2021年山西省陽泉市陽煤集團第一中學(xué)高二物理上學(xué)期期末試題含解析

2021年山西省陽泉市陽煤集團第一中學(xué)高二物理上學(xué)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.（單選題）如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ。先用平行于斜面的推力F1作用于物體上，使其沿斜面勻速上滑（圖甲）；若改用水平推力F2作用于物體上，仍能使物體沿斜面勻速上滑（圖乙），則兩次的推力大小之比F1∶F2為（

）

A．cosθ＋μsinθB．cosθ－μsinθ

C．1＋μtanθD．1－μtanθ參考答案：B2.（多選題）如圖所示，用輸出電壓為1.4V，輸出電流為100mA的充電器對內(nèi)阻為2Ω的鎳﹣氫電池充電．下列說法正確的是（）A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12WB．充電器輸出的電功率為0.14WC．充電時，電池消耗的熱功率為0.02WD．充電時，在1s的時間內(nèi)有0.14J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能參考答案：ABC【考點】電源的電動勢和內(nèi)阻；電功、電功率．【分析】電池充電過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，根據(jù)能量守恒定律列式求解．【解答】解：A、電池充電過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，根據(jù)能量守恒定律，有：UI=I2R+P，故電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率P=UI﹣I2R=1.4V×0.1A﹣0.12×2=0.12W，故A正確；B、充電器輸出的電功率為：UI=1.4V×0.1A=0.14W，故B正確；C、充電時，電池消耗的熱功率為：I2R=0.12×2=0.02W，故C正確；D、轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12W，故充電時，在1s的時間內(nèi)有0.12J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D錯誤；故選：ABC3.如圖所示，L1和L2兩盞燈的規(guī)格完全相同，線圈L的直流電阻不計。電路工作過程中兩燈都不會被燒壞，則下列描述中正確的是A．閉合S，L1、L2同時變亮，最后兩燈亮度相同B．閉合S，L1先亮，L2逐漸變亮，最后兩燈亮度相同C．斷開S的瞬間，L1中的電流方向為a→bD．斷開S的瞬間，L2中的電流方向為c→d參考答案：BD4.帶電質(zhì)點在勻強磁場中運動，某時刻速度方向如圖所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計阻力，則在此后的一小段時間內(nèi)，帶電質(zhì)點將A．可能做直線運動

B．可能做勻減速運動C．一定做曲線運動

D．可能做勻速圓周運動參考答案：C5.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如右圖所示的電路，當開關(guān)S接通后將看到的現(xiàn)象是()A．彈簧向上收縮B．彈簧被拉長C．彈簧上下跳動D．彈簧仍靜止不動參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，在《探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件》的實驗中，開關(guān)斷開時，條形磁鐵插入或拔出線圈的過程中，電流表表針不動；開關(guān)閉合時，磁鐵靜止在線圈中，電流表表針也不動；開關(guān)閉合時，將磁鐵插入或拔出線圈的過程中，電流表表針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由此得出，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：電路必須

，穿過電路的磁通量發(fā)生

。參考答案：閉合，變化7.某同學(xué)在探究單擺周期與擺長的關(guān)系時有如下操作，請判斷是否恰當(填“是”或“否”)。①在擺球經(jīng)過最低點時啟動秒表計時：________；②用秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期：________。(2)該同學(xué)改進測量方法后，得到的部分測量數(shù)據(jù)見下表。用螺旋測微器測量其中一個擺球直徑的示數(shù)如圖所示。該球的直徑為________mm，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨________的增大而增大，而與________無關(guān)。數(shù)據(jù)組編號擺長/mm擺球質(zhì)量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4參考答案：.①__是______；②____否____.(2)_20.685(20.683～20.686)_，擺長_______，____擺球質(zhì)量____。8.陰極射線管中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明電子在磁場中受到

（填“安培力”或“洛倫茲力”）的作用。參考答案：9.一質(zhì)量為M、傾角θ為的斜面體在水平地面上，質(zhì)量為m的小木塊（可視為質(zhì)點）放在斜面上，現(xiàn)用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木塊，拉力在斜面所在的平面內(nèi)繞小木塊旋轉(zhuǎn)一周的過程中，斜面體和木塊始終保持靜止狀態(tài)，則小木塊受到斜面的最大摩擦力為

，斜面體受到地面的最大摩擦力為

參考答案：F+mgsinθ；F當F沿斜面向下時，木塊所受摩擦力最大，受力分析如圖：

由平衡條件：fMAX=F+mgsinθ

選整體為研究對象，當F水平時，整體所受的摩擦力最大，由平衡條件，f=F，即：斜面所受的最大靜摩擦力為F10.14．一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度t變化的關(guān)系如圖實線①所示．由于環(huán)境溫度以及熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動，易損壞衣物．有一種用主要成分為BaTiO3，被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動控制溫度的特點．PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖實線②所示．根據(jù)圖線分析：(1)為什么原處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時比普通電熨斗升溫快？是因為冷態(tài)時PCT電阻

，電功率

，所以升溫很快．(2)通電一段時間后電熨斗溫度t自動地穩(wěn)定在_

_<t<__

__范圍之內(nèi)．(填下標數(shù)字)參考答案：（1）很小，很大

（2）T6__<t<__T7_11.在真空中有兩個點電荷，其中電荷A的電量是電荷B電量的4倍，它們相距5cm時，相互斥力為1.6N，當它們相距20cm時，相互斥力為_____________，電荷A的電量為________________，電荷B的電量為__________________。參考答案：12.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、電鍵K與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小型壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球。K斷開時傳感器上有示數(shù)，K閉合時傳感器上恰好無示數(shù)?？芍€圈中磁場B的變化情況是正在

(填寫“增強”或“減弱”)；磁通量的變化率

。參考答案：13.（8分）有三個質(zhì)量分別為5M、3M、2M的小球A、B、C，其中B球帶正電q，其余兩球不帶電，用足夠長的不會伸長的絕緣線連接，均置于豎直向下的勻強電場中，場強大小為E，如圖所示，釋放A球，讓三球由靜止落下，下落一小段時間(球不相碰)，此時三球的加速度大小分別為：aA=_______，aB=________，aC=________；此時A、B間線的張力F=_______。參考答案：aA=g＋，aB=g＋，aC=g，F(xiàn)=三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（10分）用力矩盤做驗證有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件實驗時：①對力矩盤重心位置的制作要求是：______________________________實驗中判定重心位置是否合乎要求的檢驗方法是：___________________②實驗時，力矩盤的平面應(yīng)在：_________________彈簧測力計的軸線應(yīng)與所拉的細線在__________________________③實驗中加入一個測力計的好處是：_____________________________

參考答案：①重心在轉(zhuǎn)軸中心，轉(zhuǎn)盤能隨遇平衡②豎直平面內(nèi)，同一直線上③便于力矩盤自動調(diào)節(jié)達到新的平衡，力的大小及方向可任意改變，力的大小不受整數(shù)限制15.描繪標有“3V，0．4W”的小燈泡的伏安特性曲線，要求燈炮電壓能從零開始變化．所給器材如下：A．電流表（0~200mA，內(nèi)阻0．1Ω）

B．電流表（0~0．6A，內(nèi)阻0．01Ω）C．電壓表（0~3V，內(nèi)阻5kΩ）

D．電壓表（0~15V，內(nèi)阻50kΩ）E．滑動變阻器（0~10Ω，0．5A）

F．滑動變阻器（0~1kΩ，0．1A）G．電源（3V）

H．電鍵一個，導(dǎo)線若干．（1）為了完成上述實驗，實驗中應(yīng)選擇的儀器是________________．(3分)（2）在圖13的虛線框中畫出完成此實驗的原理圖，并將實物按電路圖用導(dǎo)線連好．(6分，電路圖和實物圖各3分)（3）此實線描繪出的I—U圖線是

（填“曲線”、“直線”），其原因是_______________________________________________________(3分)參考答案：（1）ACEGH

（2）分壓式外接法

（2）曲線

溫度變化導(dǎo)致小燈泡電阻變大四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示兩足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd傾斜放置，兩導(dǎo)軌之間的距離為L=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面^間的夾角為θ=30°，導(dǎo)軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4Ω的電阻，下端b、d之間接有一阻傳為R2=4Ω的小燈泡．有理想邊界的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，虛線ef為磁場的上邊序，ij為磁場的下邊界，此區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)強度B，隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=kg的金屬棒MN，從距離磁場上邊界ef的一定距離處，從t=0時刻開始由靜止釋放，金屬棒MN從開始運動到經(jīng)過磁場的下邊界ij的過程中，小燈泡的亮度始終不變．金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1Ω，其余部分的電阻忽略不計，ef、ij邊界均垂直于兩導(dǎo)軌．重力加速度g=10m/s2．求：（l）小燈泡的實際功率；（2）金屬棒MN穿出磁場前的最大速率；（3）整個過程中小燈泡產(chǎn)生的熱量．參考答案：解：（1）由于小燈泡的亮度始終不變，說明金屬棒MN進入磁場后做勻速直線運動，速度v達到最大，由平衡條件得：mgsinθ=BIL小燈泡的電功率為：P=代入數(shù)據(jù)解得：P=．（2）由閉合電路歐姆定律得：I=其中，總電阻為：由切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式得：E=BLv聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得v=5m/s．（3）金屬棒進入磁場前，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma加速度為：a=gsin30°=5m/s2．進入磁場前所用的時間為：設(shè)磁場區(qū)域的長度為x，在0﹣t1時間內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：．金屬棒MN進入磁場前，總電阻為：感應(yīng)電動勢為：在磁場中運動的時間為：整個過程中產(chǎn)生的熱量為：Q=P（t1+t2）代入數(shù)據(jù)解得：Q=5J．答：（1）小燈泡的實際功率為．（2）金屬棒MN穿出磁場前的最大速率為5m/s．（3）整個過程中小燈泡產(chǎn)生的熱量為5J．17.如圖所示，坡度頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，從斜面進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，一端與質(zhì)量為m2的擋板B相連，彈簧處于原長時，B恰位于滑道的末湍O點．A與B碰撞時間極短，碰后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧，已知在OM段A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求（1）物塊A在與擋板B碰撞前的瞬間速度v的大?。唬?）彈簧最大壓縮量為d時的彈簧勢能EP（設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零）．參考答案：解：（1）由機械能守恒定律得：①

v=②故物塊A在與擋板B碰撞前的瞬間速度v的大小為．（2）A、B在碰撞過程中內(nèi)力遠大于外力，由動量守恒，有：m1v=（m1+m2）v′③A、B克服摩擦力所做的功：W=μ（m1+m2）gd

④由能量守恒定律，有：⑤解得：故彈簧最大壓縮量為d時的彈簧勢能EP為．【考點】機械能守恒定律；動量守恒定律；能量守恒定律．【分析】（1）物塊A在坡道上下滑時，只有重力做功，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律求出物塊A在與擋板B碰撞前的瞬間速度v的大小．（2）A、B碰撞的瞬間動量守恒，碰撞后系統(tǒng)的動能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．根據(jù)能量守恒求出彈簧的彈性勢能．18.如圖所示，光滑平臺上有兩個剛性小球A和B，質(zhì)量分別為2m和3m，小球A以速度v0向右運動并與靜止的小球B發(fā)生碰撞（碰撞過程不損失機械能），小球B飛出平臺后經(jīng)時間t剛好掉入裝有沙子向左運動的小車中，小車與沙子的總質(zhì)量為m，速度為2v0，小車行駛的路面近似看做是光滑的，求：（Ⅰ）碰撞后小球A和小球B的速度；（Ⅱ）小球B掉入小車后的速度．參考答案：解：（Ⅰ）A球與B球碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2①碰撞過程中系統(tǒng)機