安徽名校联盟2020-2021学年高二下学期期末联考物理试题

2020-2021学年第二学期期末考试卷

高二物理

满分:100分考试时间:90分钟

注意事项:

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。

3.请按照题序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。

4.保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题:共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求；第7-10题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错不得分。

1.2021年三星堆考古又有了新发现。考古学家用碳4年代检测方法发现出土文物属于商代晚期。用中子轰击氮14可以产生碳14，核反应方程为，碳14具有放射性，放出一种射线又产生氮14，核反应方程为，则下列判断正确的是

A.x为β粒子   B.x为质子   C.y为α粒子   D.y为中子

2.关于近代物理，下列说法正确的是

A.根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小

B.光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著

C.当入射光照射某金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与人射光子的频率成正比

D.黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射因此肉眼看不到黑体

3.2022年冬奥会将在北京举行，跳台滑雪是一项惊险刺激的比赛项目，某运动员在比赛中以一定的速度从水平台面上滑出，滑出后2s时离斜坡距离最大，已知斜坡的倾角为45°，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，运动过程中运动员视为质点。则运动员从水平台面上滑出的速度大小为

A.10m/s  B.102m/s  C.20m/s  D.20m/s

4.如图所示，球面光滑的半球形物体放在水平面上。一个可视为质点的物块放在球面上在与半球面切线平行的力F作用下处于静止状态，此位置与球心O的连线与水平方向的夹角为30°。现保持F的方向不变，改变其大小，使物块沿球面缓慢运动到球的顶端，此过程半球形物体始终不动，则

A.F不断增大       B.F不断减小

C.球面对物块支持力先增大后减小  D.球面对物块支持力不断减小

5.如图所示，矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，ABC为正三角形金属线框，D、E分别是AC边和BC边的中点，在外力作用下金属线框匀速向右运动通过磁场，运动过程中线框平面始终与磁场垂直，速度始终与AB边垂直，当线框运动到①、②位置时，感应电流

A.大小相同，方向相同   B.大小不同，方向不同

C.大小不同，方向相同   D.大小相同，方向不同

6.“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，在t时间内通过的路程为s，与火星中心的连线转过的圆心为θ（θ<2π）。已知火星的半径为R，则火星表面的重力加速度大小为

A.   B.   C.   D.

7.如图所示，匀强磁场方向水平向右，弯折成90°角的导线abc放在磁场中，导线中通有恒定电流，ab和bc长度相等，开始时bc与磁场平行，ab与磁场垂直，保持电流大小不变让导线在导线所在平面内绕a端顺时针方向缓慢转过45°，则转动过程中整根导线受到的安培力

A.大小不断增大  B.大小始终不变  C.方向始终不变  D.方向不断变化

8.如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻R1=R2=10Ω，C为电容器，在变压器原线圈输入如图乙所示的正弦交流电压，电阻R1消耗的功率为40W，电容器不会被击穿，则

A.变压器原副线圈的匝数比为5:1

B.变压器原副线圈的匝数比为4:1

C.仅增大变压器输交流电的频率，R1、R2消耗的功率均不变

D.仅增大变压器输入交流电的频率，R1消耗的功率不变、R2消耗的功率增大

9.在矩形ABCD的四个顶点固定有电荷量均为q的点电荷，电性分布如图所示，O为矩形的中心，E、F、G分别为AB、CD、AD的中点，则下列判断正确的是

A.G点的电势比E点电势高   B.点与F点的场强大小相等

C.E点与F点的场强方向相同   D.带负电的粒子从E点沿直线移到F点，电势能始终不变

10.如图所示，A、B两个圆环由粗细均匀的同种材料的金属制成，金属丝截面直径之比为2:1，圆环的半径之比为2:1，圆环的半径远大于金属丝的截面直径，两环放在匀强磁场中，环面均与匀强磁场垂直。若磁场的磁感应强度均匀增大，则

A.A、B两环中产生的感应电动势之比为2:1   B.A、B两环中产生的感应电流为8:1

C.相同时间内，A、B两环产生的焦耳热为32:1  D.相同时间内，通过A、B两环截面的电量之比为16:1

二、实验题:共2小题，共14分。

11.（6分）

要测量滑块与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图甲所示的实验装置。

（1）要保证打点计时器正常工作，电源应采用____________（填“4-6V交流电”或“220V交流电”）；还需要的器材有____________（填“复写纸”或“墨粉纸盘）。

（2）实验需要注意的地方有___________。

A.应调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与长木板平行

B.应保持砝码的质量远小于滑块的质量

C.应在接通电源的同时释放纸带

D.应将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，保证轻推后滑块在长木板上匀速滑动

（3）当装置安装正确，实验操作符合要求后，实验打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻计数点间还有四个点未画出，其中x1=7.05cm，x2=7.68cm，x3=8.33cm，x4=8.96cm，x5=9.60cm，x6=10.24cm，已知交流电的频率为50Hz，则小车运动的加速度a=___________m/s2。（结果保留三位有效数字）

（4）若测得滑块的质量M，砝码的质量为m，当地的重力加速度为g，则滑块与长木板间的动摩擦因数为μ=___________（用已知和测得的物理量符号表示），因未考虑砝码盘的质量，导致测量的结果比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。

12.（8分）

要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下:

A.1节干电池

B.电流表，量程:0～0.6A，内阻rA=2.5Ω

C.电压表，量程:0～3V，内阻rV约3000Ω

D.滑动变阻器0～20Ω

（1）请将提供的器材连接成完整的实验电路，要求尽可能减小实验误差。

（2）闭合电键前，应将滑动变阻器滑片移到最___________（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U、I，在U-I坐标系中点作图如图乙所示，由此可得出干电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留三位有效数字）。

（3）不考虑偶然误差的情况下，内阻测量值r测___________内阻真实值r真（填“>、=或<”）。

三、解答题:共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明证明过程或演算步骤。

13.（10分）

如图所示，质量均为m、带等量异种电荷的A、B两个小球放在光滑绝缘的固定斜面上，给B球施加沿斜面向上、大小为F=2mg（g为重力加速度）的拉力，结果A、B两球以相同的加速度向上做匀加速运动，且两球保持相对静止，两球间的距离为L，小球大小忽略不计，斜面的倾角θ=30°，静电力常量为k。求:

（1）两球一起向上做加速运动的加速度大小；

（2）A球所带的电荷量。

14.（10分）

如图所示，上表面光滑、长为L、质量为m的长木板放在光滑的水平面上，物块B放在长木板A上表面的右端，A、B均处于静止状态，轻弹簧放在光滑水平面上，左端与固定挡板连接，用质量为m的物块C压缩弹簧，然后由静止释放物块C，物块C被弹簧弹开后沿水平面向前运动与长木板碰撞并粘在一起（碰撞时间极短），长木板从物块B下面滑过所用时间为t，不计物块B、C的大小。求:

（1）物块C与长木板碰撞后粘在一起的共同速度；

（2）弹簧开始被压缩时具有的弹性势能。

15.（12分）

如图所示，在直角坐标系xOy中，第一象限内，x=l和y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场I，在第四象限内，x=l和y轴之间有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅱ，在第三象限内，有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子在第三象限内P点（，）由静止释放，粒子仅在电场力作用下运动，从y上的Q点进入磁场Ⅱ，以垂直x轴的方向进磁场I，已知磁场I的磁感应强度是磁场Ⅱ磁感应强度的3倍，重力不计。求:

（1）粒子进入磁场时的速度大小；

（2）粒子在磁场中运动的时间。

16.（14分）

如图所示，平行金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨右端连接阻值为2Ω的定值电阻R，导轨处在垂直于平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为1T，质量均为1kg、电阻均为2Ω的金属棒a、b放在导轨上，两金属棒与导轨的动摩擦因数均为0.1，导轨间距为1m，给金属棒a施加一个水平向左的恒力F，当金属棒a匀速运动时，金属棒b刚好要滑动重力加速度g为10m/s2，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻，导轨足够长。求:

（1）金属棒a匀速运动时，金属棒b中的电流大小；

（2）金属棒a匀速运动的速度大小；

（3）若金属棒a从静止开始运动至达到最大速度的过程中，过金属棒a截面的电荷量为4C，则此过程电阻R中产生的焦耳热为多少。

2020—2021学年第二学期期末考试

高二物理参考答案

1.【答案】B

【解析】根据质量数、电荷数守恒可以判断，x为子，y为β粒子，B项正确。

2.【答案】A

【解析】根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小，A项正确；光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著，B项错误当入射光照射某金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光子的频率成线性关系，不是成正比，C项错误；黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射光，肉眼能看到黑体，故D项错误。

3.【答案】C

【解析】设滑出时速度大小为v，则tan45°=，解得v=20m/s，C项正确。

4.【答案】B

【解析】由于F的方向不变，重力的大小和方向不变，由图像法动态平衡分析可知，拉力F不断减小，球面对物块的支持力不断增大。B项正确。

5.【答案】D

【解析】在①、②位置切割磁感线的有效长度相同，因此感应电动势大小相同，感应电流大小相同，根据楞次定律可知，感应电流方向相反，D项正确。

6.【答案】C

【解析】由题意知，，，则“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的向心加速度，圆周运动的轨道半径，由，，得到，C项正确。

7.【答案】AC

【解析】转动过程中，导线的有效长度不断增大因此受到的安培力不断增大，根据左手定则判断，安培力的方向始终垂直导线所在平面向里，保持不变，A、C项正确。

8.【答案】AD

【解析】设副线圈两端的电压为U2，则，解得U2=20V，因此原副线圈的匝数比，A项正确；仅增大变压器输入交流电的频率，电容器对交流电的阻碍变小，因此R2中的电流变大，功率变大，R1中的电流不变，功率不变，D项正确。

9.【答案】BD

【解析】由等量异种电荷连线中点处的电势为零可知，E、G两点的电势均为零，EOF直线上各点电势均为零，A项错误、D项正确；根据等量异种电荷电场的电场强度分布特点及叠加可知，两点场强大小相等，E点的电场强度方向由A指向B；F点的电场强度方向由C指向D，因此C项错误，B项正确。

10.【答案】BC

【解析】由题意可知，两环环面面积之比为SA：SB=4:1，由法拉第电磁感应定律可知，两环的感应电动势之比为4:1，A项错误；由可知，A、B两环的电阻之比1:2，因此电流之比为8:1，B项正确；由焦耳定律可知，C项正确；由q=It可知，相同时间内，通过A、B两环截面的电量之比为8:1，D项错误。

11.（6分）

【答案】（1）220V交流电（1分）  墨粉纸盘（1分）

（2）A（1分）  （3）0.638（1分）

（4） （1分）  偏小（1分）

【解析】（1）因为是电火花打点计时器，因此需要电源为220V交流电，同时需要墨粉纸盘。

（2）为了使细线对滑块的拉力恒定，必须使连接滑块的细线与长木板平行，A项正确；不需要使砝码的质量远小于滑块的质量，B项错误；应在接通电源后，待打点稳定后释放纸带，C项错误；长木板必须保持水平，D项错误。

（3）由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s，根据逐差法可得小车运动的加速度为；

（4），解得，考虑砝码盘的质量m0，结果应该为，由于a小于g，因此不考虑砝码盘的质量，会使测量结果偏小。

12.（8分）

【答案】（1）见解析（2分）

（2）左（1分）1.38～1.42（2分）1.40～1.50（2分）

（3）=（1分）

【解析】（1）由于电流表的内阻已知，因此可采用如图所示的电路。

（2）闭合电键前，为了保护电路中元件，滑动变阻器接入电路的电阻最大，滑片应滑到最左端；根据图乙可知，电池的电动势为E=1.40V，电池的内阻。

（3）由于实验过程将电流表等效成理想电表，将电流表的内阻和电池内阻等效成新电源的内阻，电压表测的就是等效电源的路端电压，电流表测的就是等效电源的电流，因此内阻测量值r测=内阻真实值r真。

13.（10分）

【答案】见解析

【解析】（1）整体法，两球一起向上做加速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律

2mg-2mgsinθ=2ma…（3分）

解得:a=…（2分）

（2）设A球的带电量为q，对A球研究，根据牛顿第二定律有

（3分）

解得:……（2分）

14.（10分）

【答案】见解析

【解析】（1）设C与A碰撞后的共同速度为v，由于长木板上表面光滑，

因此物块B处于静止，长木板从B下面匀速通过，则L=vt …………（2分）

解得:…………（2分）

（2）设碰撞前物块C的速度为v0，根据动量守恒定律有

…………（2分）

解得:v0=5v……（2分）

设弹簧开始具有的弹性势能为Ep，根据能量守恒定律

………（2分）

15.（12分）

【答案】见解析

【解析】（1）设粒子进入磁场时的速度大小为v，根据动能定理有

…………（3分）

解得: …………（2分）

（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子在磁场I中做匀速圆周运动的半径为r1，在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为r2，根据题意可知，

……（1分）

设磁场Ⅱ的磁感应强度为B，则磁场Ⅰ的磁感应强度为3B，根据牛顿第二定律

…（1分）

………（1分）

解得:

……………（2分）

粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，则粒子在磁场运动的时间

…（2分）

16.（14分）

【答案】见解析

【解析】（1）设金属棒a匀速运动时，金属棒b中的电流为I

对金属棒b研究μmg=BIL……（2分）

解得:I=1A…（1分）

（2）设金属棒a匀速运动的速度大小为v，则电路中的电动势

E=BLv……（1分）

电路中的总电阻R总=3Ω……………（1分）

根据闭合电路欧姆定律2I=……………（1分）

解得:v=6m/s…………（1分）

（3）设此过程金属棒a运动的距离为s，由题意可知，…………（1分）

解得:s=12m………（1分）

对金属棒a研究，根据力的平衡F=μmg+2BIL=3N…………（2分）

设电阻R中产生的焦耳热为Q，则金属棒a、b中产生的焦耳热分别为4Q、Q，

根据功能关系……（2分）

解得:Q=1J…（1分）