2019-2020学年安徽省六安市舒城县舒城中学高二下期末物理试卷

舒城中学2019—2020学年度第二学期期末考试高二物理一、选择题：本大题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.2018年是居里夫妇发现了放射性元素钋（）120周年。若元素钋发生某种衰变，其半衰期是138天，衰变方程为，则下列说法正确的是（）A.该元素发生的是β衰变B.Y原子核含有2个核子C.γ射线是衰变形成的铅核释放的D.200g的Po经276天，已发生衰变的质量为50g【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知Y的电荷数为2，质量数为4，则核子数为4，Y是，是α衰变，而γ射线是伴随着α衰变产生的，故AB错误；C．γ射线是衰变形成的铅核处于高能级时释放的，故C正确；D．根据知，200g的Po经276天，还剩余50g，故已发生衰变的质量为150g，故D错误。故选C。2.如图所示，一倾角θ＝37°的足够长斜面固定在水平地面上。当t＝0时，滑块以初速度v0＝10m/s沿斜面向上运动。已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是（）A.滑块一直做匀变速直线运动B.t＝1s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上C.t＝s时，滑块恰好又回到出发点D.t＝3s时，滑块的速度大小为20m/s【答案】C【解析】【分析】【详解】A．物体上滑的加速度a上=gsinθ+μgcosθ=10m/s2因为mgsinθ＞μmgcosθ，故物体不可能静止在斜面上，下滑的加速度为a下=gsinθ+μgcosθ=2m/s2滑块上滑和下滑加速度不相等，不是一直做匀变速直线运动，A错误；B．上滑的时间但是速度减为零后不是静止在斜面上，而是沿斜面下滑，选项B错误；C．上滑的最远距离s=下滑到底端的时间t下=即t＝s时，滑块恰好又回到出发点，选项C正确；D．t=3s时，滑块在下滑阶段，则此时滑块的速度为v=a下t=4m/s选项D错误。故选C。3.如图所示，质量为m的物体a受到竖直向上的恒力F，墙壁与物体的接触面粗糙，则下面分析正确的是（）A.若F=mg，物体一定受四个力的作用B.若F>mg，物体加速度一定竖直向上，摩擦力竖直向下C.若F<mg，物体可能有向下运动的趋势，摩擦力竖直向上D.无论F与mg的大小关系如何，墙壁与物体间的摩擦力一定为零【答案】D【解析】【分析】【详解】A．若F=mg，物体在水平方向受力平衡，则墙壁对a没有弹力，也就没有摩擦力，则物体只受重力与推力F两个力作用，故A错误；BCD．物体在水平方向受力平衡，则墙壁对a没有弹力，也就没有摩擦力，则无论F与mg的大小关系如何，墙壁与物体间的摩擦力一定为零，故BC错误，D正确。故选D。4.如图，某空间站在轨道半径为R的近地圆轨道Ⅰ上围绕地球运行，一宇宙飞船与空间站对接后，在轨道Ⅰ上围绕地球运行多圈后又与空间站分离，进入椭圆轨道Ⅱ运行。已知椭圆轨道的远地点到地球球心的距离为3.5R，地球质量为M，引力常量为G，则（）A.空间站在圆轨道Ⅰ上运行的周期为B.空间站与飞船对接后在圆轨道Ⅰ上运行的周期变小C.飞船在椭圆轨道近地点的速率是远地点的3.5倍D.飞船与空间站分离后在远离地球过程中其机械能不断增大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．空间站在圆轨道I上运行时，万有引力等于向心力，故解得故A错误；B．空间站与飞船对接后在圆轨道I上运行的周期不变，为故B错误；C．根据开普勒第二定律，有得故C正确；D．飞船与空间站分离后在远离地球过程中，只有引力做功，故其机械能保持不变，故D错误。故选C。5.如图所示，以o点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时，在圆心o产生的电场强度大小为E。现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上，使o点的电场强度改变，则下列判断正确的是（）A.移至c点时，o点的电场强度大小仍为E，沿oe方向B.移至b点时，o点的电场强度大小为，沿oc方向C.移至e点时，o点的电场强度大小为，沿oc方向D.移至f点时，o点的电场强度大小为，沿oe方向【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由题意可知，等量正、负点电荷在O处的电场强度大小均为，方向水平向右。当移至处，两点电荷在该处的电场强度方向夹角为，则处的合电场强度大小为，方向沿，故A错误；B．同理，当移至处，处的合电场强度大小增大，方向沿与角平分线，故B错误；C．同理，当移至处，处的合电场强度大小减半，方向沿，故C正确；D．同理，当移至处，处的合电场强度大小增大，方向沿与角平分线，故D错误。故选C。考点：电场强度【名师点睛】考查点电荷的电场强度的叠加，掌握库仑定律，理解电场强度的大小与方向，及矢量叠加原理。6.如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高．当线拉力最小时，推力F等于（）A.mgsinα B.mgsinα C.mgsin2α D.mgsin2α【答案】D【解析】【分析】【详解】以小球为研究对象．小球受到重力mg、斜面的支持力FN和细线的拉力FT，如图所示：在小球缓慢上升过程中，小球的合力为零，则FN与FT的合力与重力大小相等、方向相反，根据平行四边形定则作出三个位置力的合成图如图，则得当FT与FN垂直，即线与斜面平行时FT最小，则得线的拉力最小值为FTmin=mgsinα．再对小球和斜面体组成的整体研究，根据平衡条件得：，故D正确，ABC错误．7.将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a2大小恒定，方向向上，且有故A正确；B．上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有非一次线性函数，同理可知，下降过程的图像也非一次线性函数，故B错误；C．上升过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为下降过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为由图像可知，故C错误；D．上升过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为下降过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为且落回出发点的动能小于抛出时的动能，故D正确。故选AD。8.如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1：n2＝1：10，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为4Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3：n4＝10：1，若T2的“用电设备”两端的电压为U4＝200V且“用电设备”消耗的电功率为10kW，不考虑其他因素的影响，则（）A.T1的副线圈两端电压的最大值为2020VB.T2的原线圈两端的电压为2000VC.输电线上损失的电功率为100WD.T1的原线圈输入的电功率为10.1kW【答案】BCD【解析】【分析】【详解】AB．T2副线圈电流根据电流与匝数成反比得输电线中的电流I3，则有得根据电压与匝数成反比，得T2原线圈两端的电压为U3，则得输电线上的损失电压为T1的副线圈两端电压T1的副线圈两端电压的最大值为，故A错误，B正确；C．输电线上损失的功率故C正确；D．T1的原线圈输入的电功率为故D正确故选BCD。9.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流恰好为零，此时电压表的电压值U称为反向截止电压，根据反向截止电压可以计算出光电子的最大初动能Ekm，现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极K，测量到反向截止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，则下列关系式中正确的是（）A.频率为ν1的光照射时光电子的最大初速度v＝B.阴极K金属的逸出功W0＝hν1－eU1C.阴极K金属的极限频率ν0＝D.普朗克常量h＝【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．当用频率为v1的光照射时，根据动能定理得解得光电子的最大初速度故A正确；B．根据光电效应方程得解得逸出功故B正确；CD．根据光电效应方程有联立方程组解得故CD错误故选AB。10.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P，导体棒最终以的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g，下列选项正确的是（）A.B.C.当导体棒速度达到时加速度为D.在速度达到以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．当速度达到时开始匀速运动，受力分析可得导体棒最终以的速度匀速运动时，拉力为所以拉力的功率为选项A正确B错误．C．当导体棒速度达到时安培力加速度为选项C正确．D．在速度达到以后匀速运动的过程中，根据能量守恒定律，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功加上重力做的功，选项D错误；故选AC.二、实验题：本题共2小题，共16分，每空2分。11.实验时，打点计时器应接50Hz低压________（直流或交流）电，如下图是某次实验的纸带，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0点间距离依次为，，，则物体通过2计数点的速度是_________m/s，运动的加速度为____________m/s2。（结果保留三位有效数字）【答案】(1).交流(2).0.525(3).1.50【解析】【分析】【详解】[1]打点计时器是一种使用交流电的计时仪器。[2]当电的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，每5个连续点取1个计数点，则计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s利用匀变速直线运动的推论得[3]根据解得12.有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法测绘这个灯泡的IU图线，有下列器材供选用：A．电压表(0~3V，内阻6kΩ)B．电压表(0~15V，内阻30kΩ)C．电流表(0~3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0~0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)（1）用如图所示的电路进行测量，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______(用序号字母表示)。（2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω（结果保留三位有效数字）。（3）若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为_________Ω的电阻(结果保留三位有效数字）。【答案】(1).A(2).D(3).E(4).10.0(5).11.4【解析】【分析】【详解】(1)［1］小灯泡的额定电压为2.8V，所以选择电压表量程为0~3V，选用A。［2］小灯泡功率约为0.8W，额定电压2.8V，可计算出小灯泡的电流约为0.3A，所以选择电流表量程为0~0.6A，选用D。［3］滑动变阻器在电路中是分压接法，为了便于调节，应选择阻值较小的，因此滑动变阻器选用E。(2)［4］由小灯泡的伏安特性曲线可得，当小灯泡两端电压为2.8V时，通过小灯泡的电流为0.28A，由欧姆定律可得，小灯泡正常工作时的电阻为10.0。(3)［5］由小灯泡的伏安特性曲线可知，小灯泡正常工作时，电压为2.8V，电流为0.28A，小灯泡与电阻串联接在电动势为6V的电上，串联电阻应分得电压是3.2V，由得三、计算题：本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.在平直乡村公路上一辆卡车正以12m/s的速度前进，有货物从车上掉下一段时间后，司机才从后视镜中发现有货物掉下，立即关闭油门做匀减速直线运动，卡车开始做匀减速直线运动的同时，在其后16m处一辆摩托车上的人拾起货物从静止出发，以2m/s2的加速度同方向追赶卡车，已知摩托车在该路段能达到的最大速度只能为8m/s，卡车车轮与路面间的动摩擦因数为0.2：（不考虑拾起货物及反应时间）(1)求卡车做匀减速运动的位移大小；(2)摩托车至少经过多长时间追上货车。【答案】(1)36m；(2)8.5s【解析】【分析】【详解】(1)已知卡车的初速度为为v1=12m/s，加速度大小为卡车做匀减速运动的时间为卡车做匀减速运动的位移为(2)已知该摩托车的加速度为a2=2m/s2，最大速度为v2=8m/s，摩托车做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为之后摩托车以最大速度做匀速直线运动，到卡车停止运动时，其位移为由于故卡车停止运动时，摩托车还没有追上卡车，然后摩托车继续以最大速度匀速运动追赶卡车，由匀速运动的公式得代入数据解得t3=2.5s摩托车追上卡车的时间为14.如图所示，绝热汽缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，汽缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离汽缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，重力加速度为g。(1)求U形细管内两侧水银柱的高度差；(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。【答案】（1）；（2）；【解析】【分析】【详解】（1）封闭气体的压强为p，对活塞分析，根据平衡条件有用水银柱表达气体的匀强为解得到（2）加热过程中气体变化是等压变化解得到气体对外做功为则内能的变化15.翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即F1=C1v2；空气阻力F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即F2=C2v2。其中C1，C2相互影响，可由运动员调节，满足如图（甲）所示的关系。运动员和装备的总质量为m=90kg。（重力加速度取g=10m/s2）(1)若运动员使飞行器以速度v1=10m/s在空中沿水平方向匀速飞行，如图（乙）所示。结合（甲）图计算，飞行器受到的动力F为多大?(2)若运动员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图（丙）所示，在此过程中调节C1=5.0N·s2/m2，机翼中垂线和竖直方向夹角为θ=37°，求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度v2大小。（已知sin37°=0.