遼寧省大連市第七十中學2021年高二物理期末試題含解析

遼寧省大連市第七十中學2021年高二物理期末試題含解析一、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.有一列火車正在做勻加速直線運動．從某時刻開始計時，第1分鐘內，發(fā)現火車前進了180m．第6分鐘內，發(fā)現火車前進了360m．則火車的加速度為()A．0.01m/s2

B．0.05m/s2C．36m/s2

D．180m/s2參考答案：D2.如圖一理想自耦變壓器的原線圈接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是()A．若通過電路中A、C兩處的電流分別為IA、IC則IA>ICB．若僅將觸頭P向A端滑動，則電阻R消耗的電功率增大C．若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大D．若在使電阻R增大的同時，將觸頭P向A端滑動，則通過A處的電流增大參考答案：B3.如圖是電場中某區(qū)域的電場線分布圖，P點是電場中的一點，則(

)A.P點的電場強度方向向左B.P點的電場強度方向向右C.正點電荷在P點所受的電場力的方向向左D.負點電荷在P點所受的電場力的方向向左參考答案：4.如圖所示，水平轉臺上放著A、B、C三物，質量分別為2m、m、m，離轉軸距離分別為R、R、2R，與轉臺動摩擦因數相同，轉臺旋轉時，下列說法正確的是A．若三物均未滑動，C物向心加速度最大

B．若三物均未滑動，B物受摩擦力最小C．轉速增加，C物比A物先滑動D．轉速增加，Ａ物比Ｂ物先滑動參考答案：ABC5.氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結構的氦離子，已知基態(tài)的氦離子能量為E1=－54.4eV，氦離子的能級示意圖如圖所示，在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是A.42.8eV(光子)

B.43.2eV(電子)

C.41.0eV(電子)

D.54.4eV(光子)參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一密閉的房間長L1＝14m，寬L2＝5m，高h＝3.2m．假設房間內的空氣處于標準狀況，已知阿伏加德羅常數NA＝6.02×1023mol－1.則房間內空氣分子數為________________個，試估算空氣分子間的距離_______________m.（該題結果只保留一位有效數字）參考答案：_6×1027個______

_____3×10-9m__7.將橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連接著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計．沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計．當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖所示．這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出．（1）由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為________N和________N(只需讀到0.1N)（2）在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力．參考答案：（1）豎直、水平測力計數值分別為2.5N，3.5N．（2）作圖如下：8.某同學用下圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒。該同學利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度，實驗裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復這種操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，E、F、J是實驗中小球落點的平均位置。①為了使兩球碰撞為一維碰撞，所選兩球的直徑關系為：A球的直徑____________B球的直徑（“大于”、“等于”或“小于”）；為減小實驗誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質量關系應為mA______________mB（選填“大于”、“等于”或“小于”）；②在以下選項中，本次實驗必須進行的測量是_____________；A．水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離B．A球與B球碰撞后，A球、B球落點位置分別到O點的距離C．A球和B球在空中飛行的時間D．測量G點相對于水平槽面的高③已知兩小球質量mA和mB，該同學通過實驗數據證實A、B兩球在碰撞過程中動量守恒，請你用圖中的字母寫出該同學判斷動量守恒的表達式是__________________________。參考答案：①等于；大于；②AB；③mA·OF=mA·OE+mB·OJ【詳解】①為了使兩球碰撞為一維碰撞，在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律，兩球碰后都做平拋運動，即實現對心碰撞，則A球的直徑等于B球的直徑。為了使碰撞后不反彈，故mA＞mB．②根據動量守恒有：mAv0=mAv1+mBv2，因為，，．代入得：mAx1=mAx2+mBx3，所以需要測量水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離x1，A球與B球碰撞后x2，A球與B球落點位置到O點的距離x3．故AB正確．因為時間相同，可以用水平位移代替速度，不用測時間，也不用測量測量G點相對于水平槽面的高，故選：AB．③A球與B球碰后，A球的速度減小，可知A球沒有碰撞B球時的落點是F點，A球與B球碰撞后A球的落點是E點．用水平位移代替速度，動量守恒的表達式為：mAOF=mAOE+mBOJ．【點睛】本題關鍵明確驗證動量守恒定律實驗的實驗原理，注意等效替代在實驗中的運用；注意器材選擇的原則：為了實現對心碰撞，兩球的直徑需相同，為零使碰撞后A球不反彈，則A球9.在測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，某同學根據實驗記錄畫出U—I圖線如圖所示，從中可求出待測干電池的電動勢為

V，內電阻為

Ω．參考答案：1.5

1.0

10.（4分）水平放置的彈簧振子，質量是0.2kg，它做簡諧運動，到平衡位置左側2cm時受到的回復力是4N，當它運動到平衡位置右側4cm，它的加速度大小為_______m/s2，方向向_______。參考答案：40，左11.（5分）如圖所示，兩帶電平行長金屬板相距4r，對稱x軸水平放置，板間中心處有一只金屬絲網制成的直徑為2r的空心圓筒，筒內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，一個質量為m、帶電量為q的帶電粒子由靜止從正極板飛出，沿y軸負方向進入圓筒，在磁場中飛行后，又沿水平方向飛出圓筒，最終抵達負極板，則粒子在金屬筒內運動的時間為＿＿＿＿＿＿＿，兩極間電壓為＿＿＿＿＿＿＿。（不計帶電粒子的重力）參考答案：12.物理學家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應。根據這一理論，在太陽內部4個氫核（）轉化成1個氦核（He）和2個正電子（e）并放出能量。已知質子質量＝1.0073u，α粒子的質量＝4.0015u，電子的質量＝0.0005u，1u的質量對應931.5MeV的能量，（1）寫出該熱核反應方程：___________________________（2）一次這樣的熱核反應過程中釋放出_________兆電子伏的能量？（結果保留兩位有效數字）參考答案：解：以和表示碰撞前電子的速率和氫原子的速率，根據題意有： ①碰撞前，氫原子與電子的總動能為： ②聯(lián)立①②兩式并代入數據解得：氫原子從基態(tài)躍遷到n＝4的能級所需能量由能級圖可得：碰撞后，受激氫原子與電子的總動能為：。13.有一橫截面積為S的銅導線，設每單位體積的導線中有n個自由電子且電子的電量為e，此時電子的定向移動速度為u，在t時間內，通過導線橫截面積的自由電子數目可表示為

，若流經導線中的電流強度為I，I可表示為

。參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在測電源電動勢和內阻實驗中，由于電源內阻較小，電壓表示數變化不明顯，作出的圖像如圖甲中A所示，這對數據處理的結果將引入較大誤差，為了解決此問題，某同學在電路中串聯(lián)了一定值電阻（如圖乙）,作出的圖像如圖甲中B所示，則此電源的電動勢大小為

V，內阻為

。參考答案：_1.5V.___0.5_.15.某同學設計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動．他設計的裝置如圖甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力．甲乙(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數點間距(已標在圖上)．A為運動的起點，則應選________段來計算A碰前的速度．應選________段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．(2)已測得小車A的質量m1＝0.4kg，小車B的質量為m2＝0.2kg，則碰前兩小車的總動量為________kg·m/s，碰后兩小車的總動量為________kg·m/s.參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km／h的速度勻速行駛時，安全距離為120m。設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數為晴天時的2／5，若要求安全距離仍為120m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。參考答案：17.從地面上以初速度vo=10m/s豎直向上拋出一質量為m=0.2kg的小球，若運動過程中小球受到的空氣阻力與其速率成正比關系，球運動的速率隨時間變化規(guī)律如圖所示，t1時刻到達最高點，再落回地面，落地時速率為v1=2m/s，且落地前球已經做勻速運動。（g=10m/s2）求：（1）球從拋出到落地過程中克服空氣阻力所做的功；（2）球拋出瞬間的加速度大?。?/p>

參考答案：解：（1）由動能定理得Wf＝mv12－mv02（2分）

克服空氣阻力做功W＝－Wf＝mv02－mv12＝9.6J（2分）（2）空氣阻力f＝kv（1分）落地前勻速運動，則mg－kv1＝0（2分）剛拋出時加速度大小為a0，則mg＋kv0＝ma0（2分）解得a0＝（1＋）g＝60m/s2（1分）18.如圖所示，平行金屬導軌與水平面間夾角均為θ=370，導軌間距為lm，電阻不計，導軌足夠長。兩根金屬棒ab和a'b'的質量都是0.2kg，電阻都是1Ω，與導軌垂直放置且接觸良好，金屬棒a'b'和導軌之間的動摩擦因數為0.5，設金屬棒a'b'受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。金屬棒ab和導軌無摩擦，導軌平面PMKO處存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場，導軌平面PMNQ處存在著沿軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度B的大小相同。用外力讓a'b'固定不動，將金屬棒ab由靜止釋放，當ab下滑速度達到穩(wěn)定時，整個回路消耗的電功率為18W。求：

(1)ab棒達到的最大速度；