上海华东师范大学附属东昌中学2020年高二物理下学期期末试卷带解析

上海华东师范大学附属东昌中学2020年高二物理下学期期末试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 在平行板电容器的两板A、B上，加上如下图所示的交变电压，开始B板电势比A板电势高。

在电场力作用下，原来静止在两板中间的电子开始运动。

若两极板间的距离足够大，下列说法正确的是（）
A．电子一直向着A板运动
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回B板运动，之后在A、B两板间做周期性往返运动
D．电子先向B板运动，然后返回A板运动，之后在A、B两板间做周期性往返运动
参考答案：
D
2. 一物体从H高处自由下落，当其动能等于重力势能时（以地面为零势能面），物体的速度为：（）
A. B. C. 2 D.
参考答案：
A
3. (单选)下列说法正确的是：
A．电流方向就是电荷定向移动的方向
B．由公式R=U/I可知，电阻R与电压U成正比，与电流I成反比
C．外电路断开时，电的路端电压为零
D．外电路短路时，电的内电压等于电动势
参考答案：
D 4. 在一个标准大气压下，1 g水在沸腾时吸收了2260 J的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 J的功．已知阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，水的摩尔质量M＝18 g/mol．下列说法中正确的是
A. 分子间的平均距离增大
B. 水分子的热运动变得更剧烈了
C. 水分子总势能的变化量为2090 J
D. 在整个过程中能量是不守恒的
参考答案：
AC
【详解】A．液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，故A正确；
B．温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，故B错误；
C．水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律△U=Q+W，可得水的内能的变化量为△U=2260J-170J=2090J，即水的内能增大2090J，则水分子的总势能增大了2090J，故C正确；
D．在整个过程中能量是守恒的，故D错误。

5. 9．圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的电势差之比为：
A．4∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q<<Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为，则小球从A运动到B的过程中，电场力做的功为：______________；A、
C
两点间电势差为 ____________.
参考答案：
7. 一个小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．已知它经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v，则ab段与bc段位移之比为_______________
参考答案：
1:8
8. 如图所示，有一方向水平向右的匀强电场，一个质量为m，带电量为+q的小球以初速度v0从a点竖直向上射入电场中．小球通过电场中b点时速度大小为2v0．方向与电场方向一致，则该电场的强度为E= ，a、b两点的电势差为。

参考答案：
2mg/q 2mv02/q
9. 如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T，线圈匝数n＝50匝，每匝线圈面积为0.48m2，转速为150r/min ，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．交变感应电动势瞬时值的表达式
是。

参考答案：
10. 电子伏是研究微观粒子时常用的能量单位，1eV就是在电势差为1V的两点间移动一个元电荷，电场力所做的功，则1eV= J
参考答案：
11. 如图11所示，一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1．5V的新干电池．几根导线．开关和一个用于日光灯上的镇流器，几位同学手拉手连成一排，另一位同学将电池．镇流器．开关用导线连接起来，并将它们和首．尾两位同学两只空着的手相连，在开关____________（填“闭合”或“断开”）时就会使连成一排的同学都有触电的感觉，该实验的原理是___________________．
参考答案：
、断开自感现象
12. 在某种介质中，某单色光的波长为,已知该单色光光子能量为,光在真空中的速度为,
则该介质对这种色光的折射率为。

参考答案：
13. 图为某同学根据测定一节干电池的电动势和内电阻的实验数据绘制成的U-I图，由此可得干电池的电动势E =__________V，内阻r = Ω．（结果保留2位有效数字）
参考答案：
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 根据课本中“探究加速度与力、质量的关系”的实验，回答下列问题．
（1）本实验应用的实验方法是法，下列说法中正确的是．A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a=图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（2）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：（小车质量保持不变）
②产生实验误差的原因可能是．
参考答案：
（1）控制变量；CD
（2）①图象如图所示；②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】1、由于该实验涉及的物理量较多，因此该实验采用的是控制变量法研究加速度、质量、合力三者之间的关系；解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
2、应用描点法作图，根据实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出a﹣
F 图象．
实验时要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不够，则图象在F 轴上截距不为零，如果过平衡摩擦力，则图象在a轴上截距不为零．
【解答】解：（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，应用的实验方法是控制变量法，A、该实验采用的是控制变量法研究，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，故A错误；
B、在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故B错误；
C、要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出
a﹣图象，故C正确；
D、设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma ①
对砂桶和砂有：mg﹣F=ma ②
F=，由此可知当M＞＞时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，故D正确．
故选：CD．
（2）①应用描点法作图，先根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据各点作出a﹣F图象，
图象如图所示．
②由a﹣F图象可知，图线不过原点，在横轴上有截距；这表明在拉力大到一定程度时，小车才开始运动，
这可能是在实验前没有平衡小车受到的摩擦力，或平衡摩擦力时，木板垫起的倾角太小，平衡摩擦力不够造成的．
故答案为：（1）控制变量；CD
（2）①图象如图所示；②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
15. （6分）如图，画有直角坐标系xoy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃的折射率。

(1)某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是。

(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是。

(3)若他已正确地测得了的α和β的值，则玻璃的折射率n=。

参考答案：
（1）在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像。

（2）插上P3后，P3刚好
能挡住P1、P2的像。

（3）。

（每小题２分）
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4 V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5 V．求：
(1)电源的电动势E和内阻r
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值P m为多少?
参考答案：
由闭合电路欧姆定律可得：
…（2分）…（2分）
解得：……（2分）
(2) ……（2分）
当R=r时，电源的输出功率最大……（2分）
此时：，代入数据得：Pm=9W……（2分）
17. 如图所示，半径=1.25m的l/4光滑圆弧轨道竖直固定，其末端切线水平，并与水平传送带相连，已知小滑块的质量为=0.5kg，滑块与传送带间的动摩擦因数=0.1，传送带长度为=1.5m，、两轮半径=0.4m，当传送带静止时，用=4 N的水平拉力将滑块从端由静止开始向左拉动。

取10m/s2。

(1)若滑块到达端时撤去拉力，求：滑块沿弧形槽上升的最大高度；
(2)问题(1)中的滑块，从高点沿弧形槽再滑回端时，轨道对滑块的支持力多大?
(3)若拉力作用一段距离后撤去，滑块到达光滑曲面某一高度而下滑时，以、两轮
以角速度=15rad/s顺时针转动，为使滑块能在轮最高点离开传送带飞出，则拉力作用的最短距离需多大?
参考答案：
（1）根据动能定理有
即：，代入数值解得h=1.05m 1分（2）从高点滑回B点过程中，根据机械能守恒定律有
在B点有，
解以上两式得 1分
（3）根据题意，滑块要从b轮最高点C离开传送带飞出，则滑块运动至C点的速度最小为，即
由于传送带的速度v带=rω=6m/s，滑块在B点的速度，要使滑块从C点以飞出，可分析，滑块在传送带上从B到C做匀加速运动。

根据牛顿第二定律，可得加速度
为了使滑块运动到C点时速度大于2m/s，则B点的速度最小为：，代入数据可得
设拉力F作用的最短距离为x，则根据动能定理
代入数据可以求得 6分
18. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。

为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？
参考答案：
1100V，5,20A
解⑴最大电动势为V＝V (3分) 发电机输出电压为＝1100V （1分）
⑵变压器原、副线圈的匝数比为（2分）
⑶由P＝UI得副线圈的总电流为A＝100A （2分）
由得A=20A （2分）。