陕西省西安市职业高级中学2020-2021学年高二物理下学期期末试题含解析

陕西省西安市职业高级中学2020-2021学年高二物理下学期期末试题含解析
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. 一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3Ω，则此电阻丝原来的阻值为
A．9Ω B．8Ω C．27Ω D．3Ω
参考答案：
C
2. 两个相同的金属小球所带电荷量不等，小球相距一定距离时，有相互作用的库仑力，如果将它们相互接触一下，再放回原来的位置，则两球之间的库仑力的变化情况是
A．如果相互接触前的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力仍是引力
B．如果相互接触前的库仑力是引力，则相互接触后的库仑力是斥力
C．如果相互接触前的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力一定减小
D．如果相互接触前的库仑力是斥力，则相互接触后的库仑力一定增大
参考答案：
BD
3. 以下说法正确的是：
A．作简谐运动的质点通过平衡位置时具有最大的势能
B．单摆的回复力是摆球重力沿圆弧切线的分力
C．机械振动是非匀变速直线运动
D．弹簧振子做等幅振动，当振子各次经过同一位置时，速度不一定相同
参考答案：
BD 4. 灯绳将电灯悬挂在天花板下，下述两个力中是作用力和反作用力的是（）
A．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力 B．悬绳拉天花板的力和电灯的重力
C．悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力 D．电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
参考答案：
D
5. (单选)如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。

为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为（）
A．，水平向右B．，垂直于回路平面向上
C．，竖直向下D．，垂直于回路平面向下
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在一本科幻小说里描述了这样的场景：主人公开着一辆小轿车，不断加速运动，最后离开地球表面成为绕地球运动的一颗“卫星”（如图）。

若地球的半径约为6400km，则小轿车离开地面成为“卫星”时的速度约为__________。

（g取10）
参考答案：
8×103
7. 一滴露水的体积大约是5.4×10-8cm3，里面含有______ __个水分子？如果一只极小的昆虫喝水，每1min喝进6.0×107个水分子，它需要_____ ____min才能喝完这滴水。

（结果保留两位有效数字，NA=6.0×1023mol-1）
参考答案：
1.8×1015个, 3. 0×107min
8. （3分）把电容器的一个极板与电池的正极相连，另一个极板与电池的负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异号电荷，这个过程叫电容器的_________________________。

参考答案：
充电
9. （4分）一带电量为＋Q、质量为m的小球从倾角为的斜面上由静止下滑，斜面处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，则小球在斜面上滑行的最大速度是。

参考答案：
10. 如图所示，一个边长为L的正方形金属框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界磁场边缘，金属框上半部分处于磁场内，磁场随时间均匀变化，满足B=kt关系。

已知细线能承受最大拉力T=2mg，从t=0开始计时，经t=________细线会被拉断.
参考答案：
t=2mgR/k2L3 11. 一根长0.2m的直导线，垂直于匀强磁场的磁场方向放置，通以3A的电流时受到的安培力是6×10-2N，磁感应强度B= ；当导线的长度减为原来的一半时，磁感应强度
B= 。

参考答案：
0.1T 0
12. 如图示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆动到某处就能停在该处；另有一小钢球。

现利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。

1）还需要的器材是______、______.
2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，进而转化为对____和___的直接测量。

参考答案：
13. （5分）2005年7月26日，美国“发现号”航天飞机从肯尼迪航天中心发射升空，飞行中一只飞鸟撞上了航天飞机的外挂油箱，幸好当时速度不大，航天飞机有惊无险．假设某航天器的总质量为10t，以8km/s的速度高速运行时迎面撞上一只速度为10m/s、质量为5kg的大鸟，碰撞时间为1.0×10—5s，则撞击过程中的平均作用力约为。

参考答案：
4×l09N
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角为θ=30°，重力加速度为g，静电力常量为k.求：(1) 带电小球A在B处产生的电场强度大小；(2) 细绳的长度L.
参考答案：
（1）（2）
（1）对B球，由平衡条件有：mgtan θ=qE
带电小球在B处产生的电场强度大小：
（2）由库仑定律有：
其中：r=2Lsin θ=L
解得：
【点睛】本题关键是对物体受力分析，然后结合共点力平衡条件、库仑定律和电场强度的定义列式求解．
15. 分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：
解：（1）如果分子间距离约为10﹣10 m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．
（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．
（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．
答案如上．
【考点】分子势能；分子间的相互作用力．
【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合. 在力F作用下由静止开始向左运动，5.0s末时从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω，求：
（1）t=5.0s时金属线框的速度；
（2）t=4.0s时金属线框受到的拉力F的大小；
（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么金属线框从磁场拉出的过程中，线框中产生的焦耳热是多少.参考答案：
解析：(1)由图可知t=5s时线框中电流为0.5A, (1分)
此时线框产生的感应电动势E=BLv (1分)
此时线框产生的感应电流(1分)
带入数据解得:v=1m/s (1分)
(2)由图可知电流I与时间成正比，
又所以导线框做匀加速运动(1分)
加速度带入数据得a=0.2m/s2 (2分)
t=4s时，I=0.4A，由牛顿定律得带入数据解得F=0.9N (2分)
(3)由动能定理得：
(2分) Q=1.67J (1分)
17. 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变. 在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半. 求甲乙两车各自在这两段时间间
隔内走过的总路程之比.
参考答案：18. 某同学利用DIS实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的P-t 图像．已知在状态B时气体的体积为VB=3L，问：
① 气体由A→B，B→C各作什么变化？
② 气体在状态C的体积是多少？
参考答案：
① A→B作等容变化（1分）
B→C作等温变化（1分）
② PB= 1.0atm，VB=3L，PC=1.5atm；
根据玻意耳定律，有pBVB=pCVC （2分）
得VC=2L。