2021临颍县南街高级中学高二下学期期末考试物理试题含答案

这是一份2021临颍县南街高级中学高二下学期期末考试物理试题含答案，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题，解答题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。

高二物理期末试卷
一、单选题
1.如图所示，质量为m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB的长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方为h的位置由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，在空中上升的最大高度为 （不计空气阻力），则（   ）

A. 小球冲出B点后做斜上抛运动
B. 小球第二次进入轨道后恰能运动到A点
C. 小球第一次到达B点时，小车的位移大小是R
D. 小球第二次通过轨道克服摩擦力所做的功等于
2.矩形金属线圈共10匝，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t的变化情况如图所示，下列说法中正确的是（   ）

A. 此交流电的频率是50 Hz                                     B. 0.015 s时线圈平面与磁场垂直
C. 此交流电的电动势有效值是 V                     D. 穿过线圈的磁通量最大值为 Wb
3.如图所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是(   )
 
A. t = 0.8s，振子的速度方向向左    
B. t = 0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C. t = 0.4s和t = 1.2s时，振子的加速度完全相同    
D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小
4.将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测.闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央.当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转.当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏，则（   ）

A. 电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动
B. 电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动
C. 电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动
D. 电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动
5.两个电热器连接如图所示，其中R1=R3=10Ω，R2=R4=40Ω，今将输入端接在电压U的电路中，那么它们功率的关系是(    )

A. P1>P2>P3>P4               B. P1>P3>P2>P4               C. P2>P1>P3>P4               D. P4>P3>P2>P
6.如图所示，有一固定的圆筒形绝热容器，用绝热活塞密封一定质量的气体，当活塞处位置a时，筒内气体压强等于外界大气压，当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 气体分子间作用力增大        B. 气体压强增大        
C. 气体分子的平均动能减小        D. 气体内能增加
7.平行板电容器两极板之间的距离为d、电压为U、电场强度大小为E，两极板所带的电荷量为Q．下列说法正确的是（   ）
A. 保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半
B. 保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
C. 保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半
D. 将d和Q变为原来的一半，则E不变
8.图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中不正确的是 (    )．

A. 线圈匝数n1＜n2 ， n3＜n4                                
B. 线圈匝数n1＞n2 ， n3＜n4
C. 甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路        
D. 乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路
9.反氢原子是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成，反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷，反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级如图所示，则下列说法中正确的是（   ）

A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同
B.处于第一激发态的反氢原子的电离能为
C.基态反氢原子能吸收 的光子而发生跃迁
D.大量处于 能级的反氢原子从 能级跃迁到 能级时，辐射的光子的波长最长
10.如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称．已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是 (   )

A. a点的电势高于c点的电势
B. a点的场强与c点的场强完全相同
C. M点处放置的是正电荷
D. 若将带正电的试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功
11.如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ， 现使B板带电，则下列判断正确的是(   )

A. 将A极板稍微向右移动，指针张角变大                           
B. 将A板稍微上移，静电计指针张角将变大
C. 若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角将变大     
D. 若将A板拿走，则静电计指针张角变为零
12.如图所示，线圈M与电源E、开关S、滑动变阻器R1相连，线圈N与灵敏电流计G、滑动变阻器R2相连，线圈M与线圈N绕在同一铁芯上。在下列情况中，线圈N中没有感应电流产生的是（   ）

A. 开关S闭合瞬间                                                   
B. 开关S闭合稳定后，向右匀速移动R1的滑片
C. 开关S闭合稳定后，向右加速移动R1的滑片         
D. 开关S断开稳定后，向右加速移动R2的滑片
13.如图所示，长为0.5m的通电直导线垂直放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.2T．当导线中的电流为1.0A时，导线所受安培力的大小为（   ）

A. 0                                    B. 0.05N                                    C. 0.10N                                    D. 0.15N
14.依据如图所示的“处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动”这一实验现象及相应规律设计的家用电器是（   ）


A. 电热水壶                               B. 电饭锅                               C. 电风扇                               D. 电熨斗
15.如图为圆盘发电机的示意图，铜盘绕水平的铜轴C在垂直于盘面的匀强磁场中转动，铜片D与铜盘的边缘接触，铜盘、导线和电阻R连接组成电路，则（   ）


A. 转动过程电能转化为机械能                                B. C处的电势比D处高
C. 通过R的电流方向从B向A                                    D. 产生的电动势大小与角速度ω无关
16.如图所示，a、b、c为三根互相平行的通电直导线，电流大小相等，方向如图所示。P是ab连线的中点，cp⊥ab，则p处磁感应强度的方向是(     )


A. p→a方向                          B. p→b方向                          C. p→c方向                          D. c→p方向
17.下列说法正确的是（  ）
A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B. α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C. 光的波长越大，光子的能量越小，波动性越显著
D. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
E. 在LC振荡回路中可通过增大电容电感，提高发射电磁波的频率
18.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,开关S是闭合的,两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计．则以下说法正确的是(     )
 
A. 在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流
B. 在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流
C. 在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流
D. 在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过
19.如图所示，图中三个电阻的阻值分为R1=1Ω、R2=3Ω、R3=5Ω，则流过R1、R2、R3的电流之比为（）

A. 5∶3∶1                             B. 3∶1∶4                             C. 3∶1∶5                             D. 15∶5∶3
20.某同学用伏安法测电阻，分别采用电流表内接法和外接法，测量某Rx的阻值分别为R1和R2 ， 则测量值R1 ， R2和真实值Rx之间的关系是（   ）
A. R1＜R2＜Rx                     B. R1＞R2＞Rx                     C. R1＜Rx＜R2                     D. R1＞Rx＞R2
二、填空题
21.一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是 H+ H→He+ n，此反应过程的质量亏损为△m．已知阿伏伽德罗常数为NA ， 真空中的光速为c．若1mol氘和1mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为________．
22.如图所示，开始时开关与a相连．当将开关与b相连后的瞬间，通过灵敏电流表的电流方向________（选填“向左”或“向右”），电容器的电容________（选填“变大”“变小”或“不变”）．

23.如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下。现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示。杆的质量m=________kg，杆的加速度a=________m/s2。

三、计算题
24.某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g．求：
（i）喷泉单位时间内喷出的水的质量；
（ii）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．
25.我国陆地面积S=9．6×1012m2 ， 若地面大气压P0=1．0×105Pa，地面附近重力加速度g=10m/s2 ， 空气平均犘尔质量为M0=3．0×10-2kg．mol-1 ， 附伏伽德罗常数NA=6．0×1023mol-1。
①我国陆地上空空气总质量大约为多少？
②我国陆地上空空气总分子数大约为多少？
四、解答题
26.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计一吨左右）．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量为多少．
27.如图所示，过中心线的截面为矩形的圆柱形棒是用折射率n＝ 的透明材料制成的。一束光从左侧端点中心射入圆柱形棒，在棒体内发生多次全反射最终由棒的右侧端面中心射出。若要使折射光在上下侧边恰好发生全反射，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求这束光在左侧端面的入射角的正弦值应为多少？

28.如图所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m，开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0 ， 一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并黏在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半，求：

（i）B的质量；
（ii）碰撞过程中A、B系统机械能的损失．
五、实验探究题
29.在做“研究匀变速直线运动”的实验中：

（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是________．
（2）根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是      
A.瞬时速度
B.加速度
C.时间间隔
D.平均速度
（3）如图1所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm．
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度
位置
B
C
D
E
F
速度/（m•s﹣1）
0.737
0.801
________
________
0.994
（4）以A点为计时起点，在坐标图2中画出小车的速度﹣时间关系线．
（5）根据你画出的小车的速度﹣时间关系图线计算出小车的加速度a=________m/s2 ．
30.用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质．现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力F、长度L的关系．
（1）测量上述物理量需要的主要器材是________、________等．
（2）若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与F、L间的关系式：x=________．（若用到比例系数，可用k表示．假设实验中合金丝直径的变化可忽略）
长度L/cm
伸长量x/cm
拉力F/N
5.00
0.20
50.0
5.00
0.40
100.0
10.00
0.40
50.0
（3）在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是________（只需写出一种）．
（4）若有一根由上述材料制成的粗细相同的合金丝的长度为20cm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为________N．
31.为了更准确地测量某电压表的内阻 ，一同学设计了如图所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱 的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的指针指到3V位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱 的阻值使电压表指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱 的阻值，此值为电压表内阻 的测量值；
G．断开开关S．

实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：最大阻值
c．滑动变阻器：最大阻值
d．电阻箱：最大阻值 ，阻值最小改变量为
e．电阻箱：最大阻值 ，阻值最小改变量为
f．电池组：电动势约6V，内阻可忽略
g．开关，导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
（1）要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________（选填“b”或“e”），电阻箱中选用________（选填“d”或“e”）．
（2）电压表内阻 的测量值 和真实值 相比， ________ （选填“>”或“<”）， 越大，则 越________（选填“大”或“小”）．
六、综合题
32.某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图．一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒0A，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r= 的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度，铝块由静止释放，下落h=0.3m时，测得U=0.15v．（细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g=10m/s2）


（1）测U时，与A点相接的电压表的“正极”还是“负极”？

（2）求此时铝块的速度大小；

（3）求此下落过程中铝块机械能的损失．

33.如图所示，质量为M的平板车P，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上．一不可伸长轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处．，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M∶m=4∶1，重力加速度为g．求：

（1）小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大？
（2）小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大？
（3）平板车P的长度为多少？

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
2.【答案】 A
3.【答案】 A
4.【答案】 A
5.【答案】 C
6.【答案】 C
7.【答案】 A
8.【答案】 A
9.【答案】 D
10.【答案】 D
11.【答案】 B
12.【答案】 D
13.【答案】 C
14.【答案】 C
15.【答案】 C
16.【答案】 B
17.【答案】 C
18.【答案】 A
19.【答案】 B
20.【答案】 D
二、填空题
21.【答案】 NA△m c2
22.【答案】 向左；不变
23.【答案】 0.1kg；10m/s2
三、计算题
24.【答案】 解：（i）喷泉单位时间内喷出的水的质量m=ρV=ρSv0 ， （ii）设水到达卡通玩具处的速度为v，玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为h，

根据运动学基本公式得： ，
水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，以向上为正，根据动量定理得：
﹣Mgt=ρSv0t（0﹣v）
联立解得：h=
答：（i）喷泉单位时间内喷出的水的质量为ρSv0；（ii）玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为 ．
25.【答案】 ①总质量M=P0S/g代入数值得M=9．6×1016kg②总分子数N=MNA/M0代入数值得N=1．9×1042 ．
四、解答题
26.【答案】 解：设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船尾走到船头所用时间为t．取船的速度为正方向．

则 v= ， ，
根据动量守恒定律：Mv﹣mv′=0，
则得：M =m ，
解得渔船的质量：M= ．
答：渔船的质量为 ．
27.【答案】 光在棒侧边上恰好发生全反射时，设临界角为C，则
解得
设光从棒的左侧端面中心射入时入射角为i，折射角为r，由折射定律有
光路图如图所示,

由几何关系知r＋C＝90°
解得
28.【答案】 解：（i）以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB ， A、B碰后的共同速度为v，

由题意知，碰撞前瞬间A的速度为 ，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得，
①
由①式得， ．②
（ii）从开始到碰后的全过程，以初速度v0的方向为正方向，由动量守恒得，
mv0=（m+mB）v ③
设碰撞过程A、B系统机械能损失为△E，
则 ﹣ ，④
联立②③④式得，△E=
答：（i）B的质量为 ；
（ii）碰撞过程中A、B系统机械能的损失为 ．
五、实验探究题
29.【答案】 （1）用打点计时器研究匀变速直线运动，不用弹簧测力计
（2）C
（3）0.864；0.928
（4）解:如图所示



（5）0.64±0.01
30.【答案】 （1）刻度尺；弹簧测力计
（2）kFL
（3）控制变量法
（4）12.5
31.【答案】 （1）c；d
（2）>；小
六、综合题
32.【答案】 （1）解：根据右手定则，电动势方向从O到A，故a连接着电压表的正极；

答：测U时，与A点相接的电压表的“正极”；

（2）解：由法拉第电磁感应定律，得到：

U=E=
其中：
△Φ= BR2△θ
故：U=
铝块的速度：
v=rω=
故：v= =2m/s
答：此时铝块的速度大小为2m/s；

（3）解：此下落过程中铝块机械能的损失：

=0.5×10×0.3﹣ =0.5J
答：此下落过程中铝块机械能的损失为0.5J．
33.【答案】 （1）解：设小球与Q碰前的速度为v0 ， 小球下摆过程机械能守恒
解得

（2）解：小球与Q进行弹性碰撞，质量又相等，二者交换速度．
小物块Q在平板车P上滑动的过程中，Q与P组成的系统动量守恒：
其中 ，
解得

（3）解：对系统由能量守恒： 解得