山東省泰安市鐵路職工子弟中學(xué)2021年高二物理期末試卷含解析

山東省泰安市鐵路職工子弟中學(xué)2021年高二物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.下面關(guān)于熵的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個(gè)自發(fā)的過(guò)程熵總是向減少的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是熵是增加的D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運(yùn)動(dòng)越無(wú)序參考答案：B2.彈簧振子在做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的過(guò)程中，振子通過(guò)平衡位置時(shí)(

)A．速度值最大

B．回復(fù)力的值最大

C．加速度值最大

D．位移最大參考答案：A3.（多選題）帶電體的電荷量和質(zhì)量的比值，叫做荷質(zhì)比，又稱(chēng)比荷．如圖所示，為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在O點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速度為v的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，不考慮帶電粒子的重力，則（）A．帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷之比為1：3B．帶電粒子1的半徑與帶電粒子2的半徑之比為：1C．帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2：3D．帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)角度之比為2：1參考答案：CD【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【分析】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由數(shù)學(xué)知識(shí)求出粒子的軌道半徑，由牛頓第二定律可以求出粒子的比荷比值，求出粒子做圓周的圓心角，然后求出粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．【解答】解：D、粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角分別是：φA=120°，φB=60°，所以偏轉(zhuǎn)角度之比為2：1，故D正確；B、設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑為rA，rB，rA=Rtan30°=R，rB=Rtan60°=R，軌道半徑之比1：3，故B錯(cuò)誤；A、洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m，=，則粒子1與粒子2的比荷值為：，故A錯(cuò)誤；C、粒子運(yùn)動(dòng)的周期，T=，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=?T=帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為=，故C正確；故選：CD4.家用照明電路中的火線和零線是相互平行的，當(dāng)用電器工作，火線和零線都有電流時(shí)，它們將（）A．相互吸引B．相互排斥C．一會(huì)兒吸引，一會(huì)兒排斥D．彼此不發(fā)生相互作用參考答案：B5.（單選）如下圖所示，屬于交流電的是（）A．B．C．D．參考答案：解：交流電是指電流的方向發(fā)生變化的電流，電流的大小是否變化對(duì)其沒(méi)有影響，電流的方向變化的是C，故C是交流電，ABD是直流電．故選C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一水平放置、半徑為r的金屬圓盤(pán)繞過(guò)其圓心O的豎直軸在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)邊緣上固定一豎直的擋光片。盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)擋光片從一光電數(shù)字計(jì)時(shí)器的光電門(mén)的狹縫中經(jīng)過(guò)，如圖甲所示。乙為光電數(shù)字計(jì)時(shí)器的示意圖。光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光線被遮斷的時(shí)間。圓盤(pán)直徑用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得，結(jié)果如圖丙所示(只畫(huà)了部分圖)；擋光片的寬度用螺旋測(cè)微器測(cè)得，結(jié)果如圖丁所示(只畫(huà)了部分圖)。由圖可知：(1)圓盤(pán)的直徑d為_(kāi)_______cm；(2)擋光片的寬度l為_(kāi)_______mm；(3)若光電數(shù)字計(jì)時(shí)器所顯示的時(shí)間為50.0ms，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

rad/s(保留3位有效數(shù)字)。(4)金屬圓盤(pán)中心O與邊緣的電壓為

。(用字母B、d、ω表示)參考答案：(1)_24.815_cm；(2)_9.970

mm；(3)

1.58～1.62rad/s(保留3位有效數(shù)字)。(4)(用字母B、d、ω表示)7.用多用電表測(cè)量如圖所示的電路中通過(guò)燈泡的電流時(shí)，首先把

選擇開(kāi)關(guān)撥到_______擋，然后把多用電表

聯(lián)在電路中，則電流應(yīng)從

表筆流入，從

表筆流出。參考答案：直流電流，串，紅，黑8.放射性元素A的半衰期為3天，B的半衰期為6天，有16克A元素和4克B元素，問(wèn)B經(jīng)過(guò)

個(gè)半衰期才能使它們的質(zhì)量相等，這時(shí)質(zhì)量為

。參考答案：9.如圖所示的是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖，其中電源的電動(dòng)勢(shì)為E=1.5V。經(jīng)改裝后，若將原電流表3mA刻度處的刻度值定為“0”，則在2mA處應(yīng)標(biāo)

，1mA處應(yīng)標(biāo)

。參考答案：⑴

250

（2分）

1000

10.在豎直平面內(nèi)，一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀，相應(yīng)的曲線方程為y＝2.5cos（單位：m），式中k＝1m－1。將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上，并從x＝0處以v0＝5m/s的初速度沿桿向下運(yùn)動(dòng)，取重力加速度g＝10m/s2。則當(dāng)小環(huán)運(yùn)動(dòng)到x＝m時(shí)的速度大小v＝__________m/s；該小環(huán)在x軸方向最遠(yuǎn)能運(yùn)動(dòng)到x＝__________m處。

參考答案：，11.質(zhì)量為1kg的物體從高為1m的粗糙斜面頂端向下滑，到斜面底端時(shí)速度為4m/s，下滑過(guò)程中機(jī)械能

（增加、不變、減少），阻力做的功=

J。（g=10m/s2）參考答案：減少，-212.如圖所示，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計(jì)”來(lái)測(cè)定通過(guò)某閉合電路的電荷量．探測(cè)器線圈和沖擊電流計(jì)串聯(lián)后，又能測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R．把線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，開(kāi)始時(shí)線圈與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)，沖擊式電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量為q，由此可知，被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=____________．參考答案：13.用摩擦的方法和感應(yīng)的方法都可以使物體帶電。但無(wú)論那種方法都不能創(chuàng)造電荷，也不能消滅電荷，只能使電荷在兩物體之間或同一物體的不同部分之間發(fā)生轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量______________，這就是電荷守恒定律。參考答案：不變?nèi)?、?shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某物理興趣小組采用如圖所示的裝置深入研究平拋運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量分別為mA和mB的A、B小球處于同一高度，M為A球中心初始時(shí)在水平地面上的垂直投影。用小錘打擊彈性金屬片，使A球沿水平方向飛出，同時(shí)松開(kāi)B球，B球自由下落,觀察到A球B球同時(shí)落地。A球落到地面N點(diǎn)處，B球落到地面P點(diǎn)處。測(cè)得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N點(diǎn)間的距離為1.500m，則：A球B球同時(shí)落地說(shuō)明

；B球落到P點(diǎn)的時(shí)間是

s；A球落地時(shí)的動(dòng)能是

J。（忽略空氣阻力，g取9.8m/s2）參考答案：15.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB．b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上．d．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1．e．按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo)，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2．（1）實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是

．（2）利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是

，上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因可能是

（至少寫(xiě)出兩點(diǎn)）（3）利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否可以測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大??？（填“可以”或“不可以”）參考答案：（1）B的右端至D板的距離L2；（2）mA﹣mB=0；測(cè)量時(shí)間、距離、質(zhì)量等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差．（3）可以．【考點(diǎn)】驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定測(cè)量的物理量，以及測(cè)量的步驟，根據(jù)原理列出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式．由能量守恒定律列方程，然后分析答題．【解答】解：（1）因系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒即：mAvA﹣mBVB=0，由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)故有：vA=，vB=，所以還要測(cè)量的物理量是：B的右端至D板的距離L2．（2）若要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律則：mAvA﹣mBVB=0，帶入得：mA﹣mB=0；由實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟可知，產(chǎn)生誤差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測(cè)量誤差；②沒(méi)有考慮彈簧推動(dòng)滑塊的加速過(guò)程；③滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運(yùn)動(dòng)滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力．④氣墊導(dǎo)軌不完全水平；（3）根據(jù)能量守恒定律被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能Ep=mAvA2+mBvB2，將vA，vB代入上式得：EP═mA（）2+=mA（）2，可以測(cè)出彈簧的彈性勢(shì)能；故答案為：（1）B的右端至D板的距離L2；（2）mA﹣mB=0；測(cè)量時(shí)間、距離、質(zhì)量等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差．（3）可以．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（9分）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)電阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，電容器的電容C=3×10－5F。試求：（1）若開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)，流經(jīng)電阻R1的電流多大？（2）若開(kāi)關(guān)S閉合后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器C的帶電量是多少？參考答案：（1）S閉合后通過(guò)R1的電流為I=

（2）電容器兩端的電壓等于電阻R2的電壓，其帶電量為

Q=CU=CIR2=3×10-5×1×6C=1.8×10-4C17.如圖所示，兩根電阻忽略不計(jì)的相同金屬直角導(dǎo)軌相距為1，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面，且都足夠長(zhǎng)，兩金屬桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，且最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等?；芈房傠娮铻镽，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)使桿ab受到F＝5.5＋1.25t（N）的水平外力作用，從水平導(dǎo)軌的最左端由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，桿cd也同時(shí)從靜止開(kāi)始沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。已知l＝2m，桿的質(zhì)量均為，g取，求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。（2）cd桿下落過(guò)程達(dá)到最大速度時(shí)，ab桿的速度大小。參考答案：解：（1）對(duì)ab桿：當(dāng)0時(shí)，得所以ab桿由靜止開(kāi)始以的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立以上各式，解得代入數(shù)據(jù)，解得B＝0.5T（2）當(dāng)cd桿下落過(guò)程達(dá)到最大速度時(shí)，cd桿平衡聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)，解得＝0.8m/s18.如圖所示，兩端帶有固定薄擋板的長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，總質(zhì)量為，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其光滑上表面靜置兩質(zhì)量分別為m、的物體A、B，其中兩端帶有輕質(zhì)彈簧的A位于C的中點(diǎn)．現(xiàn)使B以水平速度2v0向右運(yùn)動(dòng)，與擋板碰撞并瞬間粘連而不再分開(kāi)，A、B可看作質(zhì)點(diǎn)，彈簧的長(zhǎng)度與C的長(zhǎng)度相比可以忽略，所有碰撞時(shí)間極短，重力加速度為g，求：（1）B、C碰撞后瞬間的速度大??；（2）A、C第一次碰撞時(shí)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能．參考答案：解：（1）B、C碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：×2v0=（+）v1，解得：v1=v0；（2）對(duì)BC，由牛頓第二定律得：μ（m++）g=（+）a，解得：a=2μg；設(shè)A、C第一次碰撞前瞬間C的速度為v2，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得：v22﹣v12=2（﹣a）?，當(dāng)A、B、C三個(gè)物體第一次具有共同速度時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守