上海民辦立達中學(東部校區(qū))2021年高二物理期末試題含解析

上海民辦立達中學(東部校區(qū))2021年高二物理期末試題含解析一、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.(多選)如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點．左側是一套輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r.b點在小輪上，到小輪中心的距離為r.已知c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在傳動過程中皮帶不打滑，則以下判斷正確的是()A.a點與d點的向心加速度大小相等B.a點與b點的角速度大小相等C.a點與c點的線速度大小相等D.a點與c點的向心加速度大小相等參考答案：AC2.（單選）兩平行金屬板間為勻強電場，不同的帶電粒子都以垂直于電場線的方向飛入該勻強電場(不計重力)，要使這些粒子經(jīng)過勻強電場后有相同大小的偏轉角，則它們應具備的條件是A．有相同的動能和相同的比荷B．有相同的速度和相同的質量C．有相同的速度和相同的比荷D．只要有相同的比荷就可以參考答案：C3.（單選）如圖所示，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力A．方向沿紙面向上，大小為B．方向沿紙面向上，大小為C．方向沿紙面向下，大小為D．方向沿紙面向下，大小為參考答案：A4.根據(jù)安培假設的思想，認為磁場是由于運動電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應該（

）A．帶負電

B．帶正電

C．不帶電

D．無法確定參考答案：A5.下列關于慣性的說法中，正確的是（

）A．只有靜止的物體才具有慣性

B．只有做勻速直線運動的物體才具有慣性C．質量較大的物體慣性較大

D.

同一物體在地球上和月球上慣性不同參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.試研究長度為l、橫截面積為S，單位體積自由電子數(shù)為n的均勻導體中電流的流動，在導體兩端加上電壓U，于是導體中有勻強電場產(chǎn)生，在導體內移動的自由電子（﹣e）受勻強電場作用而加速．而和做熱運動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復進行邊向前移動，可以認為阻礙電子運動的阻力大小與電子移動的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv（k是常數(shù)）．（1）電場力和碰撞的阻力相平衡時，導體中電子的速率v成為一定值，這時v為

．A.

B.

C.

D.（2）設自由電子在導體中以一定速率v運動時，該導體中所流過的電流是

．（3）該導體電阻的大小為

（用k、l、n、s、e表示）．參考答案：解：（1）據(jù)題意由平衡條件可知：kv=eE，其中電場強度為：E=，因此解得：v=．（2）據(jù)電流微觀表達式為：I=neSv，可得I=，（3）由歐姆定律可知：R===故答案為：（1）；（2）；（3）【考點】伏安法測電阻；歐姆定律．【分析】（1）當電子勻速運動時，受力平衡，電場力和電子受到的阻力的大小相等，根據(jù)平衡的條件即可求得電子運動的速度的大?。?）由電流的微觀表達式可求得電流；（3）由歐姆定律及（1）中求得的速度表達式可求得電阻的表達式．7.如圖12所示為質譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強電場的場強為E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進入偏轉磁場，該偏轉磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場．帶電粒子經(jīng)偏轉磁場后，最終到達照相底片的H點．可測量出G、H間的距離為l．帶電粒子的重力可忽略不計．粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感強度B1的大小為

；偏轉磁場的磁感強度B2的大小為

。參考答案：，8.已知電磁波在真空中的傳播速度大小為3.0×108m/s；地球上一發(fā)射器向月球發(fā)射電磁波，需經(jīng)＿＿＿＿s的時間才能接收到反射波（已知地球與月球間的距離為3.84×105km）。參考答案：2.569.（16分）有如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示四個電場，試比較各圖中A和B兩點場強大小和電勢的高低。（a）圖：EA

EB，UA

UB。（b）圖：EA

EB，UA

UB。（c）圖：EA

EB，UA

UB。（d）圖：EA

EB，UA

UB。參考答案：(a)＝，＝(b)＜，＞(c)＝，＞(d)＞，＝10.如圖所示是做光電效應實驗的裝置簡圖。在抽成真空的玻璃管內，K為陰極（用金屬銫制成，發(fā)生光電效應的逸出功為1.9eV），A為陽極。在a、b間不接任何電源，用頻率為（高于銫的極限頻率）的單色光照射陰極K，會發(fā)現(xiàn)電流表指針有偏轉。這時，若在a、b間接入直流電源，a接正極，b接負極，并使a、b間電壓從零開始逐漸增大，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)增大到2.1V時，電流表的示數(shù)剛好減小到零。則a、b間未接直流電源時，通過電流表的電流方向為

（填上或下），從陰極K發(fā)出的光電子的最大初動能EK=

J；參考答案：上，

3.36X10-19

J11.如圖所示的理想變壓器,它的初級線圈接在交流電源上,次級線圈接一個標有“12V100W”的燈泡,已知變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比為10:1,那么小燈泡正常工作時,圖中的電壓表的讀數(shù)為__________V,電流表的讀數(shù)為__________A．參考答案：12.把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的結構示意圖，其中電源電動勢E=1.5V．經(jīng)改裝后，若將原電流表3mA刻度處的刻度值定為零位置,則2mA刻度處應標____________Ω，1mA刻度處應標____________Ω.參考答案：250;

100013.在如圖所示電路中（電源內阻不可忽略），電建K與a連接，現(xiàn)將滑動變阻器R的滑動片P向左端移動時，則電流表示數(shù)

，電壓表的示數(shù)

。（填變大、變小或不變）

參考答案：增大，減小三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.現(xiàn)有一種特殊的電池，電動勢E約為9V，內阻r約為50Ω，允許輸出的最大電流為50mA，用如圖(a)的電路測量它的電動勢和內阻，圖中電壓表的內阻非常大，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω。①R0是定值電阻,規(guī)格為150Ω，1.0W起

的作用。②該同學接入符合要求的R0后，閉合開關，調整電阻箱的阻值，

。改變電阻箱阻值，得多組數(shù)據(jù)，作出如圖(b)的圖線．則電池的電動勢E=

，內阻r=

。（結果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：①防止短路，電流過大，燒壞電源

②讀取電壓表的示數(shù)，10V

，46±2Ω.（漏寫單位，沒分）15.（9分）在《探究單擺周期與擺長的關系》實驗中,要注意以下幾點(1)擺的振幅不要太大.這是因為單擺只有當擺的振幅不大時,才能認為擺的振動是___________運動.(2)擺線要盡量選擇__________、____________,并盡可能_____(填“長”、“短”)一些(3)擺球要盡量選擇質量_____(填“大”、“小”)、體積小些的。(4)測量擺的振動周期時,在_________(填“擺球到達最高點”、“擺球經(jīng)過平衡位置”)作為計時的開始與終止更好些。參考答案：(1)簡諧（2分）(2)細一些、伸縮性小些，長（3分）（3）大（2分）（4）擺球經(jīng)過平衡位置（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，平行金屬導軌寬度為l=0.6m，與水平面間的傾角為θ=37o，導軌電阻不計，底端接有阻值為R=3Ω的定值電阻，磁感強度為B=1T的勻強磁場垂直穿過導軌平面．有一質量為m=0.2kg，長也為l的導體棒受導軌上兩支柱p支撐靜止在ab位置，導體棒的電阻為Ro=1Ω，它與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3．導體棒獲得平行斜面的初速vo=10m/s向上滑行最遠至a/b/位置，所滑行距離為s=4m．(sin37o=0.6，cos37o=0.8，重力加速度g=10m/s2)

問：（1）把運動導體棒視為電源，最大輸出功率是多少？（2）上滑過程中導體棒所受的安培力做了多少功？（3）以ab位置為零勢點，若導體棒從ab上滑d=3m過程中電阻R發(fā)出的熱量QR=2.1J，此時導體棒的機械能為多大？

參考答案：17.如圖，半徑為R，光滑的圓弧軌道固定在豎直平面內，與水平軌道CN相接.水平軌道的CD段光滑、DN段粗糙．一根輕質彈簧一端固定在C處的豎直面上，另一端與質量為2m的小物塊剛好在D點接觸但不連接，彈簧處于自然長度．質量為m的小物塊從圓弧軌道頂端M點由靜止釋放并下滑，后與物塊碰撞后一起向左壓縮彈簧(兩物塊不粘連).若=l，物塊、與軌道DN的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.1和μ2=0.2，重力加速度為g．求：(1)小物塊a第一次經(jīng)過N點時，軌道對支持力的大小.(2)小物塊與物塊碰撞后瞬間的共同速度大小.(3)若、能且只能發(fā)生一次碰撞，試討論與的關系.參考答案：（1）物塊a由M到N過程中，由機械能守恒有：

①（1分）

由牛頓第二定律有：②

聯(lián)立①②解得：軌道對a支持力F=3mg

（2）物塊a從N滑至D過程中，由動能定理有：

③

物塊a、b在D點碰撞，根據(jù)動量守恒有：

④

解得兩物塊在D點向左運動的速度（3）a、b一起壓縮彈簧后又返回D點時速度大?、?/p>

由于物塊b的加速度大于物塊a的加速度，所以經(jīng)過D后，a、b兩物塊分離，同時也與彈簧分離。討論：①假設a在D點時的速度0，即l=10R

要使a、b能夠發(fā)生碰撞，則l<10R

②假設物塊a滑上圓弧軌道又返回，最終停在水平軌道上P點，物塊b在水平軌道上勻減速滑至P點也恰好停止，設，則，根據(jù)能量守恒，

對a物塊

⑥

對b物塊

⑦

由以上兩式解得

⑧

將代入

解得

⑨（1分）

要使a、b只發(fā)生一次碰撞，則⑩（1分）

綜上所述，當時，a、b兩物塊能且只能發(fā)生一次碰撞（1分）18.如圖所示，相距s=4m、質量均為M，兩個完全相同木板A、B置于水平地面上，一質量為M、可視為質點的物塊C置于木板A的左端．已知物塊C與木板A、B之間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.40，木板A、B與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.10，最大靜摩擦力可以認為等于滑動摩擦力，開始時，三個物體均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)給物塊C施加一個水平方向右的恒力F，且F=0.3Mg，已知木板A、B碰撞后立即粘連在一起．（1）通過計算說明A與B碰前A與C是一起向右做勻加速直線運動．（2）求從物塊C開始運動到木板A與B相碰所經(jīng)歷的時間t．（3）已知木板A、B的長度均為L=0.2m，請通過分析計算后判斷：物塊C最終會不會從木板上掉下來？參考答案：解：（1）設木板A與物塊C之間的滑動摩擦力大小為f1，木板A與水平地面之間的滑動摩擦力大小為f2，有：f1=μ1Mg=0.40Mg，f2=μ2（Mg+Mg）=0.20Mg可見f2＜F＜f1，故可知在木板A、B相碰前，在F的作用下，木板A與物塊C一起水平向右做勻加速直線運動．（2）設此過程中它們的加速度為a，運動時間為t，與木板B相碰時的速度為υ，有：，解得：t=4s，υ=2m/s．

（3）碰撞后瞬間，物塊C的速度不變，設A、B碰后速度為υ'，則Mυ=2Mυ'得此即木板A、B共同運動的初速度．此后，物塊C在木板上滑動時的加速度為：，物塊C在木板上滑動時，木板A、B共同運動的加速度為：，其中，解得：若木板A、B很長，則物塊C不會掉下來．設物塊C再運動時間t1后，三者的速度相同，有：，代入數(shù)據(jù)解得：在此過程中，物塊C的位移為：木板A、B的位移為：由于，可見，物塊C與木板A、B達到共同速度時還在木板上．進一步分析，由于，可知物塊C將與木板A、B一起做勻速直線運動，可見物塊C將不會從木板上掉下來．

答：（1）證明如上．（2）從物塊C開始運動到木板A與B相碰所