浙江省嘉兴市2020-2021学年高二下学期物理期末检测试卷

试卷更新日期：2021-07-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列单位是由国际单位制基本单位组成的是（　　）

A、加速度的单位m/s² B、电阻率的单位Ω•m C、电场强度的单位V/m D、冲量的单位N•s

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2. 共和国勋章获得者于敏先生是一位伟大的核物理学家，在中国氢弹原理突破中解决了一系列基础问题和理论问题。下列有关说法正确的是（　　）

A、裂变比聚变产能效率高 B、核电站、氢弹都是利用了核聚变反应 C、氢弹的研制成功说明热核反应已经可控 D、氘核与氚核结合为氦核的聚变方程是 $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} He +_{0}^{1} n$

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3. 如图所示，在直线行驶的汽车中（车窗关闭、未开空调），用轻绳拴住的氢气球和挂在中央后视镜上的车挂件都偏离了竖直方向。则（　　）

A、汽车速度越大，氢气球的惯性越大 B、由氢气球的状态表明汽车在做减速运动 C、空气对氢气球有斜向右上方的作用力 D、空气对氢气球的作用力大于氢气球对空气的作用力

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4. 下列说法正确的是（　　）

A、原子核的结合能越大，原子核就越稳定 B、电子束穿过铝箱后的行射图样说明电子具有波动性的 C、氡的半衰期是3.8天，100个氡原子经过3.8天后还剩50个 D、卢瑟福 $α$ 粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中

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5. 如图，真空冶炼炉、扼流圈、动圈式扬声器和磁电式电流表都有导线绕制的线圈，关于这四种器件的说法正确的是（　　）

A、真空冶炼炉线圈中应通高压低频交流电 B、电流越大，扼流圈对电流的阻碍作用越明显 C、除了磁电式电流表外，其余三种器件的工作原理都是电磁感应 D、动圈式扬声器和磁电式电流表都是利用通电线圈受安培力进行工作

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6. 如图甲是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结光旺构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图乙所示，则（　　）

A、翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象 B、翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象 C、光经翅脊反射后的频率变大 D、光在翅脊中的波长大于在空气中波长

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7. 如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线框abcd在同一平面内，线框的ab边与直导线平行。现用外力使线框向直导线靠近且始终保持ab边与直导线平行，在线框靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、线框内感应电流方向是a→d→c→b→a的方向 B、线框对直导线有向左的作用力 C、ad边和bc边不受安培力 D、线框abcd内的磁场方向垂直线框平面向外

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8. 科技发展正不断改变着我们的生活。如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感。如图乙所示，当放上手机时，会排出手机背面和纳米材料之间的大部分空气，使手机被牢牢的压在支架上。若手机所受重力为G，手机平面与水平面的夹角为 $θ$ ，则支架对手机的（　　）

A、作用力方向斜向左上方 B、支持力大小为 $G \cos θ$ C、支持力不可能大于G D、作用力大小为 $G \tan θ$

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9. 小李乘坐16节车厢编组的高铁旅行。他位于某节车厢尾部且恰好进入隧道时，立即以正常速度向此车厢前部行走。他经过15s到达车厢头部时恰好出隧道。行走过程中看到车厢内显示屏上的示数为216km/h，则该列车通过隧道的时间最接近于（　　）

A、10s B、15s C、21s D、30s

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10. “嫦娥五号”月表土壤采样完成后，质量为m₁=500kg的上升器携带土壤样品，在月面升空，开启返程之旅。在预设交会对接处，质量为m₂=2500kg的轨道器与返回器组合体（简称“轨返体”）以v₂=1611.2m/s的速度追上并俘获速度为v₁=1607.1m/s的上升器，成功完成交会对接，并以共同速度飞行一小段时间。假设整个交会对接过程在一直线上完成。已知月球半径约为地球的 $\frac{3}{11}$ ，月球表面重力加速度约为地球的 $\frac{1}{6}$ ，则（　　）

A、整个交会对接过程机械能守恒 B、对接后的共同速度为1609.15 m/s C、上升器要绕月球做圆周运动至少需要约为7.9 km/s的发射速度 D、交会对接过程，外力对上升器的冲量约为1700 $N \cdot s$

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11. 带正电的粒子在外力作用下沿虚线做匀速圆周运动，圆心为O，a、b、c、d是圆上的4个等分点。电流大小为I的长直导线垂直圆平面放置，电流方向如图所示，导线位于a、O连线的中点。则（　　）

A、a、O两点的磁感应强度相同 B、运动过程中，粒子所受合力不变 C、粒子从a运动到c，洛伦兹力先变大后变小 D、粒子从a出发运动一周，洛伦兹力先做正功再做负功，总功为零

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12. 用如图甲所示的圆弧—斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R=0.25 m的四分之一圆弧形轨道不同位置无初速释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F。已知斜面与水平地面之间的夹角 $θ = 45 °$ ，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图乙所示的 $F - x$ 图像，则由图可求得小球质量为（　　）

A、0.25 kg B、0.5 kg C、0.75 kg D、1kg

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13. 如图所示，质量为m，电荷量为+q的带电小球A用长为L的绝缘细线悬挂于O点。电荷量为 $- q$ 的带电小球B固定于O点正下方绝缘柱上，O点与小球B的间距为1.6L。小球A从细线与竖直方向夹角为 $θ = 37 °$ 处由静止释放，经过O点正下方时细线拉力为 $\frac{13 m g}{4}$ 。已知 $\frac{k q^{2}}{L^{2}} = \frac{9 m g}{20}$ ，静电力常量为k，两小球均能看成点电荷， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。则（　　）

A、小球A在刚释放瞬间细线拉力大小为0.8mg B、小球A在摆动中，由重力、拉力和静电力的合力提供回复力 C、小球A经过最低点时的加速度大小为g D、小球A从释放到运动至最低点，电势能增加0.3mgL

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二、多选题

14. 有两列简谐横波的振幅都是10cm，传播速度大小相同。O点是实线波的波源，实线波沿x轴正方向传播，波的频率为5Hz；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻实线波刚好传到x=12m处质点，虚线波刚好传到x=0处质点，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A、实线波的传播速度大小为20 m/s B、虚线波比实线波更容易发生明显衍射现象 C、平衡位置为x=6m处的质点始终处于振动加强区，振幅为20cm D、从图示时刻起再经过0.45s，x=6m处的质点在y=10cm处

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15. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接交流电源和理想交流电压表、理想交流电流表，副线圈通过电阻为R的导线与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压表示数保持不变，副线圈上的电压按如图乙所示规律变化。当闭合开关S接通抽油烟机时，下列说法正确的是（　　）

A、热水器两端电压的瞬时值表达式为 $u = 220 \sqrt{2} \sin (100 π t) V$ B、电压表示数为440V C、热水器两端电压减小 D、变压器的输入功率减小

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16. 在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的 $U_{c} - ν$ 图像，其中U_c为反向e遏止电压， $ν$ 为入射光频率，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（　　）

A、甲、乙图线的斜率相同，斜率大小表示普朗克常量h B、两次实验相比，甲实验中金属的逸出功较大 C、用同一入射光做实验（均发生光电效应），甲实验中的光电子最大初动能较大 D、若将甲、乙实验中领率为截止频率的光，分别通过同一双缝干涉装置，甲的干涉条纹间距大

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三、实验题

17. 利用如图甲所示装置，可以完成实验一“探究小车速度随时间变化规律”实验二“探究加速度与力、质量的关系”，实验三“探究功与速度变化的关系”。

(1)、三个实验中___________

A、都必须平衡摩擦力 B、都必须使细线平行轨道 C、都必须使用学生电源 D、小车质量都必须远远大于重物质量

(2)、图乙中（a）（b）（c）分别为三个实验中所作的图像，下列说法正确的是___________

A、图（a）中图像没有过原点，所以实验数据错误 B、图（b）中图像没有过原点可能是因为没有平衡摩擦力 C、图（c）说明做功与速度的平方成正比

(3)、如图丙所示是实验二中打出的一条纸带的一部分，C、D、E是纸带上连续的三个计数点（相邻记数点间还有四个计时点），已知电源频率是50Hz，则计数点D对应的小车速度大小为m/s。（结果保留两位有效数字）

(4)、在实验三中，要得到功的具体数值来探究功与速度变化的关系，需要直接测量的物理量有___________

A、小车的质量 B、小桶和重物的总质量 C、纸带上记数点的位移 D、小车运动的时间

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18. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小张同学利用如图甲所示可拆式变压器进行研究。

①正确选择器材后，将图中变压器的原线圈接线0、8接线柱与直流电压8.0V相连（如图乙），副线圈接线0、4接线柱接电表，则所接电表的示数是

A.16.0V B.8.0V C.4.0V D.0

②小张同学利用多用电表“ $\times 10$ ”倍率的电阻档测量副线圈的电阻，如图丙所示，读数为Ω

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19. 实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；

电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；

定值电阻R₁（阻值2Ω）；

定值电阻R₂（阻值5Ω）；

开关一个，导线若干。

①小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据作出U-I图像，如图乙所示。结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是。

A．电压表分流 B．干电池内阻较小

C．滑动变阻器最大阻值较小 D．电流表内阻较小

②针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量，根据实验数据做出U—I图像，如图丙所示。根据图像可知，所选的定值电阻为（填“R₁”或“R₂”），干电池内阻r=Ω。（保留两位有效数字）

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四、解答题

20. 疫情期间，为了避免人员的直接接触，常用无人机运送物品。如图所示，无人机携带质量m=1kg的医药箱从地面由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，经过t₁=2s后开始做匀速直线运动，匀速上升h₀=20m，然后再经匀减速t₂=4s后到达用户阳台，此时无人机恰好悬停，医药箱离地高度h=32m。若在匀加速阶段无人机对医药箱的作用力大小为F=15N，整个运动过程中医药箱可看成质点，且所受空气阻力恒定。求

(1)、医药箱运动过程中的最大速度；

(2)、匀加速阶段医药箱的加速度的大小和位移大小；

(3)、匀减速阶段无人机对医药箱的作用力大小。

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21. 如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段为倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙倾斜轨道，BC段水平光滑，CD段是半径为 $r = 0.1 m$ 的光滑半圆，各段轨道均平滑连接。AB段轨道所在区域有场强大小为 $E_{0} = \frac{4 m g}{5 q}$ 、方向垂直于倾斜轨道向下的匀强电场， $B B'$ 是电场边界（垂直于倾斜轨道）。一个质量为m，电荷量为q的带正电小物块（视为点电荷）在倾斜轨道上的A点由静止释放。已知A、B之间的距离为L=1m，倾斜轨道与小物块之间的动摩擦因数为 $μ = 0.25$ ，设小物块电荷量保持不变， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。

(1)、求小物块运动至B点的速度大小；

(2)、若匀强电场的电场强度E大小可以变化，为使小物块通过圆轨道最高点，求E的最大值（结果用E₀表示）；

(3)、若小物块刚好通过圆轨道最高点，离开D点后又恰好没有进入电场直接落在BC面上，求BC的长度。

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22. 如图甲所示，两光滑平行轨道置于水平面内，轨距为 $L_{1} = 1 m$ ，其中AB、 $A^{'} B^{'}$ 段轨道是绝缘材料，其余轨道都是金属材料。虚线右侧有大小为B=0.5T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。金属棒a、b垂直导轨静止放置，电阻 $R_{a} = R_{b} = 1Ω$ ，质量 $m_{a} = m_{b} = 0.1 kg$ 。导轨间通过单刀双掷开关S连接电动势为E=1.5V的电源和电容为C=0.2F的电容器，先将开关S接通“1”，待电路稳定后再接通“2”。已知金属棒a在到达 $A A^{'}$ 前已达到最大速度，轨道足够长且两金属棒运动过程中始终不碰撞。不计金属导轨电阻。求

(1)、金属棒a在到达 $A A^{'}$ 前的最大速度v_m；

(2)、整个过程中金属棒b产生的焦耳热Q_b；

(3)、若将AB、 $A^{'} B^{'}$ 段右侧轨道改为如图乙所示，金属棒b静止置于轨距为L₂= 0.5m的窄轨道上，其余条件不变。金属棒a始终在宽轨道上运动，金属棒b始终不脱离轨道，求金属棒a、b的最终速度大小。

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23. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B。磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N，MN=L，磁场方向平行薄板。在电压可调的平行金属板负极板附近，质量为m，电荷量为 $- q$ 的粒子由静止加速后从磁场左边界的P点水平射入磁场，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。P点到板的距离为 $\frac{L}{4}$ ，粒子重力不计，电荷量保持不变。（ $\sin 53 ° = 0.8$ ， $\cos 53 ° = 0.6$ ， $\sqrt{3} \approx 1.732$ ）

(1)、若粒子未与板碰撞，直接从磁场左边界射出，求电压U的范围；

(2)、若粒子垂直磁场右边界射出，求粒子在磁场中运动的最短时间t；

(3)、若粒子从磁场右边界射出，求电压U的范围和粒子最多与板碰撞的次数。

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