河南省名校聯(lián)盟2021學(xué)年下學(xué)期高二年級期末考試物理試卷

河南省名校聯(lián)盟2020-2021學(xué)年下學(xué)期高二年級期末考試物理試卷時間90分鐘，滿分110分。一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48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，第9～12題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1．放射性元素經(jīng)過多次衰變和衰變才能變成穩(wěn)定的嘴，下列說法正確的是（）A．原子序數(shù)小于83的元素不再具有放射性B．衰變中產(chǎn)生的射線比射線穿透能力強C．每次衰變都會有核子從原子核里放出D．上述過程的衰變方程為2．如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗裝置，照射光強度一定，照射光的頻率大于光電管陰極的極限頻率，閉合開關(guān)，則下列說法正確的是 （）A．滑動變阻器的滑片移到最左端，電壓表、電流表的示數(shù)均為零B．滑動變阻器的滑片移到最左端，電壓表、電流表的示數(shù)均不為零C．滑動變阻器的滑片向右移的過程中，電壓表示數(shù)增大、電流表的示數(shù)可能先增大后不變D．滑動變阻器的滑片向右移的過程中，電壓表、電流表的示數(shù)一定不斷增大3．如圖所示，質(zhì)量均為的物塊A、B放在水平地面上，A、B間用水平輕彈簧連接，B與固定擋板間用水平輕繩連接。開始時，物塊A、B均處于靜止狀態(tài)，彈簧處于原長，輕繩剛好伸直，物塊A、B與地面間的動摩擦因數(shù)分別為、，重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。在物塊A上施加水平向右的拉力F，使F從0開始緩慢增大。輕繩能承受的最大拉力為20N，彈簧的勁度系數(shù)為，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，當細繩剛好要斷開時，則拉力F的大小及彈簧的伸長量分別為 （）A．20N， B．24N， C．26N， D．30N，4．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的四分之三圓環(huán)，通有恒定電流，處在水平向里的勻強磁場中，環(huán)面與磁場垂直，豎直（O為圓環(huán)圓心），此時圓環(huán)受到的安培力大小為。如將磁場繞（俯視看）在水平面內(nèi)沿順時針轉(zhuǎn)動90°，圓環(huán)中電流仍保持恒定，此時圓環(huán)受到的安培力大小為，則（）A． B．C． D．5．在籃球比賽中，某籃球運動員以大小為的初速度，將球與水平方向成53°斜向上投出，結(jié)果球剛好以與水平方向成37°角斜向下落入籃框中，不計空氣阻力，忽略球大小的影響，g取，則球從拋出到落入籃框過程中速度變化量的大小為（已知，） （）A． B． C． D．6．2021年2月10日，“天問一號”順利被火星捕獲，經(jīng)過多次變軌后在離火星表面高為（為常數(shù)，R為火星的半徑）的圓軌道上做勻速圓周運動，運動的周期為T，則火星的第一宇宙速度為 （）A． B．C． D．7．如圖所示，輕彈簧豎直立在地面上，一個質(zhì)量為的小球從距彈簧上端正上方處由靜止釋放。從小球接觸彈簧到第一次脫離彈簧共用時，不計空氣阻力，彈簧的形變在彈性限度內(nèi)，重力加速度g取，則小球與彈簧接觸過程中彈簧對小球的平均作用力大小為 （）A．13N B．8N C．3N D．18N8．如圖甲所示，長直導(dǎo)線固定在絕緣水平面上，矩形金屬線框放在絕緣水平面上，與長直導(dǎo)線平行，給長直導(dǎo)線通入如圖乙所示的正弦交流電，金屬線框始終處于靜止狀態(tài)，則下列判斷正確的是（）甲 乙A．時刻，金屬線框受到的摩擦力向左B．時刻，金屬線框受到的摩擦力向左C．時間內(nèi)，金屬線框受到的摩擦力先增大后減小D．時間內(nèi)，金屬線框受到的摩擦力先向左后向右9．如圖所示，、是圓的兩條互相垂直的直徑，在a、b點分別固定有Q和-Q的點電荷，現(xiàn)將b點處點電荷-Q以順時針方向沿圓弧從b點移到c點，關(guān)于圓心O點處的電勢和電場強度，下列說法正確的是（）A．電場強度越來越小 B．電場強度先變大后變小C．電勢保持不變 D．電勢不斷降低10．如圖所示，甲、乙兩輛汽車進行性能測試，兩車在同一平直的道路上的同一地點的不同車道上同時同向啟動。甲車以恒定加速度啟動，乙車以恒定功率啟動，當甲車達到額定功率時，兩車剛好并排。若兩車的質(zhì)量相等，受到的阻力大小相等，則下列判斷正確的是 （）A．甲車的額定功率比乙車額定功率小B．甲車的額定功率比乙車額定功率大C．兩車并排時，甲車的速度比乙車速度小D．兩車并排時，甲車的速度比乙車速度大11．如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，變壓器原副線圈匝數(shù)比為5∶1，定值電阻，電動機的內(nèi)阻。在變壓器原線圈的兩端a、b輸入正弦交流電壓，定值電阻R和電動機消耗的功率之比為1∶5，則 （）A．電動機中的電流大小為5AB．電動機中的電流大小為C．電動機的輸出功率大小約為D．電動機的輸出功率大小約為12．如圖甲所示，間距為1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌、固定在絕緣水平面上，的金屬棒放在導(dǎo)軌上，用大小為的水平恒力拉金屬棒。金屬棒從靜止開始運動，其位移隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖線為曲線，為直線，的反向延長線交時間軸于處，金屬棒運動過程中與兩導(dǎo)軌接觸良好且始終垂直，導(dǎo)軌電阻不計，則（）甲 乙A．時，金屬棒的速度大小為B．勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為1TC．內(nèi)，通過金屬棒截面的電荷量為D．內(nèi)，定值電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為二、非選擇題：共62分，第13～17題為必考題，每個試題考生都必須作答。第18～19題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共47分。13．（6分）某實驗小組用如圖甲所示裝置做“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗。甲（1）實驗中需要的操作或需要滿足的條件描述正確的是________（填字母序號）A．鉤碼和紙帶安裝好，長木板一端墊高，啟動打點計時器，平衡摩擦力B．小車的質(zhì)量M必須遠大于鉤碼質(zhì)量mC．實驗前，需要調(diào)節(jié)定滑輪、彈簧測力計的高度，使彈簧測力計和定滑輪之間的細線水平D．實驗時，將小車靠近打點計時器，接通電源，釋放紙帶（2）實驗時，打出的一條紙帶如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為，紙帶上只測出了兩組數(shù)據(jù)，圖中長度單位是，由此可以算出小車運動的加速度大小________。因彈簧測力計的刻度模糊無法讀數(shù)，已知此過程中所懸掛鉤碼的質(zhì)量為100g，由此可推出此時彈簧測力計應(yīng)顯示的示數(shù)為________N。（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取）乙（3）改變鉤碼的質(zhì)量，多次進行實驗，測得多組彈簧測力計的示數(shù)F及小車的加速度a，作出圖象，圖象為一條過原點的直線，圖像的斜率應(yīng)等于________。14．（9分）為測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，除了待測電池，實驗室還提供的器材有：A．電流表A（0～，內(nèi)阻約幾歐）B．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻約30Ω）C．滑動變阻器（0～10Ω）D，滑動變阻器（0～100Ω）E．開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）實驗中滑動變阻器應(yīng)選用________（填“”或“”）。實驗小組成員設(shè)計的電路如圖甲所示，多次調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組電壓表和電流表的示數(shù)U、I，在坐標系中描點，如圖乙所示，請根據(jù)描出的點作出圖線。根據(jù)作出的圖線得到電池的電動勢________V，內(nèi)阻r=________Ω。（小數(shù)點后均保留兩位數(shù)字）甲 乙 丙（2）若實驗小組成員將電路圖改成如圖丙所示。實驗時調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組U、I，在原坐標系中描點作圖，則作出的圖線斜率比原來的圖線斜率________（填“大”或“小”）。15．（8分）如圖所示為直升機運送救災(zāi)物資的情形，直升機下面用繩子懸吊著質(zhì)量為m的箱子（箱子可以視為質(zhì)點）。直升機在水平方向上做直線運動，繩子與豎直方向的夾角始終為30°，箱子離地面的高度為h，直升機的質(zhì)量為M，重力加速度為g，不計空氣對箱子的作用力。（結(jié)果用根式表示）（1）求直升機的加速度大小；（2）某時刻，當直升機的速度大小為v時，繩子斷開，直升機仍以原加速度沿水平方向做加速直線運動。求箱子落地時，箱子與直升機間的水平距離。16．（10分）如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)有正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場平行于向下，場強大小為E，勻強磁場垂直于正方形平面向里。一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從邊的中點E．質(zhì)點Q的振動方程為（2）（10分）半圓形玻璃磚按如圖所示的方式放置，截面的半徑為R，平面水平，為半圓的豎直對稱軸，為水平板，與交于C點。一束單色光從D點垂直射入玻璃磚，已知，光經(jīng)圓弧面折射后剛好照射在板上C點。將板向下平移，光照射在板上C點右側(cè)離C點的位置。光在真空中的傳播速度為c，求：（i）玻璃磚對光的折射率；（ii）在平移板之前，求光從D點傳播到C點所用的時間。

河南名校聯(lián)盟2020—2021學(xué)年高二（下）期末考試物理答案123456789101112DCDACBACACBDBDACD一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48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，第9～12題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1．【答案】D【解析】原子序數(shù)小于83的元素也是具有放射性的，A項錯誤；衰變中產(chǎn)生的射線比射線穿透能力弱，B項錯誤；衰變不會有核子從原子核里放出，C項錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，D項正確。2．【答案】C【解析】由于能發(fā)生光電效應(yīng)，因此，滑動變阻器的滑片移到最左端時，電壓表示數(shù)為零、電流表的示數(shù)不為零，A、B項錯誤；滑動變阻器的滑片向右移，電壓表示數(shù)不斷增大，電流表的示數(shù)可能先增大，后如果電流表示數(shù)達到飽和電流大小后就保持不變，C項正確，D項錯誤。3．【答案】D【解析】由題意知，物塊A與地面間的最大靜摩擦力為，物塊B與地面間的最大靜摩擦力為，當細繩剛好要斷開許，彈簧的彈力，此時彈簧的伸長量，拉力，D項正確。4．【答案】A【解析】設(shè)電流大小為I，開始時，圓環(huán)受到的安培力大小為，磁場轉(zhuǎn)過90°，圓環(huán)受到的安培力大小為，因此，A項正確。5．【答案】C【解析】球在空中做拋體運動，水平分速度不變，設(shè)拋出時的初速度大小為，，C項正確。6．【答案】B【解析】設(shè)火星的第一宇宙速度為由題意知，，，解得，B項正確。7．【答案】A【解析】由題意可知，小球與彈簧接觸時的速度大小為，離開彈簧時的速度大小也為。設(shè)小球與彈簧接觸過程中彈簧對小球的平均作用力大小為F，根據(jù)動量定理有，解得，A項正確。8．【答案】C【解析】時刻，金屬線框中感應(yīng)電流為零，不受安培力的作用，沒有運動趨勢，摩擦力為零，A項錯誤；時刻，金屬線框中感應(yīng)電流最大，但長直導(dǎo)線中的電流為零，因此金屬線框仍不受安培力作用，摩擦力為零，B項錯誤；時刻和時刻受到的安培力為零，因此時間內(nèi)，金屬線框受到的摩擦力先增大后減小，C項正確；時間內(nèi)，線框中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線框有向左運動的趨勢，因此受到的摩擦力向，時間內(nèi)，線框中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線框有向右運動趨勢，因此受到的摩擦力向左，D項錯誤。9．【答案】AC【解析】將b點處點電荷-Q順著圓弧沿順時針從b點移到c點，兩個點電荷在O點的電場強度大小不變，夾角越來越大，因此O點的合場強越來越小，A項正確，B項錯誤；在Q電荷的電場中O點電勢不變，在-Q電荷的電場中O點電勢也不變，因此O點的電勢始終不變，C項正確，D項錯誤。10．【答案】BD【解析】根據(jù)題意畫出圖象如圖所示，兩車并排時，甲車速度比乙車速度大。兩車并排時，甲車的加速度比乙車加速度大，由可知，兩車并排時，甲車的牽引力大，由可知，甲車的額定功率比乙車額定功率大，B、D項正確。11．【答案】BD【解析】由變壓比可知，變壓器副線圈兩端的電壓為40V，設(shè)定值電阻R兩端的電壓為，由題意知定值電阻R和電動機消耗的功率之比為1∶5，則電動機兩端的電壓為，則，則，則電動機中的電流，A項錯誤，B項正確；電動機的輸出功率，C項錯誤，D項正確。12．【答案】ACD【解析】當時，由題圖乙可知金屬棒已做勻速運動，速度大小等于段的斜率，即為，A項正確；由，解得，B項錯誤；0～5s內(nèi)，通過金屬棒截面的電荷量為，解得，C項正確；0～5s內(nèi)，根據(jù)動能定理有，解得，定值電阻R產(chǎn)生的熱量，D項正確。二、非選擇題：共62分，第13～17題為必考題，每個試題考生都必須作答。第18～19題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共47分。13．（6分）【答案】（l）D（l分）（2）（2分）（2分）（3）小車質(zhì)量倒數(shù)的2倍（或）（1分）【解析】（1）平衡摩擦力時不應(yīng)該懸掛鉤碼，A項錯誤；由于小車受到的合外力可以通過彈簧測力計測得，因此不需要滿足小車的質(zhì)量M必須遠大于鉤碼質(zhì)量m，B項錯誤；實驗前，需要調(diào)節(jié)定滑輪、彈簧測力計的高度，使彈簧測力計和定滑輪之間的細線與長木板平行而不是水平，C項錯誤；實驗時，將小車靠近打點計時器，接通電源，釋放紙帶，D項正確。（2）根據(jù)，則，解得。這時鉤碼的加速度為，細線的拉力等于彈簧測力計的示數(shù)F，即，解得。（3）由題意知，，則，因此圖象的斜率為小車質(zhì)量倒數(shù)的2倍或倍。14．（9分）【答案】（1）（2分）作圖見解析（1分）～均給分（2分）～均給分（2分）（2）大（2分）【解析】（1）為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器選用，作出的圖線如圖所示。由圖線得到電池的電動勢，內(nèi)阻；（2）根據(jù)圖丙測出的U、I作出的圖線的斜率為電池內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻的和，因此斜率變大。15．（8分）【解析】（1）對箱子進行研究，設(shè)箱子的加速度為a，則（1分）解得（1分）直升機的加速度與箱子的加速度相等（2）繩子斷開后，則由（1分）得箱子下落的時間（1分）箱子落地時，飛機運動的水平距離（1分）箱子在水平方向運動的距離（1分）箱子與直升機的水平距離（1分）（1分）16．（10分）【解析】（1）設(shè)帶電粒子射入時的初速度大小為，則有（1分）（1分）撤去磁場后，帶電粒子在電場中做類平拋運動，根據(jù)題意有（1分）（1分）解得（1分）解得（1分）（2）撤去電場后，設(shè)帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑為r，則（2分）解得（1分）設(shè)粒子從邊離開磁場的位置離D點的距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系有（1分）17．（14分）【解析】（1）設(shè)彈簧壓縮量最大時，物塊與長木板的共同速度為v，根據(jù)動量守恒定律有（1分）解得（1分）根據(jù)能量守恒定律，彈簧獲得的最大彈性勢能（1分）設(shè)物塊被彈簧彈開時，物塊的速度大小為，長木板的速度大小為，根據(jù)動量守恒定律有（1分）根據(jù)能量守恒定律有（1分）解得（1分）即物塊滑離木板時的速度大小為（1分）（2）根據(jù)動量守恒定律可知，彈簧壓縮量最大時，物塊與長木板的共同速度大小仍為，物塊與長木板相對靜止時，共同速度大小也為（2分）設(shè)物塊相對長木板向右滑行的最大距離為s，根據(jù)功能關(guān)系有（1分）解得（1分）設(shè)此過程彈簧的最大壓縮量為，根據(jù)功能關(guān)系有（1分）（1分）解得（1分）（二）選考題：共15分。請考生從第18～19題中任選一題作答。如果多做按所做的第一題計分。18．［選修3—3］（15分）（1）【答案】ACE（5分）【解析】同種元素由于原子排列方式不同而構(gòu)成不同的晶體，比如金剛石和石墨烯都是碳元素構(gòu)成的，故A項正確；第二