山东省济南市2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题

这是一份山东省济南市2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题，共16页。试卷主要包含了答题前，考生务必用0，回答非选择题时,必须用0等内容，欢迎下载使用。

第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体,并随即沿斜面滑下。则
A.小孩推出冰块过程,小孩和冰块系统动量不守恒
B.冰块在斜面上运动过程,冰块和斜面体系统水平方向动量守恒
C.冰块从斜面体下滑过程，斜面体动量减少
D.冰块离开斜面时的速率与冲上斜面前的速率相等
2.高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压U向远方某地区输电时，电压损失U.保持输电线电阻不变，者U变小，则
A.输电线上损耗的电功率P不变
B.输电线上损耗的电功率P变大
C.若输人功率不变，则U变小
D.若U不变，则输人的功率变小
如图所示，两根平行金属导轨置于同一水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中。磁感应强度随时间变化如乙图所示，整个装置始终保持静止,下列说法正确的是
A.0∽0.5 s内金属棒ab中的感应电流方向由b到a
B.0.5∽1.0 s内金属棒ab中的感应电流方向由b到a
C.0.5∽1.0 s内金属棒ab所受的安培力保持不变
D.0.5∽1.0s内金属棒ab所受的摩擦力保持不变
4.交流发电机的工作原理示意图如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中,边长为L的单匝正方形金属框以恒定角速度绕垂直于磁场方向的轴00'转动,不计金属框电阻。图乙为金属框产生的电压U随时间变化的图像。则下列说法正确的是
A.电压有效值为U0
B.ab边产生的最大电动势为U0
C.t=0s时金属框平面垂直于中性面
D.交流电周期为
5.用变压器向电阻箱供电的电路如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为10:1。理想交流电流表、理想交流电压表的读数分别为I、U。保持变压器输人电压不变，则下列选项正确的是
A.变压器输人电压为EQ \F(1,10)U
B.电阻箱阻值为EQ \F(U,I)
C.R消耗的功率为10UI
D.若电阻箱阻值变为原来两倍则电压表读数变为2U
6.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种半导体型酒精气体传感器，在如图所示的电路中,酒精气体传感器电阻R1的倒数与酒精气体的浓度c成正比，电压表示数为U,电源两端电压为Umn，下列说法正确的是
A.U越大,表示c越大,Umn越小
B.U越大,表示c越大,Umn越大
C.U越大,表示c越小,Umn越小
D.U越大,表示c越小,Umn越大
7.无限长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。三根无限长直导线垂直纸面平行放置，分别位于直角三角形OMN的三个顶点处。导线中通人大小分别为2I、I、和I的恒定电流,方向如图所示。P为MN连线中点,则P处磁感应强度方向为
A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向下 D.竖直向上
8.回旋加速器的内部构造如图甲所示,置于真空中的D形盒半径为R,两盒间狭缝MN的间距为d,与盒面垂直的匀强磁场磁感应强度为B。加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U。,周期T=。t=0s时一质量为m,电荷量为+q的粒子从P处飘人狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狹缝均做加速运动。则:
A.粒子每次经过狭缝的最长时间为d
B.粒子第一次回到M板所需要的时间为
C.粒子第二次E经过上半个D型盒时粒子的加速度为B
D.若粒子最终从D型盒出射的最大动能为Em，则粒子在电场中运动总时间为 11:13:01
二多项选择愿(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有错选或不答的得0分)
9.三根导线MN、NP、PQ连接成如图所示的形状，与直流电源相连。NP段导线为以O点为圆心的圆弧、MN、等长,M.0.Q在同直线上。 垂直于导线所在平面的磁场被ON与OP所在直线划分为三个区域，其磁感应强度大小相同，方向如图所示。已知导线MN受到的安培力大小为F,则
A.导线NP受到的安培力大小为EQ \F(π,3)F
B.导线NP受到的安培力大小为F,方向竖直向下
C.导线MNPQ受到的安培力大小为0
D.导线MNPQ受到的安培力大小为2F ,方向竖直向上
10.如图所示,两个物体m1、m2(可视为质点)通过一根不可伸长的轻绳连接,跨过质量不计的光滑定滑轮。初始时m1静止于水平地面上,m2悬于空中距离地面H处。先将m2竖直向上再举高h(未触及滑轮)然后由静止释放。细绳绷紧时间极短，可视为完全非弹性碰撞，之后两个物块以大小相等的速度一起运动,且m2恰好可以和地面接触。取g=10m/s2，不计一切阻力。求:
A.m1离开地面后，两物块组成的系统机械能守恒
B.若m1=2kg、m2=1kg、H=0.6m,则m2的最大动能为18J
C.EQ \F(h,H)＝－1
D. EQ \F(h,H)＝2－1
11.如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过轻弹簧相连，静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态。某时刻给小球P一瞬时冲量使它以初速度v。开始向右运动，在小球Q的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出)。当小球Q与挡板发生弹性正碰后立刻将挡板撤走，弹簧始终处于弹性限度内。以下说法正确的是
A.若无固定挡板，弹簧弹性势能的最大值是EQ \F(3,8)mv
B.若PQ第--次共速时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是。EQ \F(3,8)mv
C.若弹簧第一次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是EQ \F(3,8)mv
D.若弹簧第二次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簀弹性势能的最大值是EQ \F(3,8)mv
12.如图，一倾角为37°的光滑固定斜面的顶端放有质量为0.4kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不计。-质量为0.2kg,电阻为0.3Ω的金属棒PQ的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路MNPQ,MN与斜面底边平行，长度为下EQ \F(3,5)m。初始时PQ与MN相距EQ \F(1,4)m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离EQ \F(1,12)m后进入一方向垂直于斜面向上的匀强磁场区域，磁场宽度为EQ \F(1,6)m,磁感应强度大小B=1T，磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;已知金属棒与导体框之间始终接触良好,重力加速度g=10m/s2。关于导体棒PQ与导体框MN运动的v-t图像，下列选项正确的是

第II卷(非选择题,共60分)
三、实验题(把答案填在答题卡中的横线上或者按题目要求作答。)
13.(6分)在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置。图甲装置中，人射小球运动到水平轨道末端时恰与置于小立柱(与轨道末端等高，碰后即放倒)上方的被碰小球对心正碰。
(1)若人射小球质量为m1，半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则应满足的关系是________.
A.m1>m2,r1>r2 B. m1>m2,r1C.m1>m2,r1=r2 D.m1(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中-定需要的有______.
A.刻度尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧测力计 E.秒表
(3)在用图甲所示装置进行实验时得到各落点与起始点的投影点的位置如图丙所示(P为碰前人射小球落点的平均位置)，若两球碰撞前后动量守恒，应满足的关系式为
(用m1、m2、x1、x2、x3、x4表示)
14.(8分)某同学描绘一种电阻元件的 1－U关系图象,采用的实验电路连线如图所示， eq \\ac(○,V)为电压表， eq \\ac(○,mA)为电流表,E为电源(电动势约6V)，滑动变阻器R1(0∽20Ω)、R2(0∽20000Ω)，R。为定值电阻,S为开关。
(1)实验中应选择的滑动变阻器为_______.(用字母表示)
(2)请根据实验电路连线图在答题卡上的指定方框内，画出实验电路原理图。
(3)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数如下表:
请根据表中的数据,在方格纸上作出该元件的I－U图线。
(4)根据做出的I－U图线分析,在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻R,可能会导致的两个后果是
A.电压和电流的测量误差增大
B.可能因电流过大烧坏待测元件
C.滑动变阻器允许的调节范围变小
D.待测元件两端电压的可调节范围变小

四、计算题(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15.6分)如图所示.竖直平面内的四分之一圆弧轨道下 端与水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将A从P点正上方h=0.6m处无初速释放,A与B碰撞后结合为-个整体,并沿桌面滑动。已知A和B的质量相等，圆弧轨道光滑,半径R=0.2 m,A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)碰撞前瞬间A的速率v;
(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v’
(3)A和B整体在桌面上滑动的距离L。
16.(10分)已知物块的质量m=2 kg,初速度v1=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，当s=5 m时速度减为零,此时恒力F突然反向，大小不变，物块再运动t=2 s速度大小变为v2=8 m/s,g=10 m/s2。
(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)前5 m内恒力F的冲量Ι。
17.(14分)如图所示，一边长为L、质量为m、阻值为R的单匝正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上，处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，线框的左边与磁场的边界MN重合。线框在一水平恒力F作用下由静止开始向左运动，最终匀速离开磁场区域。
(1)求被拉出磁场的过程中,通过线框横截面的电量q;
(2)求被拉出磁场的过程中,线框中产生的电热Q;
(3)调节F的大小，使线框由静止开始以加速度a匀加速离开磁场，试画出F与t的关系图像,并求出线框离开磁场时的拉力F。
18.16分)如图所示,在空间建立正交坐标系Oxyz ,空间中存在范围足够大,大小可调节的街x轴正方向的匀强磁场和匀强电场。过工轴上C(2L,0,0)点有平行于 yOz平面的无限大平面光屏。质量为m .电荷量为q(q> 0)的粒子从坐标原点O沿z轴正方向以初速度v射人该空间中,不计粒子重力。
(1)若空间内只存在如图所示的电场，粒子打在光屏上的P点,CP =4L ,求此电场的电场强度E。的大小;
(2)若空间内只存在如图所示的磁场，粒子经过段时间到达 坐标为(0，－L，EQ \R(,3)L)的位置,求此磁场的磁感应强度B。的大小;
(3)若电场和磁场同时存在,已知磁场磁感应强度为B,粒子第一次回到x轴上并经过A(L,0,0)点,求电场强度E的大小;
(4)若空间中电磁场与(3)相同,粒子在0点时的速度v0在xOz平面内并与x轴正方向夹角为60°,且v。= ，求粒子打到光屏上时的位置坐标。
电压U/V
0.000
0.250
0.500
0.650
0.700
0.725
0.750
电流I/mA
0.00
0.10
0.25
0.60
1.70
4.30
7.50