2020-2021学年四川省雅安市高二下学期期末联考物理试题20 解析版

四川省雅安市2020-2021学年高二下学期期末联考

物理试题20

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．以下物理量中全部是矢量的是（　　）

A．位移、电流、力

B．位移、速度的变化量、力

C．位移、平均速率、力

D．位移、速度的变化量、时间

2．如图所示,一个内壁光滑的圆锥面轴线OO'是竖直的,顶点O在下方,锥角为2α。有两个相同的小球A与B(均视为质点)在圆锥的内壁上沿不同的水平轨道做匀速圆周运动,则有

A．A与B的速率vA <vB B．A与B运动的周期相同

C．锥壁对A与B的支持力NA<NB D．A与B两球的向心加速度aA<aB

3．一个物体做匀变速直线运动，当t=0时，物体的速度大小为12m/s，方向向东；当t=2s时，物体的速度大小为8m/s，方向向西。则此物体的加速度大小为（　　）

A．2m/s2 B．4m/s2 C．10m/s2 D．6m/s2

4．质量均匀分布的正方形薄木板abcd边长为L，重力为G，将顶点a处用一水平光滑轴挂起，处于静止状态，如图所示。现施加一外力使其ab边在竖直线上，则此外力做的功至少应为

A．GL    B．GL    C．GL    D．GL

5．我国自主研制的高分辨率对地观测系统包含至少7颗卫星和其他观测平台，分别编号为“高分一号”到“高分七号”，它们都将在2020年前发射并投入使用。于2013年4月发射成功的“高分一号”是一颗低轨遥感卫星，其轨道高度为645km。关于“高分一号”卫星，下列说法正确的是（ ）

A．发射速度一定为7.9km/s

B．可以定点在相对地面静止的同步轨道上

C．卫星绕地球运行的线速度比月球的大

D．卫星绕地球运行的周期比月球的大

6．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电压表、电流表均为理想电表，R0为定值电阻，闭合电键S，调节电阻箱的阻值，使其接入电路的阻值增大△R，结果电容器的电量增加了△Q，电压表示数的增加了△U，电流表示数减小了△I，则下列关系不正确的是（　　）

A．    B．    C．    D．

7．2018年6月5日，是第47个世界环境日，“绿水青山就是金山银山”，中国向世界发出“绿色治理”的铿锵之音，中国承诺到2020年碳排放量下降40%～45%；为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站项目．目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　　)

A． B．

C． D．

8．如图所示，水平面上 B 点左侧都是光滑的，B 点右侧都是粗糙的．质量为 M 和 m 的两个小物块（可视为质 点），在光滑水平面上相距 L 以相同的速度向右运动，它们在进入粗糙区域后最后静止．若它们与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，设静止后两物块间的距离为 s，M 运动的总时间为 t1、m 运动的总时间为 t2，则以下 说法正确的是（　　）

A．若 M=m，则 s=L

B．只有 M=m，才有 s=0

C．若 M=m，则 t1=t2

D．无论 M、m 取何值，总是 t1=t2

9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R，导体棒 MN 放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度 B 的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN 始终保持静止，忽略电容器 C 的充电时间，则在 0～t2 时间内

A．电容器 C 所带的电荷量先减小后增大

B．电容器 C 的 a 板先带正电后带负电

C．通过 MN 电流始终没变

D．MN 所受安培力的方向先向右后向左

10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器，已知通过R1的正弦式电流如图乙所示，则 ( )

A．交变电流的频率为0.02 Hz

B．原线圈输入电压的最大值为200 V

C．电阻R2的电功率约为6.67 W

D．通过R3的电流始终为零

11．如下图所示，电源、开关、理想二极管以及平行板电容器用导线连成一个回路，闭合开关后，一带电油滴在平行板电容器中间保持静止，整个过程中油滴的质量和电荷量不变。下列说法中正确的是

A．油滴带负电

B．保持开关闭合，将上极板上移，油滴保持静止

C．保持开关闭合，将上极板下移，油滴保持静止

D．保持开关闭合，将上极板右移，油滴保持静止

12．如图甲所示，一个边长为a、不变形的正方形线圈固定在纸面内，线圈每单位长度的电阻为r；它的一半处在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度的大小B随时间t变化的关系如图乙所示；则时间间隔内（　　）

A．在时刻，线圈中感应电流的方向发生改变

B．在时刻，线圈所受安培力的方向发生改变

C．线圈中产生的感应电动势大小为

D．通过线圈导线横截面的电荷量为

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．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一水平的气垫导轨，导轨上A点处有一滑块，其质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连．调节细绳的长度使每次实验时滑块运动到B点处与劲度系数为k的弹簧接触时小球恰好落地，测出每次弹簧的压缩量x，如果在B点的正上方安装一个速度传感器，用来测定滑块到达B点的速度，发现速度v与弹簧的压缩量x成正比，作出速度v随弹簧压缩量x变化的图象如图乙所示，测得v－x图象的斜率.在某次实验中，某同学没有开启速度传感器，但测出了A、B两点间的距离为L，弹簧的压缩量为x0，重力加速度用g表示，则：

(1)滑块从A处到达B处时，滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为ΔEk＝____________，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝______________，在误差允许的范围内，若ΔEk＝ΔEp则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)

(2)在实验中，该同学测得M＝m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m，并改变A、B间的距离L，作出的x2－L图象如图丙所示，则重力加速度g＝________m/s2.

14．在测定干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：

A．特测干电池（1节）

B．电流表（满偏电流，内阻）

C．电流表（，内阻未知）

D．滑动变阻器（，）

E. 滑动变阻器（，）

F. 定值电阻（阻值）

G. 开关与导线若干

用如图甲所示电路图完成实验，测得多组电流表读数，为电流表的示数，为电流表的示数，如表所示：

（1）在实验中，为了操作方便且能够准确进行测量，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）；电流表的量程应为___________（填“0.6”或“3”）。

（2）请你根据表格中的数据在图乙绘制完成图线___________。

（3）由乙图线可以得到被测干电池的电动势___________，内阻___________。（结果保留两位有效数字）

（4）现有一小灯泡，其曲线如丙图所示，若将此小灯泡串联接在这节干电池的两端，小灯泡的实际功率是___________。

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。)

15．一物体从地面某处被竖直向上抛出，若不计空气阻力，它在上升过程中的第内和最后内的位移之比为。若取，求物体能上升的最大高度。

16．随着电磁技术的日趋成熟，我国新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止．为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型．在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道端点MP间接有电阻，一个长为L，质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，金属棒、导轨、电阻一起构成一个回路，回路的总电阻为R．质量为M的飞机着舰后以水平速度v0迅速钩住导体棒ab，并立即与ab获得共同的速度．钩住ab立即关闭动力系统，假如忽略摩擦阻力等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来．求：

（1）飞机与ab棒共速时的加速度大小a；

（2）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中运动的距离x以及该过程中产生的焦耳热

17．如图所示,一个质子以初速度v0=5×106m/s射入一个由两块带电的平行金属板组成的区域.两板距离为20cm,金属板之间是匀强电场,电场强度为3×105V/m.质子质量为m=1.67×10-27kg,电荷量为q=1.60×10-19C．试求

（1）质子由板上小孔射出时的速度大小；

（2）质子在电场中运动的时间；

四、选修（本题共12分，选修3-3）

18．一粗细均匀的“J”形细玻璃管竖直放置，短臂端封闭，长臂端（足够长）开口向上，用水银柱在短臂内封有一定质量的理想气体，初始状态时管内各段长度如图甲所示，密闭气体的温度为，大气压强为。

（1）若沿长臂的管壁缓慢加入长的水银柱并与下方的水银合为一体，密闭气体始终保持原来的长度，应使气体的温度变为多少；

（2）在第（1）问的情况下，再使玻璃管绕过点的水平轴在竖直平面内顺时针缓慢转过180°，求稳定后与密闭气体接触的水银柱面到点的距离；

（3）在图乙所给的坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。

参考答案

1．B

【详解】

A．位移、力既有大小，又有方向，是矢量，电流虽然也有方向，但其运算遵守代数加减法则，是标量，故A错误；

B．位移、速度的变化量、力既有大小，又有方向，是矢量，故B正确；

C．位移、力既有大小，又有方向，是矢量，平均速率是标量，故C错误；

D．位移、速度的变化量既有大小，又有方向，时间是标量，故D错误；

故选B。

2．A

【详解】

对小球受力分析，受重力和支持力，如图

由几何知识知：，两小球质量相同，则合力F相同。

A．根据牛顿第二定律，有

得：

B的半径较大，则vB较大，，故A正确；

B．根据，B的半径r较大，则周期T较大，故B错误；

C．由图中几何关系：

α相同，故N相同，故C错误；

D．向心加速度

α相同，故a相同，故D错误；

3．C

【详解】

选向东为正方向，根据加速度的定义式可得加速度大小为

即加速度大小为10m/s2，方向向西

故选C。

4．D

【解析】

【详解】

初始时，薄板重心所在水平线离a处；ab边在竖直线上时，薄板重心所在水平线离a处；对移动过程，应用动能定理得：，解得：。故D项正确，ABC三项错误。

5．C

【详解】

解：A．7.9Km/s是第一宇宙速度，是卫星做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是最小发射速度，所以发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；

B．“高分一号”是一颗低轨遥感卫星，其轨道高度为645km，不能定点在相对地面静止的同步轨道上，故B错误；

C．根据

解得，因卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，故卫星绕地球运行的线速度比月球的大，故C正确；

D．根据

解得，因卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，故卫星绕地球运行的周期比月球的小，故D错误。

故选C。

【点睛】

本题关键是卫星做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，然后根据牛顿第二定律列式判断。

6．B

【解析】

【详解】

闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于△U．即，电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为△Q=C△U．即△U=，故AC正确；根据闭合电路欧姆定律得：U=E﹣I（R0+r），由数学知识得知，=R0+r≠△R．故B不正确。根据以上分析知△Q=C△U=△IC（R0+r），故D正确；本题选不正确的；故选B。

【点睛】

此题中两电表读数的比值要根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律来分析，注意≠R，R是非定值元件。

7．B

【详解】

现在的核电站用的是裂变反应获取能量，A是α衰变，故A错误；B是裂变反应，故B正确；C是衰变，故C错误；D是发现质子的反应．故选B．

【点睛】本题考查了重核的裂变，要记住一些特殊的核反应方程，知道属于裂变反应还是聚变反应．

8．D

【解析】

【详解】

试题分析：根据牛顿第二定律得，物块进入粗糙水平面的加速度，知两物块的加速度相等，又进入粗糙水平面的初速度相同，末速度都为零，根据运动学公式，知两物块运行的位移x相等，则s=0．所以无论M、m取何值，总是s=0

因为加速度相等，初速度相等，根据速度时间公式可得，在粗糙面上的运动时间相等，而乙相距B点较远，故乙的总的运动时间较长，所以选D，

考点：考查了牛顿第二定律的应用

点评：解决本题的关键掌握牛顿第二定律求出加速度，以及知道两物块的初末速度相等，加速度相等，所以在粗糙水平面上运行的位移相等．

9．CD

【解析】A、磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器的电压恒定，电容器C所带的电荷量大小始终没变，电容器极板的电性也不会变化，故AB错误；
C、由于磁感应强度均匀变化，感应电动势恒定，所以感应电流也恒定，根据楞次定律回路感应电流沿逆时针方向，MN所受安培力的方向先向右后向左，故CD正确。

点睛：本题关键要根据法拉第电磁感应定律判断出电路中的电动势恒定不变，再根据楞次定律、左手定则进行分析。

10．BC

【详解】

试题分析：由图乙知交流电的周期为0.02s，根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫兹，故选项A错误；由图乙可知通过的电流最大值为A，根据欧姆定律可知其最大电压为V，即副线圈的输出电压最大值V，根据得V，故选项B正确；由知W，故选项C正确；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过和电容器，故选项D错误．

考点：本题考查对交流电的图象的理解和应用，明确交流电的最大值，有效值之间的关系；掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系，同时对于电容器的作用要了解．

11．AB

【详解】

A．电容器上极板带正电，因此极板间的电场强度竖直向下，因带电油滴在平行板电容器中间处于静止，则其受到的电场力竖直向上，那么油滴带负电，故A正确；

B．保持开关闭合，极板间的电压不变，将上极板上移，根据电容器的电容：，可知，电容C减小，根据，因此电容器的电量会减小，而二极管具有单向导电性，闭合电键后电容器只能充电，因此电容器的电量Q不变，极板间的电场强度：；整理得：，由此可知，电场强度不变，电场力也不变，则油滴仍保持静止，故B正确；

C．保持开关闭合，极板间的电压不变，将上极板下移，根据电容器的电容：，可知，电容C增大，根据，因此电容器的电量会增大，闭合电键后电容器充电，因此电容器的电量Q变大，依据极板间的电场强度：整理得：，由此可知，电场强度变大，电场力变大，则油滴向上运动，故C错误；

D．保持开关闭合，极板间的电压不变，将上极板右移，根据电容器的电容：，可知，电容C减小，根据，因此电容器的电量会减小，而二极管具有单向导电性，闭合电键后电容器只能充电，因此电容器的电量Q不变，极板间的电场强度：整理得：，由此可知，电场强度变大，电场力变大，则油滴向上运动，故D错误。

12．BD

【详解】

AB．由楞次定律可知，在到的时间间隔内，垂直向里穿过线圈的磁通量减小，则线圈中感应电流为顺时针方向；当到的时间间隔内，同理可得感应电流也为顺时针方向；但在时刻，磁场的方向发生变化，故线圈所受安培力的方向发生改变在时刻发生变化，故A错误，B正确；

CD．根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势大小为

由闭合电路欧姆定律得

由电流强度的定义式得

联立可得通过线圈导线横截面的电荷量为

故C错误，D正确。

故选BD。

13．    mgL    9.6   

【详解】

（1）由题意可知，当弹簧的压缩量为x0时对应的速度 ，则滑块和小球组成的系统动能增加量可表示为；系统的重力势能减少量可表示为ΔEp＝mgL；

（2）由机械能守恒：（M+m）v2=mgL； ，带入数据解得：；由图像可知：，解得g=9.6m/s2 
【点睛】此题要了解光电门测量瞬时速度的原理．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面；此题为一验证性实验题．要求根据物理规律选择需要测定的物理量，找到函数关系，结合图像求解物理量．

14．    0.6        1.5    1.0    0.36   

【详解】

(1)[1]实验中电路中的电流应较大，滑动变阻器应选R1；

[2]测一节干电池电动势与内阻实验，电路最大电流较小，约为零点几安，因此电流表应选0.6A量程；

(2)[3]根据表格中的数据在图乙绘制图像得

(3)[4][5]根据实验电路图，由闭合电路欧姆定律得

I1-I2图线的函数表达式应为

由图示图象可知，图象的截距

图象斜率的绝对值

解得电源电动势

内阻

(4)[6]在图丙中画出灯泡两端电压和电流的关系图象，如图所示

根据图象可知交点为灯泡电流和电压，所以有

15．

【详解】

将上抛运动的逆过程看做是自由落体运动，设总时间为t，则根据

可得

解得

t=1.2s

h=7.2m

16．(1)      (2)   ，

【详解】

（1）飞机迅速钩住导体棒ab的过程，以飞机和导体棒ab组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以飞机的初速度方向为正方向：Mv0＝(M+m)v    

导体棒中感应电流为 I=BLv/R     

对整体，由牛顿第二定律得：BIL=（M+m）a    

 联立解得： 

（2）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，导体棒产生的平均感应电动势 E′=BLx/Δt 

感应电流平均值I′=E′/R               

对整体：规定初速度方向为正方向0－（M+m）v＝－BI′L·Δt   

解得：x=   

该过程中产生的焦耳热：Q=（M+m）v2 =

17．（1）（2）

【解析】

（1）根据动能定理得，代入数据；

（2）质子在电场中运动的时间．

18．（1）340K；（2）10cm；（3）见解析

【详解】

（1）已知，

由查理定律有

解得

（2）假设玻璃管旋转后短臂内无水银，水平管内水银柱面到点的距离为，则有

由玻意耳定律有

解得

经检验不合理，舍去；

即水银恰好全部进入长臂玻璃管，水银柱面到O点距离为；

（3）最终压强，变化过程如图所示；