2020-2021學年高二物理上學期期末測試卷02(新教材人教版2019)(解析版)

學易金卷：2020-2021學年高二物理上學期期末測試卷（新教材通用）卷二考試范圍：必修第三冊、選擇性必修第一冊和第二冊第1、2章第Ⅰ卷（選擇題，共40分）一、選擇題（本題共12小題，共40分．在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，每小題3分；第9～12題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分）1.（2021·湖南省長郡中學師大附中長沙一中聯(lián)合體高三上學期12月月考）靜電場方向平行于軸，其電勢隨的分布可簡化為如圖所示的曲折線。一質(zhì)量為、帶電量為的粒子（不計重力），以初速度從點進入電場，沿軸正方向運動。下列敘述正確的是（）A.粒子從運動到的過程中速度逐漸增大B.粒子從運動到的過程中，電勢能先減小后增大C.粒子運動到處時的動能為D.假如粒子改為在處由靜止釋放，則粒子運動到時速度最大，運動到時時速度為0【答案】C【解析】A．粒子從O運動到x1的過程中，電勢不變，電場力不做功，粒子的速度不變，A錯誤；B．粒子從運動到的過程中，電勢不斷降低，根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，可知，粒子的電勢能不斷減小，B錯誤；C．粒子從O運動到x4的過程中，根據(jù)動能定理得可得，粒子運動到x4處時的動能C正確；D．假如粒子改為在x1處由靜止釋放，粒子從x1運動到x3的過程中，電勢能減小，動能增大。從x3運動到x4的過程中，電勢能增大，動能減小，所以粒子運動到x3時速度最大，粒子運動到時x3時速度不為0，D錯誤。故選C。2.（2021·河北省邢臺市二中高三上學期12月月考）如圖為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖，此時質(zhì)點Q從平衡位置向y軸負方向運動，當t=3.5s時，質(zhì)點Q恰好第2次到達波峰。下列判斷正確的是（）A.質(zhì)點P的振動方程為y=10sinπt(cm) B.t=1s時質(zhì)點P從x=1m運動到x=－1mC.波的傳播速度大小為4m/s D.波沿x軸正方向傳播【答案】A【解析】質(zhì)點Q在時向y軸負方向運動，則波沿x軸負方向傳播；當時，質(zhì)點Q恰好第2次到達波峰，則解得根據(jù)圖象可得該波的波長為，則波速質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動，由圖象可知，振幅為，則P質(zhì)點的振動方程為故選A。3.（2021·重慶市南開中學高三上學期12月月考）如圖所示，電路中電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，開關(guān)S閉合后，滑動變阻器R的滑動片P向右移動的過程中，不考慮燈泡阻值的變化，以下說法正確的是（）A.燈L2、L3變暗，燈L1變亮B.電源效率變小C.內(nèi)阻r消耗的功率變小D.電源輸出功率增加【答案】B【解析】A．開關(guān)S閉合后，滑片P向右移動的過程中，滑動變阻器接入電路中電阻R變小，所以電路中總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知電路總電流變大，所以燈L1變亮，根據(jù)歐姆定律可得所以電源內(nèi)電壓和燈泡L1的電壓都變大，所以并聯(lián)電路部分的總電壓變小，對于燈L2有由于燈L2的電壓變小，所以電流變小，所以燈L2變暗。由并聯(lián)電路電流規(guī)律可知燈L2和燈L3的電流之和等于總電流由于變大，變小，所以變大，所以燈L3變亮，選項A錯誤；B．由電源效率定義可知電源效率為由題意可知變小，所以電源效率變小，選項B正確；C．電源內(nèi)電壓變大，電路總電流變大，根據(jù)可知電源內(nèi)阻r消耗的電功率變大，選項C錯誤；D．由外電路總電壓與電源內(nèi)電壓之和等于電源電動勢E可知，外電壓變小，所以電源輸出功率由于變小、變大，所以電源輸出功率如何變化無法判斷，選項D錯誤。故選B。4.（2020·山東省濰坊市一中高三下學期3月檢測）關(guān)于機械波的特性，下列說法正確的是（）A.只有波長比障礙物的尺寸小或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.火車鳴笛時向我們駛來，聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)出的頻率低C.向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度，這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng)D.只要是性質(zhì)相同的波，都可以發(fā)生干涉【答案】C【解析】A．只有波長比障礙物的尺寸大或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以A錯誤；B．火車鳴笛向我們駛來時，間距變小，則我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高，所以B錯誤；C．向人體發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化就能知道血液的速度，這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng)，所以C正確；D．產(chǎn)生干涉的兩個條件是：兩列波的頻率必須相同，兩個波源的相位差必須保持不變。所以D錯誤。故選C。5.（2020·山東省臨沂市高三上學期期末）物理老師在課堂上做了一個演示實驗：讓某特制的一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚（玻璃較厚），經(jīng)折射分成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）A.a光光子的能量小于b光光子的能量B.若增大入射角i，則a光可能先消失C.進行雙縫干涉實驗，在其他條件相同的情況下，a光條紋間距大于b光條紋間距D.在玻璃磚中，a光的波長比b光的波長短【答案】D【解析】A．由折射率的定義式可知通過比較a光折射率大，頻率大，光子的能量大于b光光子的能量，故A錯誤；B．從空氣射向玻璃不可能發(fā)生全反射，增大入射角i，當入射角為直角時，a光、b光同時消失，故B錯誤；C．進行雙縫干涉實驗，在其他條件相同的情況下，條紋間距a光頻率大，波長短，條紋間距小于b光條紋間距，故C錯誤；D．光線通過玻璃磚比較折射角，可知a光折射率大，頻率大，波長短，故D正確。故選D。6.（2021·河北省邢臺市二中高三上學期12月月考）電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進的殺傷武器．如圖為電磁軌道炮的原理示意圖，圖中虛線表示電流方向，磁場垂直于軌道平面．下列說法正確的有A.磁場的方向可能垂直于軌道向上B.改變電流的方向不影響炮彈的發(fā)射方向C.磁場的強弱與炮彈的速度無關(guān)D.電流越大，炮彈的最大速度越大【答案】D【解析】A．根據(jù)左手定則可知，磁場的方向垂直于軌道向上時，安培力向左，選項A錯誤；B．改變電流的方向，則安培力方向改變，選項B錯誤；CD．根據(jù)安培力公式F=BILsinα知，磁場的強弱、電流的大小與安培力有關(guān)，而安培力做功與炮彈速度有關(guān)，則電流越大，炮彈的最大速度越大，選項C錯誤、D正確7.（2021·重慶市南開中學高三上學期12月月考）如圖所示，豎直平面內(nèi)光滑軌道末端與光滑水平桌面相切，小滑塊B靜止在軌道的最低點?，F(xiàn)將滑塊從軌道的最高點無初速度釋放。已知圖中H=5m，mB=3mA，重力加速度g=10m/s2，則A、B碰后小滑塊B的速度大小可能是（）A.2.5m/s B.5.5m/s C.8.5m/s D.11.5m/s【答案】A【解析】滑塊A下滑過程，由機械能守恒定律得解得若兩個滑塊發(fā)生的是彈性碰撞，取向右為正方向，由動量守恒定律和機械能守恒定律得解得若兩個滑塊發(fā)生的是非彈性碰撞，由動量守恒定律得解得所以碰后小滑塊B的速度大小范圍為故選A。8.（2020·山東省萊蕪市一中高三下學期3月月考）如圖所示，在光滑絕緣水平面上,有一矩形線圈以一定的初速度進入勻強磁場區(qū)域,線圈全部進入勻強磁場區(qū)域時,其動能恰好等于它在磁場外面時的一半,設(shè)磁場區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度,則()A.線圈恰好在完全離開磁場時停下B.線圈在未完全離開磁場時即已停下C.線圈磁場中某個位置停下D.線圈能通過場區(qū)不會停下【答案】D【解析】線圈出磁場時的速度小于進磁場時的速度，安培力，知出磁場時所受的安培力小于進磁場時所受的安培力，根據(jù)動能定理，由于進磁場時安培力做功大于出磁場時安培力做功，則出磁場時動能的變化量小于進磁場時動能的變化量，進磁場時其動能恰好等于它在磁場外面時的一半，知出磁場后，動能減小量小于在磁場外面的一半，故不為零，還有動能，將繼續(xù)運動，不會停下來，D正確．ABC錯誤。故選D9.（2021·山東省青島市二中分校高三上學期11月期中）光滑絕緣水平面上固定兩個等量點電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點，如圖甲所示．一質(zhì)量m=1g的帶正電小物塊由A點靜止釋放，并以此時為計時起點，沿光滑水平面經(jīng)過B、C兩點（圖中未畫出），其運動過程的v-t圖像如圖乙所示，其中圖線在B點位置時斜率最大，根據(jù)圖線可以確定()A.中垂線上B點電場強度最大B.兩點電荷是負電荷C.B點是連線中點，C與A點必在連線兩側(cè)D.【答案】AD【解析】A．根據(jù)v-t圖象的斜率表示加速度，知小物塊在B點的加速度最大，所受的電場力最大，所以中垂線上B點電場強度最大，A正確；B．小物塊從B到C動能增大，電場力做正功，小物塊帶正電，可知兩點電荷是正電荷，B錯誤；C．中垂線上電場線分布不是均勻，B點不在連線中點，C錯誤；D．根據(jù)動能定理得A→B有：；B→C有，對比可得，D正確。故選AD。10.（2021·內(nèi)蒙古開魯縣一中高三上學期12月月考）如圖所示，電源電動勢和內(nèi)阻分別為E和r，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑片由左端向右端滑動時(不考慮燈絲電阻隨溫度的變化情況，電壓表為理想電表)，下列說法正確的是（）A小燈泡L1變暗B.電壓表讀數(shù)變大C.小燈泡L2變暗D.電容器所帶電荷量增加【答案】BC【解析】ABC.由圖可知，燈泡L1與滑動變阻器并聯(lián)后與L2串聯(lián)；將滑動變阻器的滑片由左端向右滑動時，變阻器接入電路的電阻增大，變阻器與燈L1并聯(lián)的電阻增大，外電路總電阻增大，路端電壓增大，電壓表的讀數(shù)變大，由閉合電路歐姆定律可知，流過電源的電流減小，燈泡L2變暗，燈泡L1的電壓U1=E-I（r+RL2）增大，燈泡L1變亮，故A錯誤，B、C正確。D.由于電容器兩端電壓減小，由Q=CU可得電容器中的電量減小；故D錯誤。11.（2021·浙江省山水聯(lián)盟高三上學期12月月考）筆記本電腦趨于普及，電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)．如圖，一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v．當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向上的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅．則關(guān)于元件的說法正確的是（）A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關(guān)C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為【答案】AD【解析】A．由題圖可知，電流方向向右，則電子向左定向移動，由左手定則判定，電子所受的洛倫茲力方向指向前表面，則前表面積累了電子，因此前表面的電勢比后表面的低，A正確；BC．當電子所受的電場力與洛倫茲力平衡時，電子不在發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時前、后表面的電壓達到穩(wěn)定，因此有eE=eBv又解得U=Bav顯然前、后表面的電壓U與電子定向移動速度v成正比，與元件的寬度a成正比，與元件的長度c無關(guān)，BC錯誤；D．當自由電子穩(wěn)定時，受到的洛倫茲力與電場力大小相等，即D正確。故選AD。12.（2020·河北省新集中學高三下學期第一次月考）如圖甲所示，兩個彈性球A和B放在光滑的水平面上處于靜止狀態(tài)，質(zhì)量分別為m1和m2其中m1=1kg．現(xiàn)給A球一個水平向右的瞬時沖量，使A、B球發(fā)生彈性碰撞，以此時刻為計時起點，兩球的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖示信息可知A.B球的質(zhì)量m2=2kgB.球A和B在相互擠壓過程中產(chǎn)生的最大彈性勢能為4.5JC.t3時刻兩球的動能之和小于0時刻A球的動能D.在t2時刻兩球動能之比為Ek1︰Ek2=1︰8【答案】AD【解析】A和B球在碰撞過程中滿足動量守恒，因此由代入數(shù)據(jù)有，A正確；球A和球B在共速的時候產(chǎn)生的彈性勢能最大，因此，B錯誤；因為是彈性碰撞，t3時刻兩個小球分離后沒有能量損失，因此時刻球A的動能和時刻兩個球的動能之和相等，C錯誤；從碰撞到時刻小球滿足動量守恒和機械能守恒，因此有和，聯(lián)立解得，故此時兩個球的動能之比，D正確．第Ⅱ卷（實驗題和計算題，共60分）實驗題（本題共2小題，共14分）13.（2021·重慶市南開中學高三上學期12月月考）某次用10分度游標卡尺測量物體時，不小心使部分刻度被污跡遮住了，如圖所示，則該次測量的讀數(shù)為______cm?！敬鸢浮?.98【解析】[1]主尺上的3.7cm的刻度線與游標尺的第8條刻度線對齊了，而游標尺上第8條刻度線與第0條刻度線距離8×0.9mm=7.2mm，則該次測量的讀數(shù)為3.7cm-7.2mm=2.98cm。14.（2021·重慶市南開中學高三上學期12月月考）某興趣小組為了測量一“3V，1.5W”小燈泡伏安特性曲線，找到了如下器材：電流表A1（量程600mA，內(nèi)阻約5Ω）；電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約0.1Ω）；電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約200kΩ）；滑動受阻器R1（阻值0-5Ω，額定電流1A）；滑動受阻器R2（阻值0-100Ω，額定電流2A）；滑動變阻器R3（阻值0-1kΩ，額定電流300mA）；直流電源（電動勢5.0V，內(nèi)阻不計）。（1）在該實驗中，電流表應(yīng)選擇______（填“A1”或“A2”），電壓表應(yīng)選擇______（填“V1”或“V2”），滑動變阻器應(yīng)選擇______（填“R1”、“R2”或“R3”）。（2）在該實驗的電路連接中，應(yīng)該使用電流表______（填“外接法”或“內(nèi)接法”），控制電路部分應(yīng)該使用滑動變阻器的______（填“限流式”或“分壓式”）連接法。（3）如圖是某同學根據(jù)在實驗中測出的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出的伏安特性曲線圖。若將該燈泡與一個10.0Ω的定值電阻串聯(lián)，直接接在題中提供的電源兩端，請估算該小燈泡的實際功率P=______W（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1).A1(2).V1(3).R1(4).外接法(5).分壓式(6).0.49W【解析】（1）[1]根據(jù)可知，小燈泡的額定電流為0.5A，故電流表應(yīng)選擇A1；[2]小燈泡的額定電壓為3V，電壓表應(yīng)選擇V1；[3]本實驗中滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，為了操作方便，滑動變阻器應(yīng)選R1。（2）[4]小燈泡的電阻遠小于電壓表的電阻，所以電流表應(yīng)該用外接法；[5]要求電壓從零連續(xù)可調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)該用分壓式接法。（3）[6]將定值電阻看成電源的內(nèi)阻，則電源電動勢為5.0V，內(nèi)阻為10.0Ω，在燈泡I?U圖象坐標系內(nèi)作出電源的I?U圖象如下圖所示兩條圖象的交點即為此時小燈泡兩端的電壓和流過的電流，由圖示圖象可知，燈泡兩端電壓約為1.35V，通過燈泡的電流約為0.36A，則小燈泡實際功率為三、計算題（本題共4小題，共46分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，只寫出最后答案的不得分．有數(shù)據(jù)計算的題，答案中必須寫出明確的數(shù)值和單位）15.（2021·河北省邢臺市二中高三上學期12月月考）如圖所示，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，恰好沿直線從兩帶電平行板正中間通過，沿圓心方向進入右側(cè)圓形勻強磁場區(qū)域，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后，其運動方向與入射方向的夾角為θ(弧度)．已知粒子的初速度為v0，兩平行板間與右側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B，方向均垂直紙面向內(nèi)，兩平行板間距為d，不計空氣阻力及粒子重力的影響，求：(1)兩平行板間的電勢差U；(2)粒子在圓形磁場區(qū)域中運動的時間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑R．【答案】(1)U=Bv0d；（2）；（3）R=【解析】（1）由粒子在平行板間做直線運動可知洛倫茲力和電場力平衡，可得兩平行板間的電勢差．（2）在圓形磁場區(qū)域中，洛倫茲力提供向心力，找到轉(zhuǎn)過的角度和周期的關(guān)系可得粒子在圓形磁場區(qū)域中運動的時間．（3）)由幾何關(guān)系求半徑R．(1)由粒子在平行板間做直線運動可知，Bv0q=qE，平行板間的電場強度E=，解得兩平行板間的電勢差：U=Bv0d(2)在圓形磁場區(qū)域中，由洛倫茲力提供向心力可知：Bv0q=m同時有T=粒子在圓形磁場區(qū)域中運動的時間t=T解得t=(3)由幾何關(guān)系可知：r=R解得圓形磁場區(qū)域的半徑R=16.（2020·安徽省亳州市二中高三下學期測試1）如圖甲所示，足夠長的兩金屬導軌水平平行固定，兩導軌間距為，電阻不計，且處在豎直向上的磁場中，完全相同的導體棒垂直放置在導軌上，并與導軌接觸良好，兩導體棒的間距也為，電阻均為，開始時磁場的磁感應(yīng)強度按圖乙所示的規(guī)律變化，當時導體棒剛好要滑動，已知，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．（1）求每根導體棒與導軌間的滑動摩擦力的大小及內(nèi)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱．（2）若保持磁場的磁感應(yīng)強度不變，用一個水平向右的力拉導體棒，使導體棒由靜止開始做勻加速直線運動，力的變化規(guī)律如圖丙所示，則經(jīng)過多長時間導體棒開始滑動?每根導體棒的質(zhì)量為多少？（3）當（2）問中拉力作用時間為4s時，求兩棒組成的系統(tǒng)的總動量．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）開始時磁場的磁感應(yīng)強度均勻變化，則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：則電路中的電流為：當時：0.8s內(nèi)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：（2）對b棒，根據(jù)牛頓第二定律有：,即：結(jié)合圖像的縱軸截距和斜率可得：解得：