2021年湖南省永州市上關(guān)鄉(xiāng)中學(xué)高二物理期末試卷含解析

2021年湖南省永州市上關(guān)鄉(xiāng)中學(xué)高二物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．振子在振動(dòng)過(guò)程中，速度相同時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度一定相等，彈性勢(shì)能相同B．振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧彈力始終做負(fù)功C．振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供D．振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒參考答案：CD2.（多選）在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列措施中可以提高實(shí)驗(yàn)精度的是（

）A．選細(xì)線做為擺線B．單擺擺動(dòng)時(shí)保持?jǐn)[線在同一豎直平面內(nèi)C．拴好擺球后，令其自然下垂時(shí)測(cè)量線長(zhǎng)為擺長(zhǎng)D、計(jì)時(shí)起止時(shí)刻，選在最大擺角處參考答案：ABC3.如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為φa、φb和φc，φa＞φb＞φc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知（

）A．粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功

B．粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C．粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加

D．粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減小參考答案：AC4.（1）在探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材供選用，請(qǐng)把應(yīng)選器材的字母填在括號(hào)中（

）（4分）A．1m長(zhǎng)的粗繩

B．1m長(zhǎng)的細(xì)繩

C．時(shí)鐘

D．秒表E．半徑為1cm的小木球

F．半徑為1cm的小鉛球G．米尺

I．鐵架臺(tái)

J．天平

H．砝碼（2）用

來(lái)測(cè)擺線長(zhǎng)度。加上小球的半徑得到擺長(zhǎng)。用

計(jì)時(shí)。測(cè)量50次全振動(dòng)的時(shí)間，來(lái)計(jì)算周期。計(jì)時(shí)應(yīng)從

位置開(kāi)始。（3）某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在試驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)L，測(cè)出相應(yīng)的周期Ｔ，從而得出一組對(duì)應(yīng)的L與T的數(shù)值，再以L為橫坐標(biāo)T2為縱坐標(biāo)，將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖所示，T2與L的關(guān)系式T2=

，利用圖線可求出圖線的斜率k=

，再由k可求出g=

。參考答案：（１）BDFGI

（２）G(米尺)

D（秒表）平衡（３）；4s2/m；（2）或9.86m/s2

5.如圖所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A，已知甲圖中原副線圈匝數(shù)比為100：1，乙圖中原副線圈匝數(shù)比為1：10，則

（

）A．甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VB．甲圖是電流互感器．輸電電流是100A

C．乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000V

D．乙圖是電流互感器，輸電電流是100A參考答案：AD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，一根質(zhì)量不計(jì)、長(zhǎng)為1m，能承受最大拉力為14N的繩子，一端固定在天花板上，另一端系一質(zhì)量為1kg的小球，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若要將繩子拉斷，作用在球上的水平?jīng)_量至少應(yīng)為N?S．（g取10m/s2）參考答案：解：要使繩子拉斷，繩子的拉力必須達(dá)到最大值F=14N，此時(shí)恰好由繩子的拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律則有：F﹣mg=m，代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s，由動(dòng)量定理得：I=△p=mv=1×2=2N?s作用在小球上的水平?jīng)_量至少應(yīng)為2N?s．故答案為：2．【考點(diǎn)】動(dòng)量定理；牛頓第二定律；向心力．【分析】要將繩子拉斷，繩子的拉力必須達(dá)到最大值30N，此時(shí)恰好由繩子的拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求出小球的速度，再由動(dòng)量定理求解沖量．7.將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力，圖甲中擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中最低位置，小于10o且未知。圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間變化的曲線，圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，g=10m/s2，據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息可知：(1)單擺的周期為

s；(2)擺球質(zhì)量為

kg。參考答案：8.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，是由穿過(guò)這一電路的__________決定的．如圖是某正弦式電流的圖象，則此正弦式電流的周期為_(kāi)______s,電流的峰值為_(kāi)______A。參考答案：磁通量的變化率，0.02，0.59.如圖所示，電路中電阻R1：R2：R3＝1：2：3，當(dāng)電路中有電流通過(guò)時(shí)，電阻中電流之比I1：I2：I3＝_________，電阻兩端電壓之比U1：U2：U3＝_________。參考答案：1:1:1

1:2:310.（5分）離子推進(jìn)器是新一代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問(wèn)題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度，則加在BC間的電壓U＝______________。

參考答案：11.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比n1n2＝4:1，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等．a(chǎn)、b端加一交流電壓U后，輸入電壓U和B兩端電壓UB之比是____________.參考答案：17:412.如圖所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)作無(wú)摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)．若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用，則速度vA=．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力NB=6Eq．參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．版權(quán)所有專題：牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用；帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：“小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)圓環(huán)與小球間沿水平方向無(wú)力的作用”是解題的突破口，即小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力提供向心力，這樣可以求出vA；根據(jù)從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功可以求出vB，再根據(jù)向心力公式可得NB．解答：解：由題意可知小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力提供向心力即qE=解得vA=從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理可得2qEr=﹣m在B點(diǎn)根據(jù)向心力公式可得NB﹣qE=m聯(lián)立以上三式得NB=6qE根據(jù)牛頓第三定律可得小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力大小為6qE．故答案為：；6qE．點(diǎn)評(píng)：解本題時(shí)不要忘記根據(jù)向心力公式可得NB﹣qE=m求出的NB是圓環(huán)對(duì)小球的支持力，而題目要求的是小球?qū)A環(huán)的壓力，故需要利用牛頓第三定律進(jìn)行轉(zhuǎn)化．13.（8分）頻率為50Hz的正弦電流，對(duì)人體的安全電壓有效值不能超過(guò)36V，這個(gè)交流電壓的周期是______________s，峰值是___________________。參考答案：0.02；50.4～50.9三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路和U-I圖像如下:請(qǐng)回答下列問(wèn)題（1）在閉合開(kāi)關(guān)之前,為防止電表過(guò)載而移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P應(yīng)放在_______處（2）現(xiàn)備有以下器材：A．干電池1個(gè)

B．滑動(dòng)變阻器（0~50Ω）C．滑動(dòng)變阻器（0~1750Ω）D．電壓表（0~3V）E．電壓表（0~15V）

F．電流表（0~0.6A）G．電流表（0~3A）其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____，電流表應(yīng)選___，電壓表應(yīng)選___。(填字母代號(hào))（3）右圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的U-I圖像。由此可知這個(gè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=__

V，內(nèi)電阻r=__

_Ω。參考答案：(1)a處

(2)BFD

(3)1.5

,115.（1）用如圖1所示的多用電表測(cè)量電阻，要用到選擇開(kāi)關(guān)K和兩個(gè)部件S、T。請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量:旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的"0"刻線。將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"×l00"的位置。將插入"十"、"－"插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件_______，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_________(填"0刻線"或"∞刻線")。將兩表筆分別與侍測(cè)電阻相接，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小。為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟，并按_______的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(shù)測(cè)量。A．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"×1k"的位置

B．將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋"×10"的位置C．將兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻的兩恨引線相接D．將兩表筆短接，旋動(dòng)合適部件，對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)參考答案：（1）S

（3）T

,0刻線

（4）ADC四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.在如圖所示的電路中，電阻R1=12，R2=8，R3=4，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.25A；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.36A，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別多大？參考答案：17.平行軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2=8Ω的電熱絲，軌道間距L=1m,軌道很長(zhǎng)，本身電阻不計(jì)，軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布，其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹?cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=1T，每段無(wú)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?cm，導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1Ω，與軌道接觸良好，現(xiàn)讓ab以v=10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)．求：(1)當(dāng)ab處在磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab中的電流為多大？ab所受磁場(chǎng)力為多大？(2)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)ab的電流是否是交變電流？若是，則其有效值為多大？并畫(huà)出通過(guò)ab的電流隨時(shí)間的變化圖象．參考答案：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=10V,ab中的電流I==2A,,ab所受的安培力為F=BIL=2N，方向向左．(2)是交變電流，ab中交流電的周期T=2+2=0.006s，由交流電有效值的定義，可得I2R(2)=2RT，即。通過(guò)ab的電流隨時(shí)間變化圖象如圖所示．18.如圖所示裝置由水平軌道、傾角θ=37°的傾斜軌道連接而成，軌道所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量m、長(zhǎng)度L、電阻R的導(dǎo)體棒ab置于傾斜軌道上，剛好不下滑；質(zhì)量、長(zhǎng)度、電阻與棒ab相同的光滑導(dǎo)體棒cd置于水平軌道上，用恒力F拉棒cd，使之在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)．棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）求棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）求當(dāng)棒ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)cd速度v的大小；（3）若從cd剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab剛要上滑過(guò)程中，cd在水平軌道上移動(dòng)的距離x，求此過(guò)程中ab上產(chǎn)生熱量Q．參考答案：解：（1）當(dāng)ab剛好不下滑，靜摩擦力沿導(dǎo)軌向上達(dá)到最大，由平衡條件得：mgsin37°=μmgcos37°則μ=tan37°=0.75

（2）設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLv

設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有I=

設(shè)ab所受安培力為F安，有F安=BIL

此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安cos37°=mgsin37°+μ（mgcos37°+F安sin37°）

代入數(shù)據(jù)解得：F安==mg又F安=代入數(shù)據(jù)解得v=（3）設(shè)ab棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有F?x﹣2Q=mv2

解得Q=F?x﹣mv2=F?x﹣答：（1）棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是0.75；（