云南省昆明市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

云南省昆明市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） 一、单项选择题：1.将一小球竖直向上抛出，经4s小球落回抛出点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2， 则小球抛出后上升的最大高度为A. 40mB. 30mC. 20mD. 10m【答案】C【解析】【详解】竖直上抛运动是加速度为g的匀减速直线运动，经过4s回到手中，小球上升和下落的时间均为2s，则小球抛出后上升的最大高度为.A. 40m，与结论不相符，选项A错误；B. 30m，与结论不相符，选项B错误；C. 20m，与结论相符，选项C正确；D. 10m，与结论不相符，选项D错误；2.下列四图中，能正确反映做曲线运动物体的运动轨迹、速度v和所受合外力F关系的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】AD.曲线运动的速度方向应该沿轨迹的切线方向，选项AD错误；BC. 曲线运动的速度方向应该沿轨迹的切线方向，轨迹的凹向应该偏向合力方向，故选项B正确，C错误。3.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻R=r，闭合开关S，待电路稳定后，电容器所带电荷量为A. B. C. CED. 【答案】B【解析】【详解】电路稳定后，电路中的电流；电容器两端电压：；电容器带电量：.A. ，与结论不相符，选项A错误；B. ，与结论相符，选项B正确；C. CE，与结论不相符，选项C错误；D. ，与结论不相符，选项D错误；4.如图所示，一质量为m的物块放置于水平地面上，受到一个与水平方向夹角为的拉力F作用，处于静止状态。己知物块与地面的动摩擦因数为，重力加速度为g，物体所受到摩擦力的大小一定为A. mgB. （mg-Fsin）C. FcosD. Fsin【答案】C【解析】【详解】AB.物体处于静止状态，所受的摩擦力为静摩擦力，则不能根据f=FN求解静摩擦力，选项AB错误；CD.由平衡知识可知：f=Fcos.选项C正确，D错误.5.如图甲所示，一物块从足够长的固定粗糙斜面底端以某一速度冲上斜面。从初始位置起物块动能Ek随位移x的变化关系如图乙所示。已知物块质量为2kg，斜面倾角为37，sin37=0.6，cos37=0.8，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是A. 物块上升的最大高度为5mB. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C. 整个上滑过程物块机械能减少了 100JD. 整个上滑过程物块重力势能增加了 100J【答案】B【解析】【详解】A.由图乙可知，图像与x轴的交点的横坐标为5，则x的最大值为5m，则物块上升的最大高度为5 sin37m=3m，选项A错误；B.由动能定理：，解得=0.5，选项B正确；C. 摩擦力做功减少机械能，整个上滑过程物块机械能减少了 ，选项C错误；D. 整个上滑过程物块重力势能增加了 ，选项D错误。6.如图所示，某空间存在一平行于竖直平面的匀强电场，高度差为h的A、B两点位于同一竖直线上。将一质量为m、电量为+q的小球从A点以v0=的速度水平抛出，段时间后小球通过B点，通过B点时的速度大小为2，已知重力加速度为g，则A. 场强方向竖直向下B. 场强大小为C. 小球在A点的电势能大于在B点的电势能D. 运动过程中，小球与A点的最大水平距离为【答案】D【解析】【详解】A.从A到B，合外力功为，可知从A到B只有重力做功，则所受电场力方向与垂直AB向左，即场强方向水平向左，选项A错误。B.水平方向：；竖直方向：，解得Eq=2mg，即，选项B错误；C.因电场线垂直于AB，可知AB是等势面，即小球在A点的电势能等于在B点的电势能，选项C错误；D. 运动过程中，小球与A点的最大水平距离为，选项D正确.二、多项选择题：7.在一点电荷形成的电场中，以该电荷为球心的同一球面上的各点A. 电势相同B. 电场强度相同C. 同一电荷具有的电势能相同D. 同一电荷所受电场力相同【答案】AC【解析】【详解】A.在点电荷形成的电场中，以该电荷为球心的同一球面上的各点电势相同，选项A正确；B. 在点电荷形成电场中，以该电荷为球心的同一球面上的各点，电场强度大小相同，但方向不同，则场强不同，选项B错误；C. 因各点的电势相同，则同一电荷具有的电势能相同，选项C正确；D. 因各点场强方向不同，则同一电荷所受电场力方向不相同，电场力不同，选项D错误.8.a、b两正弦式交流电的i-t图像如图示，它们的周期分别用Ta、Tb表示，它们分别通 过同一个电阻时，电阻的热功率分别用Pa、Pb表示，下列关系式正确的是A. Ta：Tb=1:2B. Ta：Tb=1:1C. Pa：Pb=1：2D. Pa：Pb=l：4【答案】BD【解析】【详解】AB.由图可知，ab的周期均为Ta= Tb=T，则Ta：Tb =1:1，选项A错误，B正确；CD.由图可知，a的最大值为I，b的最大值为2I，则根据交流电有效值和最大值的关系可知，根据P=I2R可知，Pa：Pb=l：4，选项C错误，D正确.9.木星绕太阳转动的轨道，木星的卫星绕木星转动的轨道，均可视为圆。己知木星绕太阳转动的轨道半径为R1、转动的周期为T1，木星的某一卫星绕木星转动的轨道半径为R2、 转动的周期为T2，万有引力常量为G。下列说法正确的是A. B. 木星的质量为C. 该卫星绕木星转动的线速度大小为D. 木星绕太阳转动的角速度大小为【答案】BC【解析】【详解】A.根据开普勒第三定律，因木星绕太阳转动与卫星绕木星转动的中心天体不同，则，选项A错误；B.木星的某一卫星绕木星转动，则，解得木星的质量，选项B正确；C. 该卫星绕木星转动的线速度大小为，选项C正确。D. 木星绕太阳转动的角速度大小为，选项D错误.10.某同学利用实验室的发电机和变压器给一个电动机M供电，电路如图所示。变压器可视为理想变压器，A1、A2可视为理想交流电流表，V可视为理想交流电压表。当发电机线圈匀速转动时，A1、A2的示数分别为I1、I2， V的示数为U。下列说法正确的是A. 变压器原、副线圈中交变电流的频率相等B. 变压器原、副线圈的匝数比是I1:I2C. 电动机M输出功率UI2D. 变压器原线圈两端的电压是【答案】AD【解析】【详解】A. 变压器不改变交流电的频率，则原、副线圈中交变电流的频率相等，选项A正确；B. 变压器原、副线圈的匝数比等于电流的倒数比，即I1:I2= n2: n1，选项B错误；C. 电动机M输入功率是UI2，输出功率小于UI2，选项C错误；D. 由功率关系可知：I1U1=I2U，则变压器原线圈两端的电压是，选项D正确.11.如图所示，一长度为lm、质量为0.1kg的通电直导线紧靠竖直墙水平放置，导线中通以垂直纸面向外、大小为2A的电流，导线与竖直墙壁的动摩擦因数为0.5，为了让导体棒 处于静止状态，现加一竖直向上的匀强磁场，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则所加匀强磁场的磁感应强度大小可能为A. 2TB. 1.5TC. 0.8TD. 0.5T【答案】AB【解析】【详解】当棒恰能静止时满足：mg=FN；FN=F=B0IL，解得B0=1T，则磁感应强度大小满足B1T.A. 2T，与结论相符，选项A正确；B. 1.5T，与结论相符，选项B正确；C. 0.8T，与结论不相符，选项C错误；D. 0.5T，与结论不相符，选项D错误；12.如图甲所示，一处于竖直平面内的光滑轨道，由水平轨道AB与半径为R的四分之一圆规轨道BC组成，轨道AB和轨道BC在B点处平滑连接。一质量为m的物块（可视为质点）静止在A点，A、B之间的距离为R。现对物块施加一水平外力F使其从静止开始运动，力F随物块的水平方向位移x变化的图像如图乙所示，物块运动到B点后力F保持恒定，到C点时撤去力F，物块继续上升，达到的最高点距C点的距离为。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是A. F0=mgB. 物块从A到C的过程中，其机械能先增大再不变C. 运动过程中物块对轨道的最大压力大小为D. 运动过程中物块对轨道的最大压力大小为4mg【答案】AD【解析】【详解】A.从A点开始到物体上升到最高点过程，由能量关系可知：，解得F0=1.5mg，选项A正确；B. 物块从A到C的过程中，F一直做正功，则物体的机械能一直增加，选项B错误；CD.F和mg的等效合力为，则物体到达此平衡位置时对轨道的压力最大，此位置与圆心连线与竖直方向夹角为=37，则由动能定理： ；由牛顿第二定律：，联立解得：，选项C错误，D正确.三、实验题13.在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图甲所示，重物连着纸带下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条打下的前两个点间距接近2mm的纸带如图乙所示。O为打下的第一个点，A、B、C为从适合位置选取的三个连续打出的点。已知电源频率为 50Hz，重物质量为0.1kg，当地重力加速度g=9.8m/s2。（1）实验中选取打下的前两个点间距接近2mm的纸带的理由是：_；（2）根据图乙纸带上所标示的数据，打下0点到打下B点的过程，重物重力势能的减少量为_J，动能的增加量为_J （计算结果均保留3位有效数字）。【答案】 (1). （1）打第一个点时重物的速度接近于0； (2). （2）0.204J； (3). 0.200J.【解析】【详解】第一空.因打点周期T=0.02s，则纸带开始下落打1、2两点间距为，即选取打下的前两个点间距接近2mm的纸带的理由是：打第一个点时重物的速度接近于0；第二空.打下O点到打下B点的过程，重物重力势能的减少量为.第三空.打B点时的速度：；动能的增加量为.14.要描绘一只标有“6V、3W”字样小灯泡的伏安特性曲线，为确保得到该小灯泡的一条完整伏安特性曲线，除了导线和开关外，实验室还有如下器材可供选择：电流表A1（量程0.6A，内阻约为0.5）电流表A2（量程3A，内阻约为0.2）电压表V （量程3V，内阻rv=3k）滑动变阻器R1（阻值05，额定电流1.5A）滑动变阻器R2（阻值0lk，额定电流0.1A）定值电阻R3=300定值电阻R4=3k直流电源（电动势E=6V，内阻很小）（1）为减小实验误差，电流表应选_（选填“A1或“A2”）；滑动变阻器应选_（选填“R1”或“R2”）；定值电阻应选_（选填“R3”或“R4”）（2）为提高实验精度，请设计电路图，并画在虚线框中（图中标出所选择器材的符号）_；（3）根据设计合理的电路图连接实物进行实验时，当电压表V显示读数为2.50V时，灯泡两端实际电压为_V；（4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U、电流表读数为I，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为_。（用题目中所给字母或符号表示）【答案】 (1). （1）A1； (2). R1； (3). R4 (4). （2）电路图见解析； (5). （3）5.0V (6). （4）【解析】【详解】第一空.灯泡的额定电流为0.5A，故电流表选择A1；第二空.滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1第三空.因电压表的量程只有3V，内阻rV=3K，则可用定值电阻R4与电压表串联使用；第四空.因电流与电压的测量值从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电压表内阻远大于小灯泡的电阻，则用电流表外接，实验应采用如图所示电路图第五空.根据设计合理的电路图连接实物进行实验时，当电压表V显示读数为2.50V时，灯泡两端实际电压为5.0V；第六空.电流表读数为I，则通过灯泡的电流为，则灯泡电阻 .四、计算题：15.如图所示，坐标系xOy的第一、二象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0射入磁场，v0与x轴正向的夹角为30，一段时间后另一个质量为m、带电量为-q的粒子以相同的速度从O点射入磁场，最后两粒子同时从x轴上离开磁场，离开磁场时两粒子相距L。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，求:（1）磁感应强度B的大小；（2）两粒子射入磁场的时间差。【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）正负粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则 ；由粒子运动轨迹结合几何关系可知： ，联立解得：（2）由图可知，正粒子在磁场中转过的圆心角为300，负粒子在磁场中转过的圆心角为60，两粒子运动的周期均为则两粒子射入磁场的时间差 。16.如图所示，“ ”形金属框架固定在水平面内，质量为m的导体棒PQ与框架形成一个边长为L的正方形回路，导体棒PQ电阻为R，其余电阻不计，导体棒PQ与框架之间的动 摩擦因数=0.5。框架平面内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，图中B0、t0已知，0t0时间内导体棒PQ始终保持静止，重力加速度为g。（1）求0t0时间内导体棒PQ消耗的电功率；（2）t0时刻开始对导体棒PQ施加一方向垂直该导体棒的水平恒力F，F=mg，导体棒PQ从静止开始运动，运动距离s后做匀速运动，运动过程中导体棒PQ始终与框架垂直并与框架接触良好，求从t0时刻至导体棒PQ做匀速运动的过程中，导体棒PQ产生的焦耳热。【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）0t0时间内回路中产生感应电动势：；导体棒PQ消耗的电功率（2）当导体棒匀速运动时满足： ，其中F=mg；从t0时刻至导体棒PQ做匀速运动的过程中，导体棒PQ产生的焦耳热：解得：17.如图所示，倾角=37的足够长光滑斜面固定在水平地面上，其上端固定一光滑定滑轮，薄板A通过跨过定滑轮的轻质细绳与物块B相连。初始时薄板A被锁定在斜面； 视为质点的物块C从薄板A的最上端由静止释放。已知薄板A、物块B、物块C的质量分别为mA=2kg、mB=4kg、mC=lkg，薄板A与物块C之间的滑动摩擦因数=0.5，sin37=0.6，cos37=0.8，取重力加速度g= 10m/s2。（1）求物块C释放时的加速度；（2）若t=0时刻释放物块C的同时解除对薄板A的锁定，求t=1s时薄板A、物块B、物块C的速度大小（此时物块C未滑离薄板A）；若t=ls时剪断轻质细绳，最终物块C恰好没有滑离薄板A，求薄板A的长度。【答案】（1）2m/s2（2）4m/s；4m/s；2m/s；6m【解析】【详解】（1）对物块C，由牛顿第二定律：解得带入数据解得aC=2m/s2（2）释放物块C的同时解除对薄板A的锁定，则此时C的加速度仍为沿斜面向下，大小为aC=2m/s2对AB整体：解得a= 4m/s2则t=1s时薄板A、物块B的速度大小：vA=vB=at=4m/s；物块C的速度：vC=aCt=2m/s若t=ls时剪断轻质细绳，此时C向下的位移；A向上的位移：剪断轻质细绳时A的加速度：解得a=8m/s2，方向沿斜面向下当A与C共速时：，解得t=1s v共=4m/s此过程中C向下的位移：A的位移：则木板A的长度为：五、选考题：18.下列说法正确的是A. 液体浸润或不浸润固体是由液体的性质决定的B. 密闭在容器中的理想气体，体积不变，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大C. 外界对密闭容器内的气体做功，气体内能可能减小D. 第二类永动机不能制成的原因与第一类永动机不能制成的原因不同E. 当水面上方水蒸汽达到饱和状态时，水中不会有水分子飞出水面【答案】BCD【解析】【详解】A. 液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的，选项A错误；B. 密闭在容器中的理想气体，体积不变，则气体的数密度不变；温度升高，气体分子运动的平均速率变大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，选项B正确；C. 外界对密闭容器内的气体做功，若气体放热，则气体内能可能减小，选项C正确；D. 第二类永动机不能制成的原因与第一类永动机不能制成的原因不同，第二类永动机不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律；第一类永动机违背能量守恒定律，选项D正确；E. 当水面上方水蒸汽达到饱和状态时，水中飞出水面的水分子和进入水面的分子数达到平衡，选项E错误.19.如图所示，一导热长直玻璃管水平固定在小车上，该玻璃管左端封闭。一质量为m，横截面积为S，厚度可忽略的活塞将一定质量的理想气体封闭在玻璃管内，活 塞可沿玻璃管无摩擦滑动且不漏气。小车处于静止状态时，封闭气柱的长度为l1；当小车水平向右做匀加速直线运动时，气柱的长度为l2。已知大气压强为P0，设环境温度保持不变。求小车运动的加速度的大小。【答案】【解析】【详解】当小车水平向右做匀加速直线运动时，对气体为等温变化：对活塞：联立解得：20.如图甲所示，一轻质弹簧一端固定，另一端与可视为质点的滑块相连，滑块在AA之间做往复运动，不计一切摩擦。OA之间有一B点（未画出）与A点相距14cm。规定水平向右为正方向，从某时刻开始计时，滑块的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是 。A. 在运动过程中，滑块的机械能守恒B. t=0.5s和t=1.5s时，滑块的加速度相同，动能相同C. 在34s内，滑块的速度增大，加速度减小D. 在0.53.5s内，滑块通过的路程为30cmE. 滑块经过A点和B点时的加速度大小之比为5:2【答案】BCE【解析】【详解】A. 在运动过程中，滑块以及弹簧系统的机械能守恒，滑块的机械能不守恒，选项A错误；B. t=0.5s和t=1.5s时，滑块的位移相同，则回复力相同，加速度相同，速度的大小相同，则动能相同，选项B正确；C. 在34s内，滑块的位移减小，则速度增大，加速度减小，选项C正确；D. 在0.51s以及33.5s内，滑块通过的路程均小于，则在0.53.5s内，滑块通过的路程小于3A=30cm，选项D错误；E. 根据，可知滑块经过A点和B点时的加速度大小之比为，选项E正确.21.一个正方体容器的截面ABCD如图所示，容器边长为L，容器中装满某种液体时，点光源P发出的条光线从D点以45的入射角射入液体，恰好照到容器底部中点E。（1）.求该液体的折射率；（2）.若液面下降到容器深度一半的FG位置，求该光线照射到容器底部的位置。【答案】（1） （2）L【解析】【详解】（1）由几何关系可知，折射角的正弦值：折射率：（2）.若液面下降到容器深度一半的FG位置，则光路如图。则折射角仍为r，由相似三角形关系可知，光线照射到容器底部的位置距离E点L.