2020-2021年云南省保山市腾冲市第八中学高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

腾冲八中2020—2021学年下学期期中考试物理试卷一、选择题1.在核反应方程中，表示的是（）A.质子 B.中子 C.电子 D.粒子【答案】B【解析】根据质量数与核电荷数守恒，核反应方程为，表示的是中子。故选B2.地球的某颗卫星距离地面的高度为地球半径的倍，已知地球半径为，表面的重力加速度大小为，该卫星绕地球做匀速圆周运动过程中，下列说法正确的是（）A.该卫星的线速度大于B.该卫星的运行周期大于地球同步卫星卫星绕地球运动周期C.该卫星的轨道加速度大小为D.该卫星的角速度大小为【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力可得，可得，地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，可知卫星的线速度小于，故A错误；根据万有引力提供向心力可得，可得，该卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则该卫星的运行周期小于地球同步卫星卫星绕地球运动周期，故B错误；根据，，联立可得，可知该卫星的轨道加速度大小为，故C正确；根据，可得该卫星的角速度大小为，故D错误。故选C。3.如图所示，带电粒子以某一初速度进入两极板间，板间存在相互正交的匀强磁场和匀强电场，粒子恰好能沿着直线通过极板间，不计带电粒子重力，若撤去磁场，只保留电场，则关于粒子运动情况下列说法正确的是（）A.粒子一定带正电 B.粒子一定能离开极板间C.粒子电势能一定增大 D.粒子动能一定增大【答案】D【解析】依题意，对粒子受力分析，可知无论是带正电荷还是负电荷均能沿直线通过极板。故A错误；若撤去磁场，粒子将做类平抛运动，能否离开极板间取决于粒子的初速度与电场强度大小，故B错误；同理，撤去磁场后，粒子在电场力作用下将发生偏转，在电场力的方向上有位移，电场力将做正功，电势能一定减小。故C错误；依题意，撤去磁场后，只有电场力做正功，其动能一定增大。故D正确。故选D。4.如图表示甲、乙两物体运动的位移时间关系图像，由该图像可知（）A.时刻表示两物体相遇且乙追上甲B.时间内乙的速度一直大于甲的速度C.时间内两物体的路程相同D.时间内两物体的平均速度相同【答案】D【解析】时刻表示两物体相遇且甲追上乙，故A错误；根据图像的切线斜率表示速度，可知时间内乙的速度先大于甲的速度，后小于甲的速度，故B错误；时间内两物体的位移相同，则两物体的平均速度相同，但甲先向正方向运动，再向负方向运动，而乙一直向正方向运动，则甲的路程大于乙的路程，故C错误，D正确。故选D。5.如图所示，、两滑块质量分别为、，两滑块间用一轻弹簧连接，现用的恒力作用于，、一起沿着斜面向上匀加速运动，弹簧的形变量为，已知斜面的倾角为，两滑块与斜面间的动摩擦因素均为，；重力加速度；则弹簧的劲度系数为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】对整体由牛顿第二定律有，可得，对A有，可得，故选A。6.如图所示，半径为的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片、分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中，以恒定角速度顺时针方向转动，已知圆盘接入电路部分的电阻大小为，外电路串联电阻，下列说法正确的是（）A.、两端的电压大小为B.通过电阻的电流沿到的方向流动C.电流在上的热功率大小为D.保持圆盘转动方向不变，增大圆盘转动角速度则通过的电流方向改变【答案】C【解析】铜盘转动产生的感应电动势为，电路电流为，路端电压，联立求得，A错误；根据右手定则，得出通过电阻的电流沿到的方向流动，B错误；根据可得，电流在上的热功率大小为，C正确；若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向方向不变，大小变化，D错误。故选C。7.如图所示，轻绳一端系于点，另一端连接质量为的小球，现将细线拉直由水平静止释放小球，小球通过点的正下方时小球对绳子的拉力大小为，不计空气阻力，重力加速度为；则关于小球运动情况，下列说法正确的是（）A.若仅增加绳子的长度，仍由水平静止释放小球，则变大B.小球由水平运动至点正下方过程重力的瞬时功率先增大后减小C.小球通过点正下方后向左摆起的高度小于绳长D.小球通过点正下方时向心加速度大小为【答案】B【解析】由机械能守恒有，由向心力公式有，联立可得，与绳长无关，故A错误；在点速度为零，所以重力的瞬间功率为零；到点正下方时速度与重力垂直，所以重力的瞬间功率也为零，其他位置重力与速度不垂直，有瞬时功率，所以小球由水平运动至点正下方过程重力的瞬时功率先增大后减小，故B正确；由机械能守恒可知小球通过点正下方后向左摆起的高度等于绳长，故C错误；由向心力公式，可得向心加速度为，故D错误。故选B。8.如图所示，光滑固定斜面的倾角为，轻绳一端通过两个滑轮与相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物块的质量为，不计滑轮的重力，挂上质量为的木块后，当动滑轮两边轻绳的夹角为时，、恰能保持静止，则、两木块的质量之比为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】设绳中拉力为，对进行受力分析，由合成法有，对分析可知，解得两木块的质量之比为。故选C。9.带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为轴，起始点为坐标原点，其电势能与位移的关系如图所示。下列图象中合理的是（）A.电场强度与位移关系B.粒子动能与位移关系C.粒子速度与位移关系D.粒子加速度与位移关系【答案】B【解析】根据电场力做功等于电势能变化量，即可知，电势能EP与位移x的关系图像斜率表示电场力，由题图可知，电场力随着位移的增大而增大，即电场强度在逐渐增大，故A错误；根据能量守恒可知，动能的增加量等于电势能的减小量。题图中的电势能减小的越来越快，则粒子动能增加的也应越来越快，故B正确；根据动能定理有，可得，可知粒子速度与位移不成正比关系，故C错误；由上述分析可知，电场力随着位移的增大而增大，则粒子的加速度也应随着位移的增大而增大，故D错误。故选B。10.如图甲图为方波交流电，乙图为正弦式交流通过二极管后形成的半波交流电，若分别将甲、乙两交流电接到同一个电阻上，该电阻上电压的峰值为，在一个周期内产生的热量分别为、，则：为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】对于方波电压，电压有效值为，对于乙图，由图象可知该交变电流的周期为，可分为和，根据有效值的定义可得，可得乙图电压的有效值为，根据焦耳定律得，，联立可得，故选A。11.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，原线圈输入电压按照正弦式规律变化，所有电表均为理想表，为滑动变阻器，下列说法正确的是（）A.副线圈输出电压的频率为B.电压表的示数为C.滑动变阻器触头向下滑动电流表示数变大D.滑动变阻器向上滑动，灯泡的亮度变暗【答案】C【解析】变压器并不改变交流电的频率，所以副线圈输出电压的频率为，故A错误；原线圈输入有效值，根据电压与匝数成正比可知电压表的示数为，故B错误；滑动变阻器触头向下滑动，接入电流电阻变小，副线圈回路总电阻减小，电压不变，副线圈电流变大，根据可知，电流表示数变大，故C正确；滑动变阻器向上滑动，接入电阻变大，副线圈回路总电阻变大，副线圈回路电流减小，总电压不变，上电压减小，所以灯泡电压即并联部分电压增大，的度变亮。故D错误。故选C。12.如图所示，边长为的正方向区域内存在方向垂直纸面向外，大小为的匀强磁场，某时刻一带正电粒子沿着方向进入磁场中，粒子恰好由边的中点射出磁场，已知粒子的比荷为，不计粒子重力，则粒子进入磁场的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】粒子在磁场中的运动轨迹，如图所示，令粒子运动轨道半径为，由几何关系，有，解得，根据洛伦兹力提供向心力，有，解得，联立可得，故选A。二、选择题13.如图为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是（）A.氢原子由能级跃迁到能级辐射的光子的波长小于由能级跃迁到能级辐射光子的波长B.处于能级的氢原子吸收能量的光子可以跃迁到能级C.处于基态的氢原子吸收的能量一定会发生电离D.一个处于能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射种不同频率的光子【答案】BC【解析】氢原子由能级跃迁到能级辐射的光子能量小于由能级跃迁到能级辐射的光子能量，即，根据，氢原子由能级跃迁到能级辐射的光子的波长大于由能级跃迁到能级辐射光子的波长，A错误；由能级跃迁至能级，需吸收的能量为，B正确；由于，则处于基态的氢原子吸收的能量一定会发生电离，C正确；一个处于能级的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射种不同频率的光子，D错误。故选BC。14.光滑导轨固定于水平面上，导轨宽度为，导轨处于垂直水平面竖直向下的匀强磁场中，俯视图如图所示，质量为的金属棒置于导轨上，金属棒在外力作用下由静止开始运动，已知外力随金属棒速度变化规律如图所示，导轨左端连接阻值为的电阻，其余电阻不计，则关于金属棒运动过程下列说法正确的是（）A.金属棒做加速度逐渐减小的加速运动B.内通过电阻的电量为C.磁感应强度大小为D.内外力的冲量大小为【答案】CD【解析】根据牛顿第二定律，其中，，整理得，根据图像可知，，解得，，导体棒加速度不变，做匀变速运动，故A错误，C正确；内通过额位移，电阻的电量为，故B错误；末导体棒的速度，根据动量定理，，其中，解得外力的冲量大小为，故D正确。故选CD。15.关于远距离输电下列说法正确的是（）A.提高输电电压可以减小输电电流从而减小输电线上电能的损失B.用户得到的电压不能超过发电厂发电机的输出电压C.将输电电压提高倍，输电线上损失的功率减小为原来的一半D.用户得到的功率一定小于发电厂的输出功率【答案】AD【解析】根据，，可知提高输电电压可以减小输电电流从而减小输电线上电能的损失，故A正确；通过变压器升压，用户得到的电压可以超过发电厂发电机的输出电压，故B错误；根据，，在输送功率一定的情况下，将输电电压提高倍，输电电流减小为原来的一半，则输电线上损失的功率减小为原来的，故C错误；由于输电线存在一定的损失功率，所以用户得到的功率一定小于发电厂的输出功率，故D正确。故选AD。16.质量为的滑块静置于水平面上，时刻滑块受到水平拉力作用，水平拉力随时间变化关系如图所示，已知时滑块恰好速度为零，重力加速度；则下列说法正确的是（）A.末滑块速度达到最大B.滑块与地面间的动摩擦因数为C.末滑块受到的冲量为D.滑块的最大动量为【答案】BD【解析】已知时滑块恰好速度为零，则由动量定理可知，其中，解得滑块与地面间的动摩擦因数为，选项B正确；当滑块的速度最大时，满足，由图像可知此时时刻，选项A错误；末滑块受到的冲量为，选项C错误；时滑块的速度最大，则滑块的最大动量为，选项D正确。故选BD。三、实验题17.某物理实验兴趣小组要测量当地的重力加速度，现有实验器材为：电磁打点计时器，频率为的低压交流电源，砝码，纸带、复写纸、铁架台、铅笔、导线若干。（1）完成实验还需要的实验器材是___________。（2）某次实验，将打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器，一端与砝码相连，将砝码由靠近打点计时器静止释放，砝码牵引纸带在竖直方向自由下落。如图为某次实验打出的一条纸带，、、、、为纸带五个连续的打点，图中标注实验数据为相邻两打点间距，由以上数据可知当地重力加速度大小为___________（保留位有效数字）（3）实验中引起实验误差的主要原因是___________。（任写一条）【答案】（1）刻度尺；（2）；（3）纸带与打点计时器间有摩擦【解析】（1）[1]计数点间距需要刻度尺测量，故完成实验还需要实验器材是刻度尺。（2）[2]打点时间间隔为，当地重力加速度大小为；（3）[3]实验中引起实验误差的主要原因是纸带与打点计时器间有摩擦。18.现有一合金制成的圆柱体导线，要测其电阻率，现用螺旋测微器测量其直径，用游标卡尺测量其长度，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别如图中、所示；（1）由上图可知圆柱体的直径___________；长度___________。（2）选择合适的实验器材，实验电路图如图所示，按照电路图正确连接实物图。在图的实验电路图中，开始时滑动变阻器的触头应置于___________端（填“”或“”）（3）分别测出多组、值，以电压为纵坐标、以电流为横坐标做出图像如图所示。若图像的斜率为；则该圆柱体的电阻率___________。（用、、表示）【答案】（1），；（2）；（3）【解析】（1）[1][2]圆柱体的直径为，长度为；（2）[3]开关闭合，应使电表示数零，开关闭合前，滑动板变阻器触头应置于端。（3）[4]根据欧姆定律，则圆柱体阻值为，该圆柱体的电阻率。四、计算题19.如图所示，四分之一圆弧半径为，最低点与水平轨道相连，距离点处的点有一个固定挡板，现将质量为的小球由四分之一圆弧轨道顶端静止释放，小球运动至点时对轨道的压力大小为，小球仅通过点一次与挡板碰撞后停在的中点位置处，已知小球与水平轨道间的动摩擦因素，不计空气阻力，重力加速度；求：（1）小球沿四分之一圆弧轨道下滑过程克服摩擦力做功；（2）小球与挡板碰撞过程中损失的机械能。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设小球在点速度大小为，由牛顿第二定律得，克服摩擦力做功，根据动能定理得，联立解得；（2）设间距为，损失的机械能为，由能量守恒定律得，联立解得。20.如图所示，边长为的金属线框由距离有界匀强磁场上边界高度处静止释放，线框边刚进入磁场时线框立即做匀速直线运动，已知磁感应强度大小为，金属线框的质量为，总电阻为，磁场宽度为，不计空气阻力，设线框不翻转始终处于竖直下落状态，重力加速度。求：（1）线框由静止释放的高度；（2）线框边由进入磁场到离开磁场过程所需时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）线框边进入磁场的速度为，感应电动势，感应电流为，线框匀速运动，则，线框下落高度，由机械能守恒定律得，得；（2）线框边进入磁场时间为，，线框完全进入磁场后做匀加速运动，时间为，，得总时间。21.如图所示，质量为的滑块（可视为质点）置于质量为长木板的右端，某时刻用水平外力作用于长木板，已知与间的动摩擦因素；与地面间的动摩擦因素；重力加速度；求：（1）若与地面间发生相对运动，、保持相对静止，则水平外力F的取值范围；（2）若水平外力，经过离开，则