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- 2021-05-24 发布
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怀仁一中云东校区2019-2020学年高二下学期期末考试
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)
甲乙
(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______
丙
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.
【参考答案】
一、 选择题:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
A
C
C
B
D
C
BD
BD
BCD
ABD
AC
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