山西省臨汾市襄輝學校2021年高二物理下學期期末試題含解析

山西省臨汾市襄輝學校2021年高二物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.我國計劃于2021年開展火星上軟著陸，以慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年。地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小,下列說法正確的是A.在相等的時間內(nèi)，地球與太陽的連線掃過的面積等于火星與太陽的連線掃過的面積B.地球繞太陽運行的周期比火星繞太陽運行的周期大C.地球繞太陽運行的線速度比火星繞太陽運行的線速度小D.地球繞太陽運行的角速度比火星繞太陽運行的角速度大參考答案：D【詳解】A．地球和火星繞太陽的軌道不同，在相等的時間內(nèi)，地球與太陽的連線掃過的面積并不等于火星與太陽的連線掃過的面積。故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小，所以地球繞太陽運行的周期比火星繞太陽的周期小。故B錯誤；C．把橢圓軌道近似看成是圓軌道，根據(jù)，地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小，可以推出地球繞太陽運行的線速度比火星繞太陽運行的線速度大。故C錯誤；D．把橢圓軌道近似看成是圓軌道，根據(jù)，地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小，地球繞太陽運行的角速度比火星繞太陽運行的角速度大。故D正確；2.（單選）一物體以一定的初速度在水平地面上做勻減速滑動。若已知物體在第1s內(nèi)位移為8.0m，在第3s內(nèi)位移為0.5m。則下列說法正確的是（

）A.物體的加速度一定為-3.75m/s2

B.物體的加速度可能為-3.75m/s2

C.物體在第0.5s末速度一定為8.0m/sD.物體在第2.5s末速度一定為0.5m/s

參考答案：A3.2019年春節(jié)期間，中國科幻電影《流浪地球》熱播，影片中為了讓地球逃離太陽系，人們在地球上建造特大功率發(fā)動機，使地球完成一系列變軌操作，假設其逃離過程如圖所示，地球現(xiàn)在繞太陽在圓軌道I上運行，運動到A點加速變軌進入橢圓軌道Ⅱ,在橢圓軌道Ⅱ上運動到遠日點B時再次加速變軌，從而擺脫太陽的束縛，下列說法正確的是A.地球從A點運動到B點的時間大于半年B.沿橢圓軌道II運行時，由A點運動到B點的過程中，速度逐漸增大C.沿橢圓軌道II運行時，在A點的加速度大于在B點的加速度D.在軌道I上通過A點的速度大于在軌道Ⅱ上通過A點的速度參考答案：AC【詳解】A.根據(jù)開普勒第三定律，軌道Ⅱ的半長軸大于圓軌道I的半徑，可知在軌道Ⅱ上的周期大于1年，故A正確。B.根據(jù)開普勒第二定律可知，沿橢圓軌道Ⅱ運行時，由A點運動到B點的過程中，速度逐漸減小，故B錯誤。C.根據(jù)，在A點的加速度大于在B點的加速度，故C正確。D.在A點要點火加速變軌，在軌道Ⅰ通過A點的速度小于軌道Ⅱ通過A點的速度，故D錯誤。4.如右圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖象，下面結(jié)論正確的是(

)A．電源的電動勢為6.0V

B．

電源的內(nèi)阻為12ΩC．電源的短路電流為0.5A

D．電流為0.3A時的外電阻是18Ω

參考答案：AD5.（單選）如圖所示，用細繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，則下列說法正確的是（

）A、小球過最高點時，繩子張力可以為零B、小球過最高點時的速度是0C、小球做圓周運動過最高點時的最小速度是D、小球過最高點時，繩子對小球的作用力可以與球所受重力方向相反參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.(2分)電磁波在真空中傳播的速度為__________m／s。參考答案：3×107.（4分）發(fā)電機路端電壓為220V，輸出功率為110kW。若要保證用戶得到100kW的電功率，輸電線的電阻不得大于

，若用一個理想變壓器升壓至5500V輸出，輸電線的電阻不得大于

。參考答案：0.04；258.如圖所示，放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導體棒ab，當通有自b到a的電流時受到向右的安培力作用，則磁鐵的上端是________極.參考答案：N,9.在圖甲所示的電路中，電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計，L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙。當開關S閉合后，L1的電阻為

Ω，L2消耗電功率為

W。參考答案：____12_

0.3

10.如圖所示，質(zhì)量為m的木箱在推力F的作用下在水平面上運動，F(xiàn)與水平方向的夾角為θ，木箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，則水平面給木箱的支持力大小為

，木箱受到的摩擦力大小為

．參考答案：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．【考點】牛頓第二定律．【分析】對物塊進行受力分析，物塊受重力、支持力、摩擦力及F；正交分解列方程式即可．【解答】解：對物塊進行受力分析，如圖有豎直方向合力為0，即FN=mg+Fsinθ；又有f=μFN=μ（mg+Fsinθ）；故答案為：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．11.如圖所示，用某種透光物制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像__________________，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3________，P4________.記下P3、P4的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°.則該透光物質(zhì)的折射率n＝________，并在圖中畫出正確完整的光路圖．參考答案：讓P2的像擋住(1分)

擋住P1、P2的像(1分)

擋住P3以及P1、P2的像(1分)

(2分)

見解析圖(2分)

12.（6分）一個質(zhì)量為0.3kg的小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運動，反彈后的速度大小為4m/s。則碰撞前后墻對小球的沖量大小為

及碰撞過程中墻對小球做的功為

。參考答案：3kg·m/s；－3J

13.質(zhì)量為m，長為L的的金屬棒ab用兩根細絕緣絲懸掛在絕緣架MN下面，整個裝置處在豎直方向的勻強磁場中，當金屬棒通以由a向b的電流I后，將離開原位置向前偏轉(zhuǎn)角而重新平衡，如圖。則磁感強度B的方向為

，大小為

。參考答案：向上

；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（解答）如圖所示，一水平放置的矩形線圈abcd，在細長的磁鐵N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ab邊在紙內(nèi)，由圖中位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ到位置Ⅲ，這三個位置都靠得很近，且位置Ⅱ剛好在條形磁鐵中心軸線上，在這個過程中穿過線圈的磁通量怎樣變化？有無感應電流？參考答案：穿過線圈的磁通量先減少后增加，線圈中有感應電流根據(jù)條形磁鐵N極附近磁感線的分布情況可知，矩形線圈在位置Ⅰ時，磁感線從線圈的下面斜向上穿過；線圈在位置Ⅱ時，穿過它的磁通量為零；線圈在位置Ⅲ時，磁感線從線圈上面斜向下穿過。所以，線圈從Ⅰ到Ⅱ磁通量減少，從Ⅱ到Ⅲ磁通量增加。穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產(chǎn)生15.分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖象中表現(xiàn)出來，就圖象回答：（1）從圖中看到分子間距離在r0處分子勢能最小，試說明理由．（2）圖中分子勢能為零的點選在什么位置？在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對嗎？（3）如果選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能有什么特點？參考答案：解：（1）如果分子間距離約為10﹣10m數(shù)量級時，分子的作用力的合力為零，此距離為r0．當分子距離小于r0時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大．如果分子間距離大于r0時，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的增大而增大．從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準，r不論減小或增大，分子勢能都增大．所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點．（2）由圖可知，分子勢能為零的點選在了兩個分子相距無窮遠的位置．因為分子在平衡位置處是分子勢能最低點，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正確的．（3）因為分子在平衡位置處是分子勢能的最低點，最低點的分子勢能都為零，顯然，選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能將大于等于零．答案如上．【考點】分子勢能；分子間的相互作用力．【分析】明確分子力做功與分子勢能間的關系，明確分子勢能的變化情況，同時明確零勢能面的選取是任意的，選取無窮遠處為零勢能面得出圖象如圖所示；而如果以r0時分子勢能為零，則分子勢能一定均大于零．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán)，兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導軌和圓環(huán)上各有一根與導軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路，a、b兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻分別為R1、R2，其余電阻不計。整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。當用水平向右的恒力F=拉細桿a，達到勻速運動時，桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處。g為重力加速度，試求：（1）桿a做勻速運動時，回路中感應電流的大??；（2）桿a做勻速運動時的速度；（3）桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度。參考答案：.⑴勻速時，拉力與安培力平衡，F(xiàn)=BIL(2分)

得：(2分)⑵金屬棒a切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E=BLv-（2分）

回路電流（2分）

聯(lián)立得：(2分)⑶平衡時，棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，

得：θ=37°（2分）(2分)17.如圖。一個足夠長的U形金屬導軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN，PQ兩導軌間的寬度L=0.5m,一根質(zhì)量m=0.5kg的均勻金屬棒ab橫跨在導軌上且與導軌接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形。該導軌平面處于磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)，方向豎直向上的磁場中，ab棒與導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0N,ab棒的電阻R=0.1Ω,其他部分電阻不計。開始時，磁感應強度B0=0.50T.(1)若從t=0時刻開始，磁感應強度以的變化率均勻增加，則回路中的電流為多大？經(jīng)過多長時間ab棒開始運動？（2）若保持磁感應強度B0的大小不變，從t=0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力，使它以a=4.0m/s2的加速度做勻加速直線運動，試推導此拉力F的大小隨時間t變化的函數(shù)表達式，并在圖乙所示的坐標圖上作出拉力F隨時間t變化的圖象參考答案：（1）由法拉第電磁感應定律：E=

=0.05V回路中電流：I=E/R

=0.5A當ab棒所受安培力等于受最大靜摩擦力時，ab棒開始運動。即Fm=BIL

代入數(shù)據(jù)可得：1.0=(0.5+0.2t)×0.5×0.5

t=17.5s（2）為使ab棒做勻加