2020-2021学年山东省潍坊市实验学校高二物理上学期期末试卷带解析

2020-2021学年山东省潍坊市实验学校高二物理上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. (多选)在设计水平面内的火车轨道的转变处时，要设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡（如图所示）。

内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶速度大小。

若某转弯处设计为当火车以速率v通过时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零。

车轮与铁轨间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是（）A．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受重力与铁轨对其支持力的合力提供向心力
B．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受各力的合力沿水平方向
C．当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力
D．当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力
参考答案：
ABC
2. （多选）如图所示，在点电荷形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上。

甲乙两个带电粒子（不计重力）的运动轨迹分别为acb和adb，两个粒子经过a点时具有相同的动能。

由此可判断（）
A、甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能
B、甲、乙粒子带异号电荷
C、若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能
D、两粒子经过b点时具有相同的动能
参考答案：BCD
3. （单选）利用变压器不可能做到的是（）
A．增大电流B．升高电压C．增大功率D．减小电压
参考答案：
C
4. 3N和4N两个力的合力的最小值是
A. 0
B. 1N
C. 5N
D. 7N
参考答案：
B
5. 一个单摆在山脚下经t0的时间内振动了N次，将此单摆移至山顶后发现在t0的时间内振动了N－1次，若山脚距地心的距离为R0，则此山的高度为
A．R0 / N B．R0 /（N－1）
C．R0 /（N +1） D．（N－1）R0 /（N +1）
参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示，为一个多用表的刻度盘，当多用表选择开关置于“0.6A”档位时，指针如图中
①位置所示，测出的电流强度为A；当选择开关置于“3V”档位时，指针如图中②位置所示，测出的电压为 V.
参考答案：
7. 用如图所示的LC电路，可以产生电磁振荡。

设其中所用电容器的电容为C、线圈的自感系数为L，则该电路辐射电磁波的频率为______________。

参考答案：
8. 引力常量的测量
（1）英国科学家___________通过右图所示的扭秤实验测得了引力常量G。

（2）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（A）减小石英丝的直径（B）增大T型架横梁的长度
（C）利用平面镜对光线的反射（D）增大刻度尺与平面镜的距离
参考答案：
9. 如图，R1=2，小明在实验中记录三只电表的读数时，不慎漏记了单位，记下了一组数据是1.5、2.5和3，请你帮助它确定电源电压是_____V，R2的电阻是_____。

参考答案：
3 3
10. 两相同的磁铁分别固定在两相同的小车上，水平面光滑，开始两车相向运动，va＝3 m／s，vb＝2 m／s，设相互作用时两车不会相碰，则当b车速度为零时，va＝____________，方向__________；当两车相距最近时，vb＝_________，方向____________。

参考答案：
11. 如图所示电路中ab是一段长10 cm，电阻为100Ω的均匀电阻丝．
两只定值电阻的阻值分别为R1=30Ω和R2=70Ω．当滑动触头P从a端缓慢向b端移动的全过程中灯泡始终发光．则当移动距离为____cm时灯泡最亮，移动距离为_____cm时灯泡最暗
参考答案：
0，7
12. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升飞机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示．忽略a到转轴中心线的距离，则a点电
势b点电势（填大于、等于或小于），每个叶片产生的感应电动势E=．
参考答案：
小于；πfL2B．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．
【分析】转动切割产生的感应电动势根据E=BLv求感应电动势大小，由右手定则判断感应电动势的方向，然后判断a、b两点电势的高低．
【解答】解：每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势低于b点电势．
叶片端点的线速度：v=ωL=2πfL，
叶片的感应电动势电动势：E=BLv=E=BL×2πLf=πfL 2B ． 故答案为：小于；πfL 2B ．
13. 将一个电量为1×10－6 C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场
力做功2×10－6 J 。

从C 点移到D 点，电场力做功7×10－6 J 。

若已 知B 点电势比C 点高3V ，则
= V
= V 。

参考答案：
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图所示电路，是用伏安法测电阻和伏安法测电源电动势、内阻的一个组合电路．
（1）开始试验时，滑动变阻器触头应处在______端(填左、右)
（2）图线1是由电压表 ________(填V1、V2)和电流表A 所描绘出的图线；图线2是由电压表________(填V1、V2)和电流表A 所描绘出的图线．
（3）电源的电动势E ＝____V ；电源内阻r ＝____Ω；定值电阻R0＝______Ω. （4）两图线的交点说明( ) A ．滑动变阻器触头处于滑动变阻器的最右端 B ．电源内阻消耗的功率为0.25 W C ．电源的输出功率最小
D ．电源的效率最大
参考答案：
(1)右 (2)V2；V1 (3)1.5 V ；1 Ω；2 Ω
(4)B(
15. 为了测定干电池的电动势和内电阻，现有下列器材：a ．1．5V 干电池两节；b ．电压表（0V ～3V ）；c ．电压表（0V ～15V ）；d ．电流表（0A ～0．6A ）；e.电流表（0A ～3．0A ）f. 滑动变阻器（0Ω～20Ω）；g ．电键、导线等。

（1）实验中电压表应选 ；电流表应选 ； （2）在图8的方框中画出实验电路图.
（3）实验中，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2。

则可以求出E= ， r= 。

(用I1，I2，U1，U2及R 表示)
参考答案： （1）b d
（2）
（3）（U1-U2）(I1+I2)/(I2-I1) (U1-U2)/(I2-I1)
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸内，如图所示水平放置．活塞的质量m=20kg，横截面积S=100cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸壁水平放置，活塞与气缸底的距离
L1=12cm，离气缸口的距离L2=3cm．外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对气缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，已知
g=10m/s2，求：
（1）此时气体的温度为多少？
（2）在对气缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370J的热量，则气体增加的内能△U多大？
参考答案：
解：（1）当气缸水平放置时，p0=1.0×105 Pa，V0=L1S=12S，T0=273+27=300K，
当气缸口朝上，活塞到达气缸口时，活塞的受力分析图如图所示，
由平衡条件得：p1S=p0S+mg，
解得：p1=p0+=1.2×105Pa，
此时气体的体积：V1=（L1+L2）S=15S，由理想气体状态方程得：=，
即：=，
解得：T1=450K；
（2）当气缸口向上，未加热稳定时，由玻意耳定律得：
p0L1S=p1LS，
即：1.0×105×12=1.2×105×L，
解得：L=10cm，
加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为：
W=﹣p0（L1+L2﹣L）S﹣mg（L1+L2﹣L）=﹣60J
根据热力学第一定律可知：△U=W+Q=370﹣60=310J；
答：（1）此时气体的温度为450K；
（2）在对气缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370J的热量，则气体增加的内能△U为310J．
【考点】理想气体的状态方程．
【分析】（1）根据题意求出气缸内气体的状态参量，然后应用理想气体状态方程可以求出气体的温度．
（2）根据题意求出气体对外做的功，然后应用热力学第一定律求出气体内能的增量．
17. 如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距L=1m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6Ω，R2＝3Ω, ab导体的电阻为2Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T.现ab杆在拉力F作用下以恒定速度v＝3m/s匀速向右移动，求：
(1)a、b两点间的电势差是多少？
(2)拉ab杆的水平向右的外力F为多大？
参考答案：
1)E＝Blv＝1×1×3V＝3V
总电流I＝E/R总＝3/4A＝0.75A
电势差Uab＝U外=IR外＝0.75×2V＝1.5V
(2)拉ab杆的水平向右的外力F＝F安＝BIl＝1×0.75×1＝0.75(N)
18. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L=0.5m．导轨平面与水平面间的夹角
θ=37°．NQ⊥MN，NQ间连接有一个R=3Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为
B0=1T．将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r=2Ω，其余部分电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ为s=2m．试解答以下问题：
（1）金属棒达到稳定时的速度是多大？
（2）从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t =0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t=1s时磁感应强度应为多大？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
参考答案：。