学年福建省莆田市高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx

学年福建省莆田市高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx

《学年福建省莆田市高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年福建省莆田市高二上学期期末考试物理试题 解析版.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年福建省莆田市高二上学期期末考试物理试题解析版

学校__________________班级__________________姓名__________________准考证号__________________

﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍密﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍封﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍线﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍

绝密★启用前|

莆田市2020-2021学年第一学期高二期末考试卷

物理

（考试时间：

75分钟试卷满分：

100分）

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。

写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷

一、单项选择题.本题共7小题，每小题4分，共28分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。

小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，其N－v2图象如图乙所示。

则

A．小球的质量为

B．当地的重力加速度大小为

C．v2＝c时，在最高点杆对小球的弹力方向向上

D．v2＝2b时，在最高点杆对小球的弹力大小为2a

2.平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间图象分别为图中直线a和曲线b，已知b车做匀变速直线运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，下列说法正确的是

A．b车的加速度大小为1m/s2

B．a车的速度大小为3m/s

C．b车做匀加速直线运动

D．t=2s时，a、b两车相遇，速度不相等

3.如图所示，两楔形物块A、B部分靠在一起，接触面光滑，物块B放置在地面上，物块A上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，A、B两物块均保持静止，下列说法正确的是

A．绳子的拉力可能小于A的重力

B．地面受的压力大于物块B的重力

C．物块B受到地面的摩擦力方向水平向左

D．物块B与地面间不存在摩擦力

4.空间有一水平匀强电场，范围足够大，场中有一粒子源，某时刻释放出速度大小相同的同种带电粒子，速度方向沿垂直于电场的竖直面内各方向，粒子的重力不计，如图所示，则

A．同一时刻所有粒子的动量相同

B．同一时刻所有粒子的位移相同

C．同一时刻所有粒子到达同一等势面上

D．同一时刻所有粒子到达同一水平面上

5.汽车

和汽车

静止在水平地面上，某时刻汽车

开始倒车，结果汽车

撞到了停在它正后方的汽车

，汽车

上装有智能记录仪，能够测量并记录汽车

前面的物体相对于汽车

自身的速度。

在本次碰撞中，如果汽车

的智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车

的速度大小为

，已知汽车

的质量是汽车

质量的2倍，碰撞过程可视为弹性碰撞，则碰后瞬间汽车

相对于地面的速度大小为

A．

B．

C．

D．

6.下列说法中错误的是

A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

B．核泄漏事故污染物

能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为

，可以判断x为电子

C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就一定失去一个电子

D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2

7.如图所示，边长为l的单匝正方形线圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。

第一次保持磁场不变，使线圈在水平向右的拉力作用下，以恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生变化。

若线圈的总电阻为R，则有

A．若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大

B．若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率

C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为

D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为

二、多项选择题.本题共3小题，每小题6分，共18分。

8.如图甲所示，半径为1m的带缺口刚性金属圆环导轨固定在水平面内，在导轨上垂直放置一质量为0.1kg、电阻为1Ω的直导体棒，其长度恰好等于金属圆环的直径，导体棒初始位置与圆环直径重合，且与导轨接触良好．已知导体棒与导轨间动摩擦因数为0.3，不计金属圆环的电阻，导体棒受到的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2.现若在圆环内加一垂直于纸面向里的变化磁场，变化规律如图乙所示，则（　　）

A．导体棒的电流是从b到a

B．通过导体棒的电流大小为0.5A

C．0～2s内，导体棒产生的热量为0.125J

D．t＝πs时，导体棒受到的摩擦力大小为0.3N

9.如图甲所示，在光滑水平面上，静止放置一质量为M的足够长的木板，质量为m的小滑块（可视为质点）放在长木板上．长木板受到水平拉力F与加速度的关系如图乙所示，长木板足够长，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．长木板的质量M＝2kg

B．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4

C．当F＝14N时，长木板的加速度大小为6m/s2

D．当F增大时，小滑块的加速度一定增大

10.如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以下说法中不正确的是（　　）

A．B对A的摩擦力一定为3μmg

B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力

C．转台的角速度一定满足：

ω≤

D．转台的角速度一定满足：

ω≤

第Ⅱ卷

三、非选择题：

包括必考题和选考题两部分。

第11~14题为必考题，每道试题考生都必须作答。

第15、16题为计算题，考生根据要求作答。

（一）必考题：

共42分。

11.（10分）某同学为了测定一只电阻的阻值，采用了如下方法：

图1

（1）用多用电表粗测：

多用电表电阻挡有4个倍率：

分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图1中虚线所示）．为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：

a．________________________________________________________________________.

b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处．

c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是________Ω.

（2）为了尽量准确测该电阻Rx，除被测电阻Rx外，还备有如下实验仪器，请选择仪器，设计实验电路．

A．电流表A1，量程（0～10mA），内阻约10Ω

B．电流表A2，量程（0～30mA），内阻约4Ω

C．电压表V，量程（0～3V），内阻约1500Ω

D．滑动变阻器R1，阻值范围（0～25Ω）

E．滑动变阻器R2，阻值范围（0～1000Ω）

F．电阻箱R3、R4，阻值范围均为（0～199.9Ω）

G．开关一只和导线若干

H．电池E，电动势6V，内阻未知

根据

（1）问的测量结果，该同学采用如图2所示电路测电阻Rx的阻值，则电流表应选用________，滑动变阻器应选用____________．（填写器材序号）

图2

（3）该同学进行了如下实验：

①将电压表的a端接b，测得

＝110Ω；

②将电压表的a端接c，测得

＝125Ω.

则Rx的电阻值更接近________Ω.

12.（10分）如图所示，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场．长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为＋q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度．

（1）求电场强度E和a、O两点的电势差UaO；

（2）小球在a点获得一水平初速度va，使其能在竖直面内做完整的圆周运动，则va应满足什么条件？

13.（10分）某同学为了验证“力的平行四边形定则”，设计了如下实验，实验原理如图甲所示．将三根细绳套系于同一点O，然后与同学配合，同时用三个弹簧秤分别拉住三根细绳套，以合适的角度向三个不同方向拉开．当稳定后，分别记录三个弹簧秤的读数．

（1）关于下列实验操作不必要的步骤是：

________.

A．要保证三根细绳套长度相等

B．实验时需要注意保证各弹簧秤及细绳套在同一水平面内

C．改变拉力重复实验，每次必须保证O点在同一位置

D．记录弹簧秤读数的同时，必须记录各拉力的方向

E．为完成平行四边形定则的验证，实验时还需要测量各拉力间的夹角

（2）某次实验测得弹簧秤读数分别为FA＝2.2N，FB＝2.4N，FC＝3.2N，请根据图乙记录的各力的方向，结合实验原理，在虚线框内画出力的图示，并作出相应的平行四边形，加以验证．

14.（12分）如图所示，竖直平面xOy，其x轴水平，在整个平面内存在沿x轴正方向的匀强电场E，在第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.2T．现有一比荷为

＝25C/kg的带电微粒，从第三象限内某点以速度v0向坐标原点O做直线运动，v0与x轴之间的夹角为θ＝45°，取重力加速度g＝10m/s2.求：

（1）微粒的电性及速度v0的大小；

（2）带电微粒在第一象限内运动时所到达的最高点的坐标．

（二）计算题（12分）

15.（6分）如图（a）为玩具弹弓，轻质橡皮筋连接在把手上A、B两点，一手握住把手不动，使AB连线水平，C为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置，如图（b）．AO＝OB＝6cm，另一手捏着装有质量为10g弹珠的弹夹，从C点由静止竖直向下缓慢移动到D点，放手后弹珠竖直向上射出，刚好上升到离D点20.15米高的楼顶处．测得∠ACB＝44°，∠ADB＝23°，取tan22°＝0.4，tan11.5°＝0.2，g＝10m/s2，不计空气阻力．求：

（1）从C到D的过程中，弹珠重力所做的功及手所做的功；

（2）若还将橡皮筋拉到相同长度，仅改变发射方向，弹珠向斜上方运动到高出释放点8m处的速率．

第二次从释放到h′＝8m处，机械能守

16.（6分）在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量M＝3m，劈B的曲面下端与水平面相切，且劈B足够高，各接触面均光滑．现让小物块C以水平速度v0向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起又滑上劈B.求：

图1

（1）碰撞过程中系统损失的机械能；

（2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度．

2020-2021学年第一学期高二期末考试卷

物理

参考答案及解析

1.【答案】A

【解析】由图乙可知当小球运动到最高点时，若v2＝b，则N＝0，轻杆既不向上推小球也不向下拉小球，这时由小球受到的重力提供向心力，即mg＝

，得v2＝b＝gR，故g＝

，B错误；当v2>b时，轻杆向下拉小球，C错误；当v2＝0时，轻杆对小球弹力的大小等于小球重力，即a＝mg，代入g＝

得小球的质量m＝

，A正确；当v2＝2b时，由向心力方程F＋mg＝

得杆的拉力大小F＝mg，故F＝a，D错误；故选A。

2.【答案】A

【解析】AB.位移时间图像中的斜率代表物体的速度，所以a物体做匀速运动，t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，所以

，对b车从0到2s，设初速度

：

，

，联立解得：

，

，A正确，B错误；C.因为斜率代表速度，而b车的斜率越来越小，所以b车做匀减速运动，C错误；D.因为t=2s时，直线a和曲线b刚好相切，斜率相同，所以辆车在该时刻速度相等，D错误。

3.【答案】D

【解析】AB接触面光滑，AB间没有摩擦力．对A分析知，A受到重力和绳子的拉力，二力平衡，B对A没有支持力，否则三个力不可能平衡，A错误；对B分析知：

B受到重力、地面的支持力，根据平衡条件知，地面对B的支持力等于物块B的重力，地面对B没有摩擦力，BC错误，D正确。

4.【答案】C

【解析】A．粒子在电场中做类平抛运动，所有粒子初速度大小相等，则在同一时刻，所有粒子动量大小相等而方向不同，粒子动量不同，故A错误；B．粒子在电场中做类平抛运动，同一时刻所有粒子位移大小相等但方向不同，粒子位移不同，故B错误；CD．粒子在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在相等时间内所有粒子在水平方向位移相等，所有粒子同时到达与电场垂直的同一竖直面内，所有粒子不会同时到达同一水平面，匀强电场等势面是与电场垂直的平面，由此可知，在同一时刻所有粒子到达同一等势面，故C正确，D错误。

5.【答案】C

【解析】两汽车发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后A、B的速度分别为v1、v2，以碰撞前A的速度方向为正方向，设B的质量为m，则A的质量为2m，由动量守恒定律，有2mv0＝2mv1+mv2，由机械能守恒定律，有

，解得v1＝

v0，A.碰后瞬间汽车

相对于地面的速度大小为

，与分析不一致，故A错误；B.碰后瞬间汽车

相对于地面的速度大小为

，与分析不一致，故B错误；C.碰后瞬间汽车

相对于地面的速度大小为

，与分析相一致，故C正确；D.碰后瞬间汽车

相对于地面的速度大小为

，与分析不一致，故D错误。

故选C。

6.【答案】C

【解析】A、根据玻尔理论可知，氢原子从n＝6的能级向n＝1的能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从n＝6的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n＝6的能级向n＝1的能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；B、根据量子说守恒与电荷数守恒可知，核反应方程式

Cs→

Ba+x中，可以判断x的质量数为0，电荷数为：

z＝55﹣56＝﹣1，所以x为电子，故B正确；C、β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；D、根据爱因斯坦质能方程知，质子和中子结合成α粒子，核反应方程为2

2

→

，释放的能量是△E＝△mc2＝（2m1+2m2﹣m3）c2，故D正确。

本题选错误的，故选C。

7.【答案】B

【解析】A．根据右手定则可知，第一次时线框中的感应电流方向顺时针方向；若要使两次产生的感应电流方向相同，根据楞次定律，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐减小，故A错误；B．根据切割感应电动势公式

及闭合电路欧姆定律可得第一次时感应电流大小：

，若要使两次产生的感应强度电流大小相同，根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律则有：

，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率为：

，故B正确；C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为：

，故C错误；D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为：

，故D错误；故选B。

8.【答案】AC

【解析】穿过闭合回路的磁通量向里增加，由楞次定律可知导体棒的电流是从b到a，选项A正确；假设0～πs时间内导体棒静止不动，感应电动势E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt·12πr2＝0.5π×12π×12V＝0.25V，则感应电流I＝ER＝0.251A＝0.25A，t＝πs时，导体棒受到的安培力F＝2BIr＝2×0.5×0.25×1N＝0.25N；最大静摩擦力Ffm＝μmg＝0.3N，则假设成立，故导体棒所受摩擦力大小为0.25N，选项B、D错误；0～2s内，导体棒产生的热量为Q＝I2Rt＝0.252×1×2J＝0.125J，选项C正确．

9.【答案】BC

【解析】当F等于12N时，加速度为：

a＝4m/s2.对整体分析，由牛顿第二定律有F＝（M＋m）a，代入数据解得：

M＋m＝3kg；当F大于12N时，m和M发生相对滑动，根据牛顿第二定律得：

F－μmg＝Ma，即F＝Ma＋μmg，结合题图可得：

M＝1kg，故m＝2kg，故A错误；由题图可得，μmg＝8，故μ＝0.4，故B正确；当F＝14N时，长木板的加速度为：

a＝6m/s2，故C正确；当F大于12N后，发生相对滑动，小滑块的加速度为a＝μg，与F无关，F增大时小滑块的加速度不变，故D错误．

10.【答案】ABD

【解析】对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有FfA＝3mω2r≤μ（3m）g，故A错误；FfA＝3mω2r，FfC＝mω2×1.5r，故B错误；由于A、AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力，故对A，有：

（3m）ω2r≤μ（3m）g，对AB整体有：

（3m＋2m）ω2r≤μ（3m＋2m）g，对物体C，有：

mω2（1.5r）≤μmg，故ω≤2μg3r，故C正确，D错误．

11.【答案】

（1）换用×10倍率的挡位120

（2）BD（3）125

【解析】

（1）a.选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时，指针偏转角度太大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应换用倍率×10的挡．

c．欧姆表选择×10挡位，由题图所示表盘可以知道，测量结果为12×10Ω＝120Ω

（2）流过待测电阻的电流大约为I＝UR＝3120A＝0.025A＝25mA，所以选择电流表A2，故选B，由于电路选择的分压电路所以最好用一个小一点的滑动变阻器，故选D.

（3）由于电流表的电阻远小于待测电阻，所以选用电流表内接法误差较小，故Rx的电阻值更接近125Ω.

12.【答案】

（1）3mgq－3mglq

（2）va≥

【解析】

（1）小球静止在a点时，由共点力平衡可得mg＋2mg＝qE①

得E＝3mgq，方向竖直向上②

在匀强电场中，有UOa＝El③

则a、O两点电势差UaO＝－3mglq④

（2）小球从a点恰好运动到b点，设到b点速度大小为vb，

由动能定理得－qE·2l＋mg·2l＝12mvb2－12mva2⑤

小球做圆周运动通过b点时，由牛顿第二定律可得qE－mg＝mb2l⑥

联立②⑤⑥可得va＝，故应满足va≥.

13.图9

【答案】

（1）ACE

（2）见解析

【解析】

（1）细绳套连接弹簧秤与结点，取合适长度即可，没必要等长，A没有必要；实验时，需要各弹簧秤及细绳套在同一水平面内，保证各个力在同一个水平面内，才可以进行合成验证，B有必要；三力平衡条件下，无论结点在什么位置，都满足任意两个力的合力与第三个力等大反向，所以没必要每次必须保证O点在同一位置，C没有必要；力的合成需要知道分力的大小和方向，所以必须记录各拉力的方向，D有必要；通过合成平行四边形，

合力与分力方向可以通过作图确定，没必要测量夹角，E没有必要．

（2）根据图乙作出力的图示，如下：

通过测量，F合与FB在误差允许的范围内等大反向，平行四边形定则成立．

14.【答案】

（1）正电2m/s

（2）（0.6m,0.2m）

【解析】

（1）带电微粒在第三象限内做直线运动，受到重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用，并且合力为零，即微粒做匀速直线运动，所以微粒受到的洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上方，由左手定则可判断微粒带正电；

对带电微粒受力分析，如图所示，根据平衡条件可得：

Bqv0＝mg

解得：

v0＝2m/s；

（2）带电微粒进入第一象限后做曲线运动，设最高点为M，从O到M所用的时间为t，则将微粒从O到M的运动分解为沿x轴方向上的匀加速直线运动和沿y轴方向上的匀减速直线运动

y轴方向上：

0＝v0sin45°－gt

y＝v0sin45°2t

x轴方向上：

qE＝mgtan45°＝max

x＝v0cos45°t＋12axt2

解得x＝0.6m，y＝0.2m.

即带电微粒在第一象限内运动时所达到的最高点的坐标为（0.6m,0.2m）

15.【答案】

（1）1.5×10－2J2J

（2）15.6m/s

【解析】

（1）从C到D，弹珠重力做功：

WG＝mghCD

由题图可得：

h＝hCD＝OBtan11.5°－OBtan22°＝0.060.2m－0.060.4m＝0.15m

联立解得WG＝1.5×10－2J

从C到D，再到最高点的过程中，

由功能关系：

W手＝mgH－mgh，其中H＝20.15m

解得W手＝2J

（2）设弹珠在D点的弹性势能为Ep，从D到最高点，由功能关系：

Ep＝mgH

恒，

则：

Ep＝mgh′＋12mv2

联立解得v≈15.6m/s.

16.【答案】

（1）14mv02

（2）0240g

【解析】

（1）小物块C与A发生碰撞粘在一起，取向右为正方向，由动量守恒定律得：

mv0＝2mv

解得v＝12v0；碰撞过程中系统损失的机械能为

E损＝12mv02－12（2m）v2

解得E损＝14mv02.

（2）当A与C上升到最大高度时，A、B、C系统的速度相等；水平方向上动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0＝（m＋m＋3m）v1

解得v1＝15v0

A、C粘在一起上滑至最大高度，由能量守恒定律得2mgh＝12×2m（12v0）2－12×5m×（15v0）2

解得h＝0240g