山東省棗莊市市山亭區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高二物理期末試題含解析

山東省棗莊市市山亭區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，理想變壓器的輸入端通過燈泡L1與輸出電壓恒定的正弦交流電源相連，副線圈通過導(dǎo)線與兩個(gè)相同的燈泡L2和L3相連，開始時(shí)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)．當(dāng)S閉合后，所有燈泡都能發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的有()A.副線圈兩端電壓不變B.燈泡L1亮度變亮，L2的亮度不變C.副線圈中電流變大，燈泡L1變亮，L2變暗D.因?yàn)椴恢儔浩髟⒏本€圈的匝數(shù)比，所以L1及L2的亮度變化不能判斷參考答案：C當(dāng)S接通后，輸出功率變大，輸出電流變大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以變壓器的輸入功率變大，輸入電流變大，燈泡L1的電壓增大，原線圈電壓減小，匝數(shù)不變故副線圈電壓減小，故A錯(cuò)誤；由A可知，燈泡L1變亮，L2變暗，故BD錯(cuò)誤，C正確。所以C正確，ABD錯(cuò)誤。2.（多選）如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比為mA：mB=3：2，原來(lái)靜止在小車C上，A、B與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，地面光滑．當(dāng)彈簧突然釋放后（彈力大于摩擦力）（）A．A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B．A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．小車向左運(yùn)動(dòng) D．小車向右運(yùn)動(dòng)參考答案：BC【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律．【分析】根據(jù)動(dòng)量守恒的條件判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒，結(jié)合A、B對(duì)小車的摩擦力大小，判斷小車向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)．【解答】解：A、A、B系統(tǒng)，所受摩擦力矢量和不為零，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤．B、A、B、C組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)所受的外力之和為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故B正確．CD、彈簧突然釋放后，由于A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，則A對(duì)小車的摩擦力大于B對(duì)小車的摩擦力，可知小車C向左運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤．故選：BC．3.（單選題）如圖，MN是正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一個(gè)帶正電的粒子（重力不計(jì)）從a到b的軌跡如圖示。下列說(shuō)法正確的是：（）A、從a到b運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能逐漸增大；B、正點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè)C、帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度D、a點(diǎn)電勢(shì)小于b點(diǎn)電勢(shì)。參考答案：DA、由圖可知粒子受力應(yīng)向左方，粒子由a到b過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，故動(dòng)能減小，故a點(diǎn)的動(dòng)能大于b點(diǎn)的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；B、因粒子受力應(yīng)向左方、粒子帶正電，故電場(chǎng)線的方向應(yīng)向左，正點(diǎn)電荷應(yīng)位于N的右側(cè)，故B錯(cuò)誤；C、由B選項(xiàng)可知N處的電場(chǎng)線密集，故b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)，故粒子在b處的電場(chǎng)力大于a處電場(chǎng)力，故a點(diǎn)的加速度小于b處的加速度；故C錯(cuò)誤；D、沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，故a點(diǎn)的電勢(shì)小于b點(diǎn)的電勢(shì)，故D正確。4.3N和4N兩個(gè)力的合力的最小值是

A.0

B.1N

C.5N

D.7N參考答案：B5.實(shí)驗(yàn)室常用到磁電式電流表。其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，為線圈的轉(zhuǎn)軸。忽略線圈轉(zhuǎn)動(dòng)中的摩擦。當(dāng)靜止的線圈中突然通有如圖所示方向的電流時(shí)，順著的方向看，A．線圈保持靜止?fàn)顟B(tài)

B．線圈開始沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．線圈開始沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)

D．線圈既可能順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也可能逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，真空中A、B、C、D四點(diǎn)共線且等間距，只在A點(diǎn)放一電量+Q的點(diǎn)電荷時(shí)，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E，若再將等量異種電荷－Q放在D點(diǎn)，則B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)?/p>

。參考答案：7.如圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源P做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中圓表示波峰，已知波源的頻率為f0，該圖表示波源正在向▲

(填“A”、“B”、“C”或“D”)點(diǎn)移動(dòng)；觀察者在圖中A點(diǎn)接收波的頻率將

▲

（填“大于”“等于”或“小于”）f0。參考答案：_B_______

、

_____小于___8.2平行板電容器所帶電量為Q=3.0×10-8C，它的兩板之間的電壓U=2.0V，則它的電容為

μF。如果兩板間的帶電量各減少一半，則兩板電勢(shì)差為

V，電容器電容為

μF.參考答案：μF,

1V，

μF.9.利用如圖所示的裝置研究功與物體速度變化的關(guān)系，每一次從同一位置釋放小車，用橡皮筋的條數(shù)，表示彈力做功的倍數(shù)，用紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)中小車最后獲得的速度，就可以研究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)測(cè)得如下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。橡皮筋的條數(shù)12345v/m·s-10.570.800.971.131.27v2/(m·s-1)20.320.640.941.281.61

分析上述表格中的數(shù)據(jù)，可得力對(duì)物體做的功與

成正比。（填“v”或“v2”）參考答案：

V2

10.如圖所示，一端固定在地面上的豎直輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它處于自然長(zhǎng)度時(shí)其上端位于A點(diǎn)。已知質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在此彈簧上端時(shí)，彈簧上端位于B點(diǎn)。現(xiàn)將此小球從距水平地面H高處由靜止釋放，小球落到輕彈簧上將彈簧壓縮，當(dāng)小球速度第一次達(dá)到零時(shí)，彈簧上端位于C點(diǎn)，已知C點(diǎn)距水平地面的高度為h。已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)，則當(dāng)小球從高處落下，與彈簧接觸向下運(yùn)動(dòng)由A點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中，小球的速度在

（選填“增大”或“減小”）；當(dāng)彈簧上端被壓至C點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能大小為

。參考答案：增大，

mg（H-h）11.某學(xué)生在做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置O，A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，如圖所示，求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為_________。(g取10m/s2)

參考答案：2m/s12.正弦交流電是由閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,則此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為__________,頻率為__________.參考答案：

(1).220

(2).0.02

(3).50由圖可知，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，有效值為；周期為0.02s；頻率為。13.(4分)大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時(shí)，其電阻就會(huì)突然減小到零，由此可知大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度降低而

；半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，大多數(shù)半導(dǎo)體在溫度升高或有光照射時(shí)電阻會(huì)迅速

,利用這些材料可制成體積很小的熱敏電阻和光敏電阻。(選填“增大”、“減小”或“不變’’)參考答案：減小

減小三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.小明同學(xué)用如圖甲所示的電路研究燈泡L(2．4V，1.0W)的伏安特性，并測(cè)出該燈泡在額定電壓下正常工作時(shí)的電阻值。(1)在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)放在

端。

(選填“a”或“b”)(2)根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。

(3)實(shí)驗(yàn)后作出的U-I圖象如圖丙所示，燈泡在額定電壓下工作時(shí)的電阻值R=

(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，該測(cè)量值比真實(shí)值偏

(選填“大”或“小”)，丙圖中圖線發(fā)生彎曲的主要原因是

。參考答案：（1）（2分）a

（2）（2分）圖略

（3）4.8（2分）

小（2分）

隨著燈絲中的電流增大，溫度升高，燈絲的電阻率增大，電阻增大。（15.（1）如圖所示為“描繪電場(chǎng)的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中ab處的電源應(yīng)選用6V的

電源（選填“交流”或“直流”），電表X則選用量程適當(dāng)，零刻度在刻度盤

（選填“左側(cè)”“右側(cè)”或“中央”）的靈敏電流計(jì)．

（2）如果以c、d兩個(gè)電極的連線為x軸，以c、d連線的中垂線為y軸，并將一個(gè)探針固定置于y軸上的某一點(diǎn)，合上開關(guān)S，而將另一探針由O點(diǎn)左側(cè)沿x軸正方向移到O點(diǎn)右側(cè)的過程中，則電表X的指針與零刻度夾角的變化情況是：

A.逐漸增大

B．逐漸減小

C．先變大后變小

D．先變小后變大．參考答案：（1）直流、中央；（2）D（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是利用恒定電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，所以應(yīng)選用6V的直流電源．要描繪等勢(shì)線，必須找到等勢(shì)點(diǎn)，而兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)間電勢(shì)差為零，通過電流計(jì)的電流為零，由于電流計(jì)兩個(gè)表筆處電勢(shì)不同時(shí)，電流計(jì)指針可能向右偏轉(zhuǎn)，也可能向左偏轉(zhuǎn)，故應(yīng)零刻度在刻度盤在中央的靈敏電流計(jì)．

（2）因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線互相垂直，將一個(gè)探針固定于y軸上的某一點(diǎn)，將另一探針由O點(diǎn)左側(cè)沿x軸正方向移到O點(diǎn)右側(cè)的過程中，由公式U=Ed知，兩探針間電勢(shì)差先增大后減小，則靈敏電流表G的指針與零刻度夾角先變大后變?。蔇正確，ABC錯(cuò)誤．

故選D四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（10分）某小型水力發(fā)電站的水位落差保持在12.5m，水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能．發(fā)電機(jī)的輸出功率為2.5×107W，輸出電壓為500V，若向一鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電，輸電線的總電阻為8，為使線路上損耗功率限制在發(fā)電機(jī)輸出功率的8%，需在發(fā)電機(jī)輸出端安裝升壓變壓器，若用戶所需電壓為230V，則在用戶處需要安裝降壓變壓器．變壓器都是無(wú)能耗的理想變壓器，重力加速度g取10m/s2．求：（1）發(fā)電機(jī)的水流量Q（即每秒鐘流過水的質(zhì)量）及輸電線上的電流；（2）升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比。參考答案：(1)由，m=Qt得Q＝＝1.0×106kg/s，解得I2=500A

(2)由，解得

用戶得到的電流A，I3=I2，解得17.用輕彈簧相連的質(zhì)量均為m=2kg的A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，彈簧處于原長(zhǎng)，質(zhì)量M=4kg的物塊C靜止在前方，如圖所示．B與C碰撞后二者粘在一起運(yùn)動(dòng)．求：在以后的運(yùn)動(dòng)中：（1）當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物體A的速度多大？（2）彈性勢(shì)能的最大值是多大？參考答案：解：（1）當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大．由A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：（mA+mB）v=（mA+mB+mC）VA代入數(shù)據(jù)解得：VA=3m/s（2）B、C碰撞時(shí)，B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間兩者的速度為v1，則：mBv=（mB+mC）v1代入數(shù)據(jù)解得：v1=2m/s設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能最大為EP，根據(jù)機(jī)械能守恒得：EP=（mB+mc）v12+mAv2﹣（mA+mB+mc）vA2代入解得為：EP=12J．答：（1）當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物體A的速度3m/s；（2）彈性勢(shì)能的最大值是12J．【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律；彈性勢(shì)能．【分析】（1）B與C發(fā)生碰撞后，B的速度減小，BC一起向右運(yùn)動(dòng)．A物體沒有參加碰撞，速度不變，繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，這樣彈簧被壓縮，當(dāng)三者速度相同時(shí)，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，根據(jù)動(dòng)量守恒求出物體A的速度．（2）根據(jù)動(dòng)量守恒求出BC碰撞后的共同速度．由機(jī)械能守恒求解彈性勢(shì)能的最大值．18.如圖所示，M、N為兩塊水平放置的平行金屬板，長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為2d，當(dāng)S斷開時(shí)（兩板未充電），一帶電量為+q，質(zhì)量為m的油滴，以一水平初速度從兩板間中點(diǎn)p飛入，恰好落到下板的中點(diǎn)Q處．求：（1）油滴的初速度v0為多大？（2）合上S后，要使油滴仍以原來(lái)的速度從p點(diǎn)飛入時(shí)，能夠不與金屬板相碰而飛出電場(chǎng)，則應(yīng)讓M板帶正電還是負(fù)電？（3）合上S后，要使油滴仍以原來(lái)的速度從p點(diǎn)飛入時(shí)，最終能夠打在M板上，電源的電壓應(yīng)取什么范圍？參考答案：考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．專題：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）油滴飛入電場(chǎng)后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由水平距離d和水平距離可求出油滴的初速度v0．（2）合上S后，要使油滴仍以原來(lái)的速度從p點(diǎn)飛入時(shí)，不與金屬板相碰而飛出電場(chǎng)，電場(chǎng)力必須向上，則知場(chǎng)強(qiáng)的方向，可判斷出M板帶什么電．（3）合上S后，要使油滴仍以原來(lái)的速度從p點(diǎn)飛入時(shí)，最終能夠打在M板上，研究油滴剛好打M板右邊緣的情況，由類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解電壓，得到范圍．解答：解：（1）油滴飛入電場(chǎng)后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有

水平方向：L=v0t

豎直方向：d=解得：v0=（2）合上S后，要使油滴仍以原來(lái)的速度從p點(diǎn)飛入時(shí)，能夠不與金屬板相碰而飛出電場(chǎng)，油滴受到的電場(chǎng)力必須向上，則板間場(chǎng)強(qiáng)方向向上，則知M板應(yīng)帶負(fù)電．（3）合上S后，要使油滴仍以