2020-2021学年河北省保定市安国药城中学高二物理期末试卷带解析

2020-2021学年河北省保定市安国药城中学高二物理期末试卷含解析
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. 图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。

下列哪种情况不能使P点场强方向指向MN的左侧？（ B ）
A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1<Q2
B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|
C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|<Q2
D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|
参考答案：
2. 如图所示，水平方向的匀强电场场强为E，有一带电物体P自O点竖直向上射入，它的初动能EK0=4J，当P上升至最高点M时，其动能EKm=6J，那么当它折回通过与O在同一水平线上的O′时，其动能EK为（ )
A．10J B．12J
C．24J D．28J
参考答案：
D
3. 如图所示，关于磁场方向、运动电荷的速度方向和洛仑兹力方向之间的关系正确的是（）A．B．
C．D．
参考答案：
B
【考点】洛仑兹力．
【分析】运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向的判断，利用左手定则判断；伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．
【解答】解：A、根据左手定则，洛伦兹力应该向上，故A错误；
B、根据左手定则，洛伦兹力向下，故B正确；
C、速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故C错误；
D、速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故D错误；
故选：B
4. 对光的认识，下列说法中正确的是( )
A。

个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性
B．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C。

光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显
参考答案：
ABD
5. 如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（）
A．甲图：点电荷的电场中，与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：等量异种电荷电场中，两电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图：点电荷的电场中，与点电荷成一直线的a、b两点
D．丁图：匀强电场中的a、b两点
参考答案：
B
【考点】电势；电场强度．
【分析】在电场中电场线的切向方向表示电场的方向，电场线的疏密表示电场的强弱，等势面与电场线相互垂直．
【解答】解：A、甲图中两点电场线方向不同，故电场强度的方向不同，故A错误；
B、ab两点方向均向水平向左，且两电荷中垂线为等势面，故电势相等，因两点关于连线对称，故电场强度相等，故B正确；
C、a、b两点电场方向相同，a点电势大于b点电势，两点的场强大小不等，故C错误；
D、a、b两点不在同一等势面上，故电势不相等，故D错误；
故选：B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A 和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：A．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B；
B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1．
E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
本实验中还应测量的物理量是，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是．
参考答案：
B的右端至D板的距离L2；=
【考点】验证动量守恒定律．【分析】本题的关键是列出A、B系统的动量守恒定律表达式，再结合速度与位移的关系即可求解．【解答】解：对A与B组成的系统，由动量守恒定律应有=
再由=，=，其中是B的右端至D板的距离，所以实验还应测量出B的右端至D 板的距离L2
即动量守恒定律的表达式应为=
故答案为：B的右端至D板的距离L2；=
7. 磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针的受力方向为该点的磁场方向.
参考答案：
8. 如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态。

若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则尘埃的运动状态是（填静止、向上运动、向下运动），检流计中的电流方向。

参考答案：
静止，a→b
9. 如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。

两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球。

K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。

可知，线圈中磁场B
的变化情况是正在
(填写“增强”或“减弱”)；磁通量的变化率。

参考答案：
10. （5分）如图所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。

现给中间的小球B一个水平初速度v0，方向与绳垂直。

小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长，当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度为，运动过程中小球A的动能最大时两根绳的夹角θ为。

参考答案：
，90︒
11. 如图所示，质量为m的木箱在推力F的作用下在水平面上运动，F与水平方向的夹角为θ，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，则水平面给木箱的支持力大小为，木箱受到的摩擦力大小为．
参考答案：
mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．
【考点】牛顿第二定律．
【分析】对物块进行受力分析，物块受重力、支持力、摩擦力及F；正交分解列方程式即可．
【解答】解：对物块进行受力分析，如图
有竖直方向合力为0，即F N=mg+Fsinθ；
又有f=μF N=μ（mg+Fsinθ）；
故答案为：mg+Fsinθ；μ（mg+Fsinθ）．
12. 从太阳和其他天体上，时刻有大量的高能带电粒子放出形成“宇宙线”，“宇宙线”到达地球附近时，会受到地磁场对它的力的作用，迫使这些运动电荷改变运动方向，到达地球
的附近，有时会在那里形成美丽的极光。

参考答案：
洛伦兹，两极（南极或北极）
13.
一个物体以某一初速度v0开始作匀减速直线运动直到停止，其总位移为9m，总时间为3s。

当它的位移为6m时，所用时间为_________s，所用时间为2秒时，它的位移为X＝_______
参考答案：
1.23 8
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在杨氏双缝干涉实验中，如果
A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
参考答案：
BD
15. 在做“利用单摆测重力加速度”实验中，某同学先测得摆线长为89.2cm，摆球直径2.06cm，然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图中秒表所示，则：
⑴该单摆的摆长为 cm，秒表所示读数为 s。

⑵为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长l，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标Ｔ２为纵坐标，将所得数据连成直线如图7所示，则测得的重力加速度
g= 。

（3）现提供秒表、较长的细线、小铁球等器材，要求测出一棵大树树干的直径d。

请你设计一个能实际操作的实验，简要写出实验方案，并写出测得直径的表达式（要注明式子中所用符号的含义）。

参考答案：
.⑴、 90.23 cm， 57.0 s。

⑵、g= 9.86 m/s2。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图，导热性能极好的气缸，高为L=l.0m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为
S=100cm2、质量为m=20kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内．当外界温度为
t=27℃、大气压为P0=l.0×l05Pa时，气柱高度为l=0.80m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取
g=10m/s2，求：
①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端．在顶端处，竖直拉力F有多大？
②如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升，当活塞上升到气缸顶端时，环境温度为多少摄氏度？参考答案：
①F=240N ②t=102°C
①．设起始状态气缸内气体压强为p1，当活塞缓慢拉至气缸顶端，设气缸内气体压强为p2由玻意耳定律得：p1lS=p2LS
在起始状态对活塞由受力平衡得：p1S=mg+p0S
在气缸顶端对活塞由受力平衡得：F+p2S=mg+p0S
联立并代入数据得：F=240N
②如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，气体是等压变化，由盖吕萨克定律可求解由盖﹣
吕萨克定律得：
代入数据解得：t=102°C
17. （8分）如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为，导轨平面与水平面之间的动摩擦因数为。

金属杆由静止开始下滑，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度B的大小。

参考答案：
金属杆先加速后匀速运动，设匀速运动的速度为v，此时有最大功率，金属杆的电动势为：E=BLv（1分）
回路电流I=（1分）
安培力F=BIL（1分）
金属杆受力平衡，则有：（2分）
重力的最大功率（1分）
解得：（2分）
18. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的拉力F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好保持静止，取g=10m/s2.
（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的拉力F多大？
（3）拉力F做功的功率P是多少？
参考答案：
解：（1）（3分）对cd棒受力分析可得：
BIl=mgsin30°①（1分）
代入数据，得：I=1A ②（1分）
根据右手定则判断，通过cd棒的电流I方向由d到c。

③（1分）
（2）（4分）对ab棒受力分析可得：
F=BIl+mgsin30°④（2分）
代入数据，得：F=0.2N ⑤（2分）
（3）（5分）根据：
⑥（2分）
P=Fv ⑦（1分）得：P=0.4W。