开始时该物体做匀减速直线运动，选项A错误；

B．该物体运动任意相邻1s内的位移差大小都是

选项B错误；

C．该物体运动第1秒的位移为x=0.5m，则平均速度大小为

选项C正确；

D．由上述分析可知，该物体运动的加速度大小为1m/s2，选项D错误。

故选C。

【答案】D

【解析】

试题分析：动能为，当动能的大小变化时，也可以是物体的质量变化引起的，速度不一定变化，所以A错误；当只是速度的方向发生变化时，由可知此时物体的动能是不变化的，所以B错误；动能是没有方向的，它是标量，速度是有大小和方向的，它是矢量，所以C错误，D正确。

考点：动能、速度

名师点睛；动能为，物体的质量和速度的大小都可以引起物体动能的变化，它是没有方向的，它是标量。

9．AD

【详解】

A．当汽车向右匀速直线运动时，电介质位置不变，根据电容的决定式

可知电容器的电容不变，因两板电压不变，根据电容的定义式

可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，A正确；

B．当汽车以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，根据电容器的决定式可知电容器的电容不变，因两极的电压不变，根据电容器的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，B错误；

C．电容器两端与电源连接，电压等于电源电压不变，两板间距不变，电容器两板之间形成的匀强电场不变，根据匀强电场中电势差与场强的关系

可以推断电介质所处位置电势不变， C错误；

D．当电路中有顺时针方向的电流时，说明电容器处于充电状态，因电容器两端电压等于电源电压不变，根据

可知电容器的电容增大导致电容器所带电荷量增加，根据电容器的决定式

可知插入极板间电介质加深，弹簧越拉越长，合力向右增大，汽车向右做加速度增大的加速运动符合上述结果，D正确。

故选AD。

10．BD

【详解】

AB．由题图分析可知，0~t1时间内，由法拉第电磁感应定律有

面积为S＝πr22，由闭合电路欧姆定律有

联立以上各式解得，通过电阻R1上的电流大小为

由楞次定律可知，通过电阻R1上的电流方向为由b到a，故A项错误，B项正确；

C．线圈两端的电压大小为

U＝I1·2R＝

故C项错误；

D．通过电阻R1的电荷量为

q＝I1t1＝

故D项正确。

故选BD。

11．BD

【详解】

A．电压表的读数为有效值，不为零，故A错误；

B．由图可知

故

所以其表达式为

故B正确；

C．根据变压器电压关系

由滑动触头P顺时针转动时，n2变小，所以R两端的电压减小，故C错误；

D．滑动触头P逆时针转动时，n2变大，根据变压器电压关系

所以R两端的电压增大，输入功率等于输出功率

所以滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大，故D正确。

故选BD。

12．AC

【解析】

【详解】

由左手定则，结合通电导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外，右半部分安培力方向垂直向纸面向里，导致通电导线从上向下(俯视)看逆时针转动，可知磁感线方向是从左向右；

A、磁场为条形磁铁提供，条形磁铁的左端为极，故选项A正确；

B、磁场为马蹄形磁铁提供，马蹄形磁的左端为极，故选项B错误；

C、磁场为直线电流提供，电流的方向垂直纸面向里，故选项C正确；

D、磁场为通电螺线管提供，电流的方向左端应该是向下，故选项D错误．

13．左    C    在验证机械能守恒时，左右两边式子均有质量m，可以约去，没有必要用天平测重物的质量    D    应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带   

【详解】

(1)[1]物体做加速运动，由纸带可知，纸带上所打点之间的距离越来越大，这说明物体与纸带的左端相连

(2)[2]没有必要进行的步骤是：C；理由是：在验证机械能守恒时，左右两边式子均有质量m，可以约去，没有必要用天平测物体的质量

[3]操作不恰当的步骤是D；改正为：先接通电源，待打点稳定后再释放纸带

14．B    D    b    1. 48    0. 46   

【详解】

（1）[1][2]．估算电流时，考虑到干电池的内阻0.3Ω左右，保护电阻选择与内阻相当的定值电阻D即可；这样加上保护电阻，最大电流控制在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表，故选B；
（2）[3]．实验时，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动触头P置于阻值最大的b端。

（3）[4][5]．根据闭U-I图象可知，与U轴的交点表示电动势，所以E=1.48V，图象的斜率表示内电阻与保护电阻之和，故

解得

r=0.46Ω；

15．（1）5m（2）3000N（3）3000J

【详解】

（1）运动员在C点的速度=10m/s，

离开C点可上升的高度h=×=5m．

（2）设运动员运动到圆轨道最低点B时速度为v2，对运动员从B到C：

由机械能守恒定律得：

在最低点B，由牛顿第二定律，F-mg=m

解得：F=3000N

由牛顿第三定律，运动员对轨道的压力大小F’=F=3000N．

（3）从A点到B点，由能量守恒定律得：

运动员损失的机械能：△E==3000J

16．（1）或；（2）；（3）；（4）

【详解】

（1）设第1次碰撞前cd的速度为，有

设第1次碰撞后cd的速度的速度为，则

解得

，

设碰撞后cd上升的最大高度为h

整理得

或

（2）第1次碰撞后瞬间ab的加速度最大，此时ab的速度为K，回路中的电动势E、电流I及ab受到的安培力F为

，，

根据牛顿定律

F=Ma       

整理得

（3）二碰后cd速度大小速度

次碰后为为

对一碰后运动由动量定理得

同理：

……

得

总位移

时

（4）cd在水半轨垣还动时间

cd在圆弧轨道运动时间

总时间

综上得

17．（1）（2）（3）在离O1上方不大于和在离O1下方不大于的范围内的离子均能打在圆柱体上

【解析】

（1）设经过极板加速后垂直打在圆柱体的最高点时速度为v1，由动能定理知

由几何关系知，离子在磁场中做圆周运动的半径

又

联立得

（2）设所有离子刚好不能打在圆柱体上时速度为v2，轨迹如图1，此时离子的轨迹半径

由牛顿第二定律知

联立得

则电源电压需满足

（3）若电源电压调为，由、

得，离子的轨迹半径r=3R

画出离子的运动轨迹如图2所示，从O1上方P点、O1下方Q点射入的离子刚好打在圆柱体上，只有从PQ区间射入磁场的离子均能打在圆柱体上，由几何关系知

则

同理可得

因此在离O1上方不大于和在离O1下方不大于的范围内的离子均能打在圆柱体上．

18．(1)；；(2)

【详解】

(1)气体自由扩散到真空区域稳定后，气体内能不变，所以此时气体温度为

由玻意耳定律知：

解得：

(2)用外力作用于活塞将气体向左缓慢压缩，稳定时使气体体积恢复开始时的体积，气体做等容变化

解得：

对活塞根据平衡条件可得：

解得：