2020朔州怀仁一中校云东校区高二下学期期末考试物理试题含答案

物 理 试 题

一、选择题：（本题有12小题，共计48分。其中1-7小题每小题只有一个正确选项，选对得4分，错选不得分；8-12小题每小题有多个正确选项，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选不得分。)

1.人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程，我国在相关研究领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是（ ）

A. 卢瑟福最先发现电子，并提出了原子的核式结构学说

B. 光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量

C. 原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的

D. 一个铍核（）和一个粒子反应后生成一个碳核，并放出一个中子和能量，核反应方程为

2.甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化图象如图所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是（ ）

A. 在t＝2 s时甲车速度为3 m/s，乙车速度为4.5 m/s

B. 在0～2 s内两车间距逐渐增大，2～4 s内两车间距逐渐减小

C. 在0～4 s内甲做匀加速直线运动，乙做匀减速直线运动

D. 在t＝4 s时甲车恰好追上乙车

3.  在地球大气层外有大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而开始向地面下落．大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上，对人类造成危害．太空垃圾下落的原因是（ ）

A. 大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落

B. 太空垃圾在与大气摩擦燃烧过程中质量不断减小，进而导致下落

C. 太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，运动所需的向心力将小于万有引力，垃圾做趋向圆心的运动，落向地面

D. 太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面

4.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5︰l，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是   (   )

A．原、副线圈电流之比为5︰1

B．电压表的读数为44V

C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20，则1min内产生的热量为2904J

D．若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小

5．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m、M及M与地面间摩擦不计．开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度。对于m、M和弹簧组成的系统 ( )

A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒

B．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M各自的动能最大

C．由于F1、F2大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动

D．由于F1、F2均能做正功，故系统的机械能一直增大

6.下列说法中不正确的是（）

A. 晶体具有确定的熔点

B. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

C. 某物体温度高，组成该物体的某些分子速率可能很小

D. 压缩气体需要力，表明气体分子间存在斥力

7.如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示的交流电i，则（）

A.在t1到t2时间内A、B两线圈相斥

B.在t2到t3时间内A、B两线圈相吸

C.t1时刻两线圈间作用力为零

D.t2时刻两线圈间作用力最大

8.如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图像如图所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则（ ）

A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小

B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大

C. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大

D. 竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大

9.质量为、带电量为的小球，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（    ）

A. 小球带负电     

B. 小球在斜面上运动时做匀加速直线运动         

C. 小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动      

D．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为 

10.如图所示，质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块B以初速度v0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为μ。下列说法中正确的是（   ）

A. 若只增大v0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加

B. 若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少

C. 若只减小m，则滑块滑离木板时木板获得的速度减少

D. 若只减小μ，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小

11.如图，为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是（ ）

A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm

B．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m

C．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm

D．质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）

12．回旋加速器是美国物理学家劳伦斯于1932年发明的．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，如图所示．带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对这种加速器，下列说法正确的是（　）

A．带电粒子每运动一周被加速一次     

B．带电粒子每运动一周PlP2=P2P3

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 

D．加速电场方向需要做周期性的变化

二．实验题：（共12分，第13题5分，14题7分）

13. （5分）为了探究质量一定时加速度与力的关系，王同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为带滑轮小车的质量，m为沙和沙桶的质量。（滑轮质量及滑轮与轴、细线间的摩擦均不计）

（1）该同学利用此装置得到图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间有四个点未画出），已知打点计时器频率为50Hz，求打点计时器打计数点4时小车的瞬时速度为______m/s。（结果保留两位有效数字）

（2）根据王同学设计的实验装置，下列操作不必要的是______

A．用天平测出沙和沙桶的质量。

B．将带滑轮的长木板右端热高，以平衡摩擦力。

C．小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数。

D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M。

（3）以弹簧测力计示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出a-F图象是一条直线，如丙图所示，已知图线与横坐标的夹角为θ，图线的斜率为k，则小车的质量为______

14.（7分）电动自行车是一种环保，便利的交通工具，越来越受大众的青睐，为了测定电动车电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图1所示的实验电路，所用实验器材有：

A．电池组(电动势约为12 V，内阻未知)

B．电流表(量程为300 mA，内阻忽略不计)

C．电阻箱R(0～999.9 Ω)D．定值电阻R0(阻值为10 Ω)

E．导线和开关

该同学部分操作步骤如下

(1)当闭合开关后，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查确认电路连接完好，该同学利用多用电表，又进行了如下操作：断开电源开关S.将多用电表选择开关置于“×1Ω”挡，调零后，将红、黑表笔分别接在R0两端，读数为10Ω.将多用电表选择开关置于“×10 Ω”挡，调零后，将红，黑表笔分别接电阻箱两接线柱，指针位置如图2所示，则所测电阻箱的阻值为_____ Ω.用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源，开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是________．

(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路．

(3)改变电阻箱R的阻值，分别测出电路中相应的电流I.为了保证实验顺利进行且使测量结果更准确些，电阻箱R的取值范围应为________．

A．100Ω～300Ω              B．40Ω～100Ω                C．15Ω～40Ω

(4)根据实验数据描点，绘出的－R图象如图3所示．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电池组的电动势E＝________，内阻r＝________(用k，b和R0表示)．

三．计算题;（15题8分，16题10分,17题10分，18题12分,共40分）

15．（8分）一带负电的粒子，q＝－2.0×10－9C，在静电场中由点运动到b点，在这过程中，除电场力外，其它力作的功为6.0×10－5J，粒子动能增加了8.0×10－5J，求a、b两点间的电势差Uab等于多少？

16.（10分）如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点，已知入射光线到直径AB的距离为R．R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，求：

(i)该透明圆柱体介质的折射率；

(ⅱ)该单色光从C点传播到B点的时间。

17. （10分）如图所示，可在竖直平面内转动的平台上固定着一个内壁光滑的气缸，气缸内有一导热性能良好的活塞，活塞面积为S，活塞底面与气缸底面平行，一定质量的理想气体密封在气缸内。当平台倾角为37°时，气缸内气体体积为V，将平台顺时针缓慢转动直至水平，稳定时气缸内气体的体积为0.9V，该过程中环境温度始终为T0，外界大气压强为p0。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度为g。

(i)求活塞的质量；

(ⅱ)若平台转至水平后，经过一段时间，环境温度缓慢降至0.9T0(大气压强p0保持不变)，求此时活塞离气缸底部的距离及该过程中外界对气缸内气体做的功。

18. （12分）近年来，随着AI的迅猛发展，自动分拣装置在快递业也得到广泛的普及.如图为某自动分拣传送装置的简化示意图，水平传送带右端与水平面相切，以v0=2m/s的恒定速率顺时针运行，传送带的长度为L=7.6m.机械手将质量为1kg的包裹A轻放在传送带的左端，经过4s包裹A离开传送带，与意外落在传送带右端质量为3kg的包裹B（可认为速度为零）发生正碰，碰后包裹B在水平面上滑行0.32m后静止在分拣通道口，随即被机械手分拣.已知包裹A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.1，取g=10m/s2.求：

(1)包裹A与传送带间的动摩擦因数;

(2)两包裹碰撞过程中损失的机械能;

(3)包裹A是否会到达分拣通道口.

物理参考答案

一、          选择题：

二、实验题：

13.  0.31 （1分）   AD（2分）    D （2分） 

14．(7分（1）)  70 （1分） 电流表（1分）

（2）B（2分） （3） （1分） （2分）  

15.解：设粒子从a点运动到b点中，电场力做的功为Wab，由动能定理知：W外+Wab=△Ek

又Wab=qUab

则a、b两点间的电势差为：Uab==V= -104V

16. 【答案】①；②；③折射光线过B点时不发生全反射。

【解析】①光线P经折射后经过B点，光路图如图所示。由几何知识得：

sinα==，α=60°，β=α=30°

则折射率为：n===

②CB间的距离为：s=2Rcosβ=R

光在圆柱体传播速度为：v=，

则光从C点传播到B点的时间为：t==

17.【答案】（ⅰ） (ⅱ) 0.18p0V

【解析】（ⅰ）设活塞质量为m，当平台倾角为37°时

气缸内气体的压强为：

气体的体积为：V1＝V  

平台水平时，气缸内气体压强的大小

气体的体积:V2=0.9V

由玻意耳定律有：

联立得：

 (ⅱ) 降温过程，气缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律有：

解得：V3＝0.81V

此时活塞离气缸底部的距离h=0.81V/S

活塞下降过程外界对气体做功为：=0.18p0v

18.【答案】 (1)μ1=0.5(2)△E=0.96J  (3)包裹A不会到达分拣通道口

【解析】 (1)假设包裹A经过t1时间速度达到v0，由运动学知识有

包裹A在传送带上加速度的大小为a1,v0=a1t1

包裹A的质量为mA，与传输带间的动摩檫因数为μ1，由牛顿运动定律有:μ1mAg=mAa1     解得：μ1=0.5

(2)包裹A离开传送带时速度为v0，设第一次碰后包裹A与包裹B速度分别为vA和vB，由动量守恒定律有:mAv0=mAvA+mBvB

包裹B在水平面上滑行过程，由动能定理有:-μ2mBgx=0-mBvB2

解得vA=-0.4m/s，负号表示方向向左，大小为0.4m/s， vB=0.8m/s

两包裹碰撞时损失的机械能:△E=mAv02 -mAvA2-mBvB2

解得：△E=0.96J

(3)第一次碰后包裹A返回传送带，在传送带作用下向左运动xA后速度减为零，

由动能定理可知-μ1mAgxA=0-mAvA2

解得xA=0.016m<L，包裹A在传送带上会再次向右运动.

设包裹A再次离开传送带的速度为vA′

μ1mAgxA=mAvA′2

解得:vA′ =0.4m/s

设包裹A再次离开传送带后在水平面上滑行的距离为xA

-μ2mAgxA′=0-mAvA2

解得 xA′=0.08m

xA′=<0.32m

包裹A静止时与分拣通道口的距离为0.24m，不会到达分拣通道口.