2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题04 解析版

这是一份2020-2021学年四川省雅安市高二下学期物理期末联考试题04 解析版，共16页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上；，下列说法正确的是，如图等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2．请将答案正确填写在答题卡上；
3. 考试范围：高考范围；考试时间：90分钟；命题人：铸魂尖子生
第I卷（选择题 共36分）
单选题(本大题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多个选项符合要求，选对但不全得2分，选错得0分)
1．如图所示，ab是—个位于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端与水平轨道相切于b点．一个小木块质量为m，在顶端a处由静止释放后沿轨道滑下，最后停止在水平段的c点．现使小木块从c点出发，靠惯性沿原路恰好回到a点，小木块具有初动能的值为Ek，则( )
A．Ek＝mgh B．mgh＜Ek＜2mgh
C．Ek＝2mgh D．Ek＞2mgh
2．一辆汽车在行驶过程中突遇险情，紧急刹车，刹车过程的位移为x，整个刹车过程的时间为2s，刹车过程的关系如图所示，则此过程中
A．汽车刹车的加速度大小为6m/s2
B．汽车刹车的加速度大小为12 m/s2
C．汽车刹车的距离为12m
D．汽车刹车的距离为36m
3．如图所示，A是倾角为θ的质量为M的斜面体，B是质量为m的截面为直角a三角形的物块，物块B上表面水平．物块B在一水平推力F的作用下沿斜面匀速上升，斜面体静止不动．设重力加速度为g，则下列说法中正确的是
A．地面对斜面体A无摩擦力
B．B对A的压力大小为FN＝mgcsθ
C．A对地面的压力大小为Mg
D．B对A的作用力大小为
4．a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动角速度为，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行的角速度为，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R。则有（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d的运动周期有可能是20小时
C．
D．
5．雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的（ ）
A．速度不断减小，加速度为零时，速度最小
B．速度不断增大，加速度为零时，速度最大
C．加速度和速度方向相反
D．雨滴下落过程中空气阻力不变
6．如图，两个相同的小球A、B用两根轻绳连接后放置在圆锥筒光滑侧面的不同位置上，绳子上端固定在同一点0，连接A球的绳子比连接B球的绳子长，两根绳子都与圆锥筒最靠近的母线平行．当圆锥筒绕其处于竖直方向上的对称轴OO’以角速度ω匀速转动时，A、B两球都处于筒侧面上与筒保持相对静止随筒转动．下列说法正确的是
A．两球所受的合力大小相同
B．A球对绳子的拉力大于B球对绳子的拉力
C．A球对圆锥筒的压力大于B球对圆锥筒的压力
D．两球所需的向心力都等于绳子拉力的水平分力
7．在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表都是理想电表，A、B为小灯泡，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，C为电容很大的电容器，闭合开关S后小灯泡均发光。现将滑动变阻器R1的滑片P向右缓慢滑动一段距离，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数减小
B．电压表的示数增大
C．小灯泡A、B均变亮
D．当电路稳定后，断开开关S，小灯泡A、B均立刻熄灭
8．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了牛顿运动的规律
B．电阻定律是指
C．＋→n＋Y，Y的原子序数为16
D．爱因斯坦光电效应方程是
9．如图（a）所示，一理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图（b）所示，副线圈仅接入一个的电阻。则（ ）
A．电流表示数为
B．电压表的示数为
C．电阻上的交流电频率为
D．断开副线圈回路，电流表示数为0，电流表示数不变
10．某同学通过抖音短视频学习制作了一个电动机模型，如图所示，把电池放在圆柱形强碰铁上，把“П”形线圈放在电池上，线圈可以在电池上绕竖直转轴转动，转动过程中线圈两个电刷A、B始终与磁铁相互接触，下列有关说法正确的是
A．若把磁铁固定，从上往下看，线圈会逆时针转动
B．若把破铁固定，从上往下看，线圈会顺时针转动
C．若把线圈固定，从上往下看，磁铁会逆时针转动
D．若把线圈固定，从上往下看，磁铁会顺时针转动
11．如图甲所示，质量m=3.0×10-3 kg 的形金属细框竖直放置在两水银槽中，形框的水平细杆CD长l=0.20 m，处于磁感应强度大小为B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K，瞬间细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 V
B．开关K闭合瞬间，CD中的电流方向由C到D
C．磁感应强度B2的方向竖直向下
D．开关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03 C
12．如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间，现将B极板匀速向下移动到虚线位置，其他条件不变．则在B极板向下移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流计中电流由b流向a B．电容器的电容变小
C．两极板间的电场强度变小 D．油滴将向上运动
第II卷（非选择题 共64分）
二、实验题(本大题共有2小题，共15分。第13题6分，第14题9分。)
13．一同学用图甲电路测量电源的电动势和内阻。所用的实验器材有：
A．待测电源（电动势约为，内阻约为）
B．保护电阻（阻值为）
C．滑动变阻器R（阻值范围为）
D．电流表（，内阻约为）
E．电流表（，内阻约为）
F．电压表（，内阻约为）
G．电压表（，内阻约为）
H．开关S，导线若干。
(1)按图甲连接电路，测量电源的电动势和内阻，电压表应选用______；电流表应选用______。（均填器材前的字母序号）
(2)用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的图象，则待测电源电动势______、内阻______。（结果均保留两位有效数字）

14．在“验证机械能守恒定律”的实验中，有如下器材：
A．电磁打点计时器、复写纸、纸带
B．低压交流电源
C．天平（附砝码）
D．铁架台
E．重锤
F．秒表
G．刻度尺
其中不必要的有________ （填器材前面的字母）。
三、解答题(本大题共3个小题，共37分。第15题10分，第16题12分，第17题15分。)
15．有一升降机在向上做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动。某一时刻，有一颗螺钉从升降机的顶部脱落，若升降机顶部到底板的高度h=6m，求螺钉落到底板所需的时间。（g=10m/s2，空气阻力不计）
16．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T、方向竖直向下，水平面内固定着间距L=0.6m的两平行金属导轨ab、cd、ac间接有R=4.0Ω的电阻．将导体棒AB跨接在两导轨间（与导轨接触良好），其有效电阻r=0.8Ω，当导体棒AB以5m/s的速度运动时（金属导轨电阻忽略不计）．求：
（1）通过电阻R的电流；
（2）导体棒AB受到的安培力大小．
17．在直角坐标系中，y轴左侧有一对带小孔的竖直平行金属板M．N分别与圆形金属线圈的首尾两端相接，两小孔连线在x轴上，如图，线圈面积，匝数，线圈内有垂直纸面向里且随时间均匀增大的匀强磁场，磁感应强度。Y轴右侧有一足够长．宽度的电磁复合场区域，其中匀强电场的场强、方向竖直向下，匀强磁场的磁感应强度大小、方向垂直纸面向里。一带正电微粒从M板的小孔处由静止释放，微粒沿x轴正方向垂直进入复合场区域时恰好不发生偏转，不计空气阻力和重力作用，求：
（1）该微粒比荷的大小；
（2）当只撤去复合场区域的磁场时，该微粒穿出电场区域点的坐标；
（3）当只撤去复合场区域的电场时，该微粒穿出磁场区域时速度方向的偏转角。
四、选修（本题共12分，选修3-3）
18．如图，一太阳能空气集热器的底面及侧面为绝热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积。开始时集热器的进气口和出气口阀门关闭，集热器中密封了一定质量的理想气体，气体的温度为，压强为。经过太阳曝晒后，集热器中气体的压强增大到。
（1）求集热器中气体的温度升高到多少℃；
（2）现保持气体温度不变，通过出气口把集热器中的气体缓慢放出到一个真空瓶中，最终真空瓶中气体的压强为1atm，求真空瓶的容积；
（3）在（2）问的基础上求最终集热器内气体质量与原空瓶来气体质量的比值。
参考答案
1．C
【解析】试题分析：先对小木块从a到c的过程中，根据动能定理求出摩擦力做的功，再对小木块从c点返回的过程中，根据动能定理求出恰好上升到a点所需要的初动能．
在小木块从a到c的过程中，根据动能定理得mgh-Wf=0-0，解得Wf=mgh，小木块从c点返回a的过程中，根据动能定理可得-mgh-Wf=0-Ek，解得Ek=2mgh，C正确．
2．B
【详解】
AB．由 ，得到 ，结合图象可知，汽车刹车过程做的是匀减速运动， 刹车所用时间为2 s，刹车过程的平均速度为12 m/s，由可知，刹车的初速度：
刹车的加速度大小：
= 12 m/s2
故A不符合题意，B符合题意。
CD．汽车刹车的距离为：
故CD不符合题意。
3．D
【解析】试题分析：由于B匀速运动，因此将A、B做为一个整体，进行受力分析可知，地面对A的摩擦力等于水平推力F的大小，A错误；A对地面的压力等于A、B两个物体的总重量，C错误；再对B进行受力分析可知，B对A的压力为Fsinθ+mgcsθ，C错误；B受重力mg。水平推力F和B对A的作用力，这样B对A的作用力等于水平推力与重力的合力，即为，D正确。
考点：共点力平衡
4．D
【详解】
A．地球同步卫星c的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大。对公转的卫星由
得
卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；
B．由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故B错误；
C．a、c的角速度相同，由a=ω2r得
故C错误；
D．由
得
则近地卫星和同步卫星的角速度比值为
故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
AB．根据雨滴的运动情况知：雨滴先做加速运动，加速度减小，合力减小，说明空气阻力增大，当加速度为零时，做匀速运动，速度达到最大，故A错误，B正确；
C．由于雨滴做加速运动，加速度与速度方向相同，故C错误；
D．由上可知，加速度减小，则空气阻力变大，故D错误。
故选B。
6．B
【解析】
A、小球A和B紧贴着外壁分一起做匀速圆周运动，由合外力提供向心力；两球质量相同且角速度相同，由，而，，故A错误．D、对两球受力分析可知水平方向是拉力的水平分力和圆锥的支持力的水平分力之差提供向心力，故D错误．B、设两绳与竖直方向的夹角为，由竖直方向的平衡知识和水平方向的牛顿第二定律得：，，解得：，因可知，则B正确．C、同理由B项解得，因可知，由牛顿第三定律可知压力，故C错误．故选B．
【点睛】对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题．
7．B
【详解】
AB．滑动变阻器R1的滑片P向右缓慢滑动一段距离，R1阻值变小，B小灯泡和滑动变阻器以及R2并联后的电阻值变小，根据闭合电路的欧姆定律
电流表的示数变大，电压表的示数
电压表的示数增大，A错误正确；
C．因为外电阻变小，所以路短电压变小， 根据
并联电路两段的电压变小，即B灯两端的电压变小，B灯变暗，A灯两端的电压变大，A灯变亮，C错误；
D．当电路稳定后，给电容器充了电，断开开关S后，电容器和A灯组成的一个闭合回路，电容器放电通过A灯，A灯不立即熄灭，B灯因为电路成了断路，B灯立即熄灭，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动三大规律，行星A错误；
B．电阻定律是指，选项B错误；
C．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，反应＋→n＋Y，粒子的原子序数为2，中子n的原子序数为0，则Y的原子序数为2+13-0=15，选项C错误；
D．爱因斯坦光电效应方程是，选项D正确。
故选D。
9．BC
【详解】
AB．由图象可知，原线圈中电压的最大值为V，所以电压的有效值为
根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为
即电压表的示数为44V，电阻R=，所以电流A2的为
选项A错误、B正确；
C．由输入电压u随时间t的变化规律可知，电流的周期是，所以交流电的频率为
选项C正确；
D．断开副线圈回路，电流表A2示数为0，输出功率为零，则输出功率也为零，电流表A1示数为零，选项D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】
由图，线圈的左右两边电流向上，右边处在斜向右上方的磁场中，根据左手定则可知右边受安培力向里，同理左边受安培力向外，则若把磁铁固定，从上往下看，线圈会逆时针转动；若把线圈固定，从上往下看，磁铁会顺时针转动，选项AD正确，BC错误；故选AD.
11．BD
【详解】
A．由题图乙所示图像可知，0~0.10 s内
ΔΦ=ΔBS=(1-0）×0.01 Wb=0.01 Wb
0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小
E=n=300× V=30 V
故A错误；
BC．由题可知细杆CD所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知，电流方向为：C→D，由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图像可知，在0.2~0.25 s内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，磁感应强度B2方向竖直向上，故B正确，C错误；
D．对细框，由动量定理得
B1Il×Δt=mv-0
细框竖直向上做竖直上抛运动
v2=2gh
电荷量
Q=IΔt
解得
Q==0.03 C
故D正确。
故选BD。
12．BC
【解析】AB、将B极板匀速向下移动到虚线位置的过程中,两板间电压不变，两板间距离d增大,根据C=知，电容减小，根据Q=CU知，电容器所带的电荷量减小，电流计中有a流向b的电流，故A错误，B正确；
CD. 电容器两端的电势差不变，将B极板向下移动到虚线位置，d增大，电场强度减小，电场力减小，开始电场力和重力平衡，则油滴向下运动，故C正确，D错误。
故选：BC.
点睛：极板始终接在电源的两端，两端的电势差不变，结合d的变化判断电场强度的变化，从而得出电场力的变化，得出油滴向哪个方向运动．根据电容的变化得出电容器所带电荷量的变化，确定出电流计中电流的方向．
13．G D 3.0 7.2
【详解】
(1)[1][2]由于待测电源电动势约为，所以电压表应选，故选G；电路中最大的电流约为
故电流表应选D。
(2)[3][4]由闭合电路的路端电压与电流的关系
故该图像与纵轴的交点即为电动势，该图像的斜率的绝对值即表示电源的内电阻，即
【点睛】
14．CF
【解析】在该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平．故不必要的器材为CF.
15．1s
【详解】
设脱落时升降机和螺钉的速度为v，取向上为正，则对螺钉
对升降机
由几何关系得
代入数据得
t=1s
16．（1）0.25A （2）0.06N
【解析】试题分析：根据切割产生的感应电动势公式求出电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出通过电阻R的电流；根据安培力公式求出导体棒AB所受力的大小。
（1）切割产生的感应电动势为：E=BLv=0.4×0.6×5V=1.2V
根据闭合电路欧姆定律可得通过电阻R的电流为：
（2）导体棒AB受到的安培力为：F=BIL=0.4×0.25×0.6N=0.06N。
点睛：本题主要考查了电磁感应与电路和力学的基本运用，掌握切割产生的感应电动势公式和安培力公式，利用欧姆定律进行求解。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
试题分析：（1）微粒在复合场中不发生偏转，受电场力和洛伦兹力作用而平衡，有：，微粒在平行金属板M、N中被加速，有：，根据法拉第电磁感应定律，有，联立得：；
（2）微粒带正电，所受电场力沿y轴负方向，在电场中做类平抛运动，则有：
沿x轴方向：
沿y轴方向：，其中，解得：；
故穿出电场区域点的坐标为；
（3）微粒进入匀强磁场区域后，按左手定则，向上偏转做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有，代入数据，得：；，由几何关系有，得。
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动
【名师点睛】本题是粒子在场中运动问题，关键是明确在电场中做类似平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据类平抛运动的分运动公式、牛顿第二定律列式分析。
18．(1)87℃；(2)2×10-3m3；(3)
【详解】
(1)由题意可知，集热器内气体在温度升高的过程中，体积不变，所以有
①
其中
P2=1.2atm
T1=t1+273=300K ②
又
T2=t2+273 ③
由①②③得
t2=87℃
(2)以集热器中所有气体为研究对象由等温变化可得
④
得
V3=1.2×10-2m3
真空瓶容积
V=V3−V1=2×10-3m3 ⑤
(3)根据题意有
⑥
得