2021重庆渝北区高中高二下学期期末考试物理试题含答案

渝北区高中2020-2021学年高二下学期期末考试

物理试题

考试说明：1．考试时间：90分钟

2．试题总分：100分

3．试卷页数：8页

一、选择题：（共40分．其中1-6题每小题只有一个正确选项，每小题4分；7-10题每小题有多个正确选项，全部选对的每题得4分，未选全的得2分，有选错的得0分）

1．如图所示，轮船的外侧悬挂了很多旧轮胎，这样做的目的是

A．缩短碰撞的作用时间，从而减轻对轮船的破坏 

B．减小碰撞中轮船受到的冲量，从而减轻对轮船的破坏 

C．减小碰撞中轮船受到的冲击力，从而减轻对轮船的破坏 

D．减小碰撞过程中轮船的动量变化量，从而减轻对轮船的破坏

2．下列说法中正确的有

A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生

B．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会产生感应电流

C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，闭合电路中一定会产生感应电流

D．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生

3．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．若输送功率增大为原来的2倍，下列说法中正确的有

A．升压变压器的输出电压增大为原来的2倍 

B．输电线上的电流增大为原来的4倍 

C．输电线上损耗的功率增大为原来的2倍 

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

4．如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在稳定交流电源上．R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表．若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则

A．V2示数变小

B．V1示数变大

C．A2示数变小

D．A1示数不变

5．一个面积S＝0.05 m2、匝数n＝100的闭合线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是

A．0～2 s内线圈中感应电流的方向发生了改变

B．2～4 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零

C．0～2 s内线圈中产生的感应电动势等于10V

D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零

6．如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接．导轨上放一质量为m的金属杆，金属杆、导轨的电阻均忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，金属杆做匀速运动时的速度v也会变化，v和F的关系如图乙所示．下列说法正确的是

A．金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动 

B．流过电阻R的电流方向为 

C．由图象可以得若B=1T，R=1Ω，则L=1m

D．当恒力F=5N时，电阻R消耗的最大电功率为32W

7．如图所示，水平地面上方相同高度竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细、长短均相同，其中管Ⅰ无缝，管Ⅱ有一条平行于轴线的细缝．两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面．下列说法正确的是

A．a、b一定同时落地

B．a一定比b后落地

C．落地时，a、b的动能相等

D．落地时，a比b的动能小

8．为测量线圈L的直流电阻R0，某研究小组设计了如图所示电路，已知线圈的自感系数较大，两电表可视为理想电表，其示数分别记为U、I，实验开始前，S1处于断开状态，S2处于闭合状态．关于实验过程，下列说法正确的是

A．闭合S1，电流表示数逐渐增大至稳定值

B．闭合S1，电压表示数逐渐减小至稳定值

C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值

D．实验结束后，应先断开S1

9．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如（a）图线①所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如（a）图线②所示，用此线圈给（b）图中匝数比为3:1的理想变压器供电，则

A．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行 

B．线圈先后两次转速之比为2:3

C．转速调整前，图中电压表的示数为V 

D．图线②电动势的瞬时值表达式V

10．如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h．物块B和C的质量分别是3m和m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方．现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升到最高点时到水平面的高度为．小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是

A．碰撞后小球A反弹的速度大小为

B．碰撞过程B物块受到的冲量大小为

C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能为

D．物块C的最大速度大小为

二、非选择题（共计6道小题，60分）

（一）必考题（共46分）

11．（6分）

某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

（1）本实验必须测量的物理量有以下哪些          

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H；

B．小球a、b的质量分别为ma、mb；

C．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间；

D．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h；

E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC．

（2）该同学放上被碰小球后，发现两小球碰后不是同时落地，这会对实验结果造成影响，请你分析造成该情况的可能原因（至少写两条）．

①                                                      

②                                                      

12．（8分）

学习了法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势与时间△成反比，甲乙两位同学共同设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在可运动的小车上．每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的平均感应电动势．利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势和挡光时间△．

（1）有关实验原理、过程和操作，下列说法正确的是             

A．实验中轨道必须光滑

B．实验中轨道必须保持水平

C．实验中必须保持线圈、光电门位置不变

D．实验中每个挡光时间△内线圈磁通量的变化量△不变

（2）在得到测量数据之后，为了验证与△成反比，甲乙两位同学分别采用两种办法处理数据．甲同学采用计算法：算出　                    　，若该数据基本相等，则验证了与△成反比；乙同学用作图法：在直角坐标系中作　                　关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与△成反比．

（3）若按上问中乙同学的方法处理数据，当仅减小线圈匝数后得到的图线斜率会

        （选填“增大”、“不变”、“减小”）

13．（8分）

如图所示，木块质量m=0.4kg，它以速度v=2m/s水平地滑上一辆静止的平板小车，已知小车质量M=1.6kg，木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.4，木块没有滑离小车，地面光滑，g取10m/s2，求：

（1）木块相对小车静止时小车的速度的大小；

（2）从木块滑上小车到木块相对于小车刚静止时，木块相对小车的位移．

14．（10分）

如图所示，两条光滑且足够长的金属导轨，平行放置于匀强磁场中，导轨间距L=0.8m，两端各接一个电阻组成闭合回路，已知R1=8Ω，R2=2Ω，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于导轨平面向下，导轨上有一根电阻不计的直导体杆ab，杆ab以v0=5m/s的初速度向左滑行，求：

（1）此时流经R2的电流I2；

（2）若直到杆ab停下时R1上通过的电量q=0.02C，杆ab向左滑行的距离x．

15．（14分）

如图所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计．水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下．质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处．现将金属棒a从弯曲导轨上某一高h处由静止释放，使其沿导轨运动．设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好．设两磁场区域足够大，重力加速度为g，求：

（1）金属棒刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；

（2）若水平段导轨粗糙，滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，当金属棒a从距水平面高度处静止下滑，为保证金属棒b在导轨上保持静止，则金属棒b与水平段导轨间的动摩擦因素μ应满足什么条件；

（3）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中产生焦耳热的最大值．

（二）选考题．（共14分）请考生从给出的两个小题里任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号的方框涂黑．注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题．如果多做，则按第一题计分．

16．[选修3-3]（14分）

（1）（4分）下列说法正确的是            （全部选对得4分，未选全的得2分，有选错的得0分）

A．晶体一定具有各向异性

B．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则热运动

C．质量一定的理想气体，压强不变时，温度越高，体积一定越大

D．热力学第二定律指出，不能从单一热源吸热全部用来对外做功而不产生其它影响

（2）（10分）有一与汽缸固定连接的卡环，卡环到缸底的距离L=36cm．活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T0=300K、大气压强=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离L0=30cm，活塞的面积S=50cm2，不计活塞的质量和厚度．现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：

①封闭气体温度升高到T2=540K时的压强；

②汽缸内的气体从300K升高到540K的过程中内能增加了20J，则此过程中气体是吸热还是放热？热量为多大？

17．[选修3-4]（14分）

（1）（4分）如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动.取向右为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知         （全部选对得4分，未选全的得2分，有选错的得0分）

A．t=0.2s时，振子的加速度方向向左

B．t=0.6s时，振子的速度方向向右

C．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的动能逐渐减小

D．t=0到t=2.4s的时间内，振子通过的路程是60cm

（2）（10分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，此时波刚好传播到处的质点，虚线为时的波形图．求：

①该波传播速度的大小；

②若，则处的质点从到第一次运动到波峰所需的时间。

渝北区高中2020-2021学年高二下学期期末考试

物理参考答案及评分标准

一、选择题：

二、非选择题（共计6道小题，60分）

11．（6分，每空2分）

（1）B E

（2）①槽口末端不水平

②a、b小球半径不一样

（其他合理答案也可得分）

12．（8分，每空2分）

（1）CD

（2）和△的乘积；与

（3）减小

13．（8分）

解：（1）设木块相对小车静止时小车的速度为，

根据动量守恒定律有：

      （4分）

（2）对系统，根据能量守恒有：

解得：S=0.4m       （4分）

14．（10分）

解：（1）ab棒切割产生的感应电动势为

     （4分）

（2）电阻R1和R2并联等效电阻

流过电阻R1和R2的电量之比与电阻成反比，则有流过ab棒的电荷量

而

代入数据解得：     （6分）

【或用“微元法”解：

ab棒应用动量定理有：或

两边求和得：或

以上两式整理得：

代入数据解得：     （6分）】

15．（14分）

解：（1）金属棒在弯曲光滑导轨上运动的过程中，机械能守恒，设其刚进入磁场Ⅰ时速度为，产生的感应电动势为，电路中的电流为

由机械能守恒，解得

感应电动势，对回路

解得：        （3分）

（2）当a棒刚进入水平导轨时，金属棒b此时所受安培力最大，

金属棒b保持静止的条件为

又因 ，

解得       （4分）

（3）设金属棒a、b最终的速度大小分别为，整个过程中安培力对金属棒a、b的冲量大小分别为。

由，解得

设向右为正方向：对金属棒a，由动量定理有

对金属棒b，由动量定理有

由于金属棒a、b在运动过程中电流始终相等，则金属棒a受到的安培力始终为金属棒b受到安培力的2倍，因此有两金属棒受到的冲量的大小关系

解得，

根据能量守恒，回路中产生的焦耳热

      （7分）

16．[选修3-3]（14分）

（1）CD  （4分）

（2）①由活塞缓慢上升可知气体是等压膨胀，根据盖-吕萨克定律有

代入数据解得

封闭气体从360K上升到540K的过程中是等容变化，根据查理定律有

  （6分）

②缸内气体对外做功的过程是活塞从图中位置上升至固定卡环的过程，根据功的公式有

由热力学第一定律得

解得：Q=50J，即气体吸热，热量为50J    （4分）

17．[选修3-4]（14分）

（1）AD  （4分）

（2）①该波沿x轴正方向传播，根据波动图象可知

可得（）

根据机械波的传播，有

则（）（4分）

②若

则，

波传播到处质点所需时间

处质点从开始振动到第一次运动到波峰所需时间

     （6分）