【物理】广西北海市2019-2020学年高二下学期期末考试教学质量检测试题（解析版）

【物理】广西北海市2019-2020学年高二下学期期末考试教学质量检测试题（解析版）

北海市2020年春季学期高二年级期末教学质量检测 物理试题 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1. 新冠肺炎疫情期间人们习惯于通过手机看视频、直播等。水平桌面上，如图所示为常见的一款手机支架，则手机放在支架上时（　　）‎ A. 支架对桌面的压力等于手机的重力 B. 手机一定受到摩擦力的作用 C. 支架对手机的作用力方向竖直向上 D. 手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力 ‎【答案】C ‎【解析】A．由平衡条件可知，支架对桌面的压力等于支架和手机的总重力，所以支架对桌面的压力大于手机的重力，选项A错误；‎ B．由图可知，若没有摩擦力，支架对手机的支持力与重力也可以平衡，选项B错误；‎ C．由平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力等大反向，所以支架对手机的作用力方向竖直向上，选项C正确；‎ D．手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对作用力与反作用力，不是一对平衡力，选项D错误。故选C。‎ ‎2. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为‎0.8m，面团离锅上沿最近的水平距离为‎0.4m，锅的直径为‎0.4m。若削出的面片落入锅中，则面片的水平初速度不可能是（g=‎10m/s2）（　　）‎ A. ‎‎0.8‎m/s B. ‎1.2m/s C. ‎1.5m/s D. ‎1.8m/s ‎【答案】A ‎【解析】削出的面片在空中做平抛运动，根据平抛运动的规律； 水平方向有 x=v0t 竖直方向有 得 由题得水平距离的范围为：0.4 m≤x≤0.8 m 联立可得 ‎1 m/s≤v0≤2 m/s 面片的水平初速度不可能是‎0.8m/s。故选A。‎ ‎3. ‎2019年9月20日消息,科学家首次测量反物质氢原子光谱并测量了反原子的跃迁．如图为氢原子能级图,氢原子从第三激发态（n=4）向低能级跃迁所发出的光子照射到逸出功W0=‎ ‎2.13eV的铷金属表面,逸出的不同频率的光电子中所具有的最大初动能的最小值为（　　）‎ A. 0.24‎eV B. 0.42eV C. 1.47eV D. 8.07eV ‎【答案】B ‎【解析】从n=4向n=3跃迁辐射光子的能量为 所以从n=4向n=3跃迁辐射的光子照射到铷金属表面，不能发生光电效应；‎ 从n=4向n=2跃迁辐射光子的能量为 所以从n=4向n=2跃迁辐射的光子照射到逸出功W0=2.13eV的铷金属表面，逸出的光电子的最大初动能为 从n=4向n=1跃迁辐射的光子的能量为 则逸出的光电子的最大初动能大于0.42eV；‎ 从n=3向n=2跃迁辐射的光子的能量为 不能发生光电效应；‎ 从n=3向n=1跃迁辐射的光子的能量为 则逸出的光电子的最大初动能大于0.42eV；‎ 从n=2向n=1跃迁辐射的光子的能量为 则逸出的光电子的最大初动能大于0.42eV；‎ 故逸出的光电子的最大初动能的最小值为0.42eV。故选B。‎ ‎4. 如图所示，M、N两点分别放置两个等量同种正电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（　　）‎ A. 场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B. 场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C. 场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 D. 场强最小的点是C点，电势最高的点是A点 ‎【答案】A ‎【解析】根据等量同种电荷电场线分布特点可知，等量同种电荷连线中点处的场强为0，所以A点的电场强度最小；A点左右两侧的电场方向指向A，所以B点的电势高于A点的电势；A点上下两侧的电场方向指向两侧，所以A点的电势高于C点的电势，可知B 点的电势最高，故A正确，BCD错误；故选A。‎ ‎5. 如图甲所示，实线是一个电阻为R、边长为‎2a的正方形金属线圈，内切于正方形线圈的圆形虚线范围内存在一方向垂直于线圈平面的匀强磁场。已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示，t=0时刻磁场方向垂直于纸面向里，则下列说法正确的是（　　）‎ A. t=0时刻，穿过线圈的磁通量为－B‎0a2‎ B. 在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为πB‎0a2‎ C. 在0~2t0时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为 D. 在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向先为顺时针方向后为逆时针方向 ‎【答案】C ‎【解析】A．时刻，磁感应强度为，穿过线圈的磁通量为，选项A错误；‎ B．在时间内，线圈磁通量由垂直纸面向里变为垂直纸面向外，变化量为，选项B错误；‎ C．在时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流为 通过线圈导线横截面的电荷量 选项C正确；‎ D．根据楞次定律和安培定则，在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向始终为顺时针方向，选项D错误。故选C。‎ ‎6. 小磁针在地磁场的作用下处于水平静止状态，而在其上方水平放置一直导线，使导线与小磁针平行，当该导线中通有电流时，小磁针就会在电流产生的磁场的作用下发生偏转，如图所示。假设当通过该导线的电流为I 时，发现小磁针的指向相对于未通电时偏转了30°。已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，即。当发现小磁针偏转了45°时，通过该直导线的电流为（　　）‎ A. 3I B. 2I C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据题意可以知道，当通过该导线的电流为I时，发现小磁针偏转了，因为导线的磁场与地磁场的共同作用，设地磁场的磁感应强度为B，即有 所以当小磁针偏转了时，则有 联立解得 又因为直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，所以 所以 故选C。‎ ‎7. 部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练。如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N，若士兵拖着轮胎以‎6m/s的速度匀速直线前进3s，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取‎10m/s2）（　　）‎ A. 3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440J B. 3s内，轮胎克服地面摩擦力做功－1440J C. 3s内，轮胎所受合力做功为1800J D. 3s末，绳子拉力功率为480W ‎【答案】AD ‎【解析】A．3s内轮胎的位移为 ‎3s内，绳子拉力对轮胎做功为 故A正确；‎ B．3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为 故B错误；‎ C．3s内，因轮胎匀速运动，轮胎所受合外力为零，所以轮胎所受合力做功为零，故C错误；‎ D．3s末，绳子拉力功率为 故D正确故选AD。‎ ‎8. 2020年春，装上消毒液，飞在村庄上空喷洒消毒，原本用于田间作业的植保无人机走上了抗击新冠肺炎疫情一线。假设一架无人机质量为‎4kg，运动过程中空气阻力大小恒定。该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v-t图象如图所示，重力加速度g取‎10m/s2。下列判断正确的是（　　）‎ A. 无人机上升的最大高度为‎48m ‎B. 3~4s内无人机上升 C. 无人机的升力大小为32N D. 无人机所受阻力大小为8N ‎【答案】BD ‎【解析】A．无人机一直向上运动，4s末上升到最大高度，最大高度为 故A错误； B．3～4s内速度为正，无人机仍在上升，故B正确； CD．3～4s内加速度大小为 ‎ 根据牛顿第二定律得 mg-f=ma2‎ 得无人机所受阻力大小f=8N ‎0～3s内加速度大小为 根据牛顿第二定律得F-mg-f=ma1‎ 得无人机的升力大小F=64N 故C错误，D正确。故选BD。‎ ‎9. 我国探月卫星“嫦娥三号”由地面发射后奔向月球，在P点从圆形轨道进入椭圆轨道II，Q为轨道Ⅱ上的近月点，关于“嫦娥三号”运动，下列正确的说法是（　　）‎ A. 发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大 C. 在轨道Ⅱ上经过P的速度等于在轨道I上经过P的速度 D. 在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于在轨道I上经过P的加速度 ‎【答案】BD ‎【解析】A．发射速度如果大于第二宇宙速度，卫星将会脱离地球引力而绕太阳运动，不会绕月球运动，A错误；‎ B．在轨道Ⅱ上运动过程中，只受到月球的引力，“嫦娥三号”的机械能守恒，从P到Q的过程中，势能越来越小，动能越来越大，即速率不断增大，B正确；‎ C．“嫦娥三号”需要在轨道Ⅰ上的P点减速，做近心运动才能进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，C错误；‎ D．根据牛顿第二定律可得 由此可知在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P的加速度，D正确。故选BD。‎ ‎10. 平直马路上有同方向前后行驶的电车a和b，它们的v-t图象如图所示。当t=10s时，两车刚好相遇，由图可知（　　）‎ A. t=0时，两电车相距‎25m ‎B. t=0时，电车a在前，电车b在后 C. t=20s时，两车相距‎50m ‎D. t=10s后，两车不会再相遇 ‎【答案】AD ‎【解析】A．在v-t图象中，v-t图线与横纵坐标所围的面积表示位移。‎ a车0~10s内的位移 b车0~10s内的位移 t=0时，两电车相距 A正确；‎ B．由于 ，因此t=0时，电车b在前，电车a在后，B错误；‎ C．t=20s时，a、b位移相等，两车相距‎25m，C错误；‎ D．t=10s时，两车相遇，之后b的速度一直大于a的速度，因此10s后b一直在a的前面，故两车不会再相遇，D正确。故选AD。‎ 二、非选择题：共60分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答，第15~16题为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题：共45分。‎ ‎11. 某同学用如图甲所示的实验装置测量当地的重力加速度g，得到如图乙所示的一段纸带，每两个计数点之间还有两个计时点未画出，已知实验所用交流电的频率为50Hz。测得计数点间的距离AB=‎9.86cm、BC=‎13.37cm。请完成以下实验：‎ ‎(1)该同学选用的电火花计时器使用的电源为______。（填选项前的字母序号）‎ A.220V的交流电 B.220V的直流电 C.4V~6V的交流电 D.4V~6V的直流电 ‎(2)利用该同学测量的实验数据，可求出重物的加速度大小为______m/s2。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). A (2). 9.75‎ ‎【解析】(1)[1]电火花计时器使用220V的交流电；‎ ‎(2)[2]每两个计数点之间还有两个计时点未画出，故相邻两计数点之间的时间间隔T=0.06s，由逐差法可得 解得 ‎12. 某同学要测量一个定值电阻的阻值Rx。‎ ‎(1)该同学先用多用电表粗测了其阻值，采用“×‎1”‎挡位时，测量示数如图甲所示，则其示数为______Ω。‎ ‎(2)该同学随后设计如图乙所示的电路原理图测量该定值电阻的阻值，并且已经连接了如图丙所示的实物图，请你根据原理图将实物图中的连线补充完整______。‎ ‎(3)该同学在某次测量时，保持滑动变阻器阻值不变，将单刀双掷开关S2拨至a位置时，两电表的示数分别为U1=5.20V、I1=‎0.30A；将S2拨至位置b时，两电表的示数分别为U2=4.96V、I2=‎0.31A。由此分析可知，当S2拨至位置______（填“a”或“b”）时，测量比较准确，其测量值Rx=______Ω（结果保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 18.0 (2). 见解析 (3). b (4). 16‎ ‎【解析】(1)[1]多用电表指针对准欧姆刻度线18的位置，因采用“×‎1”‎挡位，所以示数为18.0Ω。（说明，指针与刻度对齐，且处于“×‎1”‎挡位，一般需要估读1位）‎ ‎(2)[2]连线如图所示 ‎(3)[3]；；因此 电压表变化较大，说明电流表分压作用较大，因此必须采用电流表外接法，即单刀双掷开关S2拨至b位置，测量较准确。‎ ‎[4]根据欧姆定律得 ‎13. 如图所示，荷质比的带负电粒子自静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L=‎3m。已知M、N两板间的电压为U=100V，粒子的重力不计。求：‎ ‎(1)粒子进入磁场的速度；‎ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度B。‎ ‎【答案】(1)‎5m/s；(2)10T ‎【解析】(1)设粒子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得：‎ 解得v=‎5m/s ‎(2)作粒子经电场和磁场的轨迹图，如图所示 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则 由几何关系得 r2=(r－L）2+d2‎ 联立解得 带入数据解得 B=10T ‎14. 如图所示，在光滑的水平面上放一质量为M=‎10kg且足够长的木板甲，质量为m=‎1kg、可视为质点的滑块乙放在木板的右端，滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4。水平轻弹簧的右端固定在墙上，其劲度系数为k=20N/m，自由端Q与滑块之间的距离为L=‎2m。现给木板以水平向右的瞬时冲量I0=100N·s，滑块将由静止向右运动，接触并压缩弹簧，其间最大速度m/s，已知重力加速度大小为g=‎10m/s2，弹簧的形变是在弹性限度内，不计空气阻力，若滑块的速度始终小于木板的速度，木板不接触弹簧和墙，求：（计算结果保留三位有效数字）‎ ‎(1)乙刚接触弹簧时的速度大小；‎ ‎(2)乙从开始运动到刚接触弹簧的过程中系统所产生的内能；‎ ‎(3)乙从开始接触弹簧到向右运动的速度达到最大值的过程中，乙克服弹簧所做的功。‎ ‎【答案】(1)；(2)31.2J；(3)0.395J ‎【解析】(1)滑块接触弹簧之前，在滑动摩擦力作用下由静止开始做匀加速直线运动了L距离，‎ 由动能定理 解得 ‎(2)给木板以水平向右瞬时冲量 I0=Mv0‎ 木板水平向右的初速度为 对滑块和木板组成的系统，由动量守恒定律 得乙刚接触弹簧时甲的速度大小 m/s 由能量守恒，乙接触弹簧前系统产生的内能为 代入数据解得 Q=31.2J ‎(3)滑块接触弹簧之后向右运动的过程中，当滑块受到的滑动摩擦力与弹簧的弹力平衡时，滑块的速度达到最大，此时弹簧被压缩的长度为x，则 解得 滑块向右运动的速度达到最大值的过程中，由动能定理 则弹簧对乙所做的功 乙克服弹簧做的功为 W克=0.395J ‎（二）选考题：共15分。请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分。‎ ‎［选修3—3]‎ ‎15. 关于晶体和液体，下列说法正确的是( )‎ A. ‎0℃‎的铁和‎0℃‎的冰，它们的分子平均动能相同 B. 可以根据各向同性或各向异性来区分晶体和非晶体 C. 液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 D. 表面张力的方向与液面垂直 E. 温度低的物体内能不一定小 ‎【答案】ACE ‎【解析】A．因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，A项正确；‎ B．多晶体和非晶体都表现为各向同性，只有单晶体表现为各向异性，不能根据各向同性或各向异性区分多晶体和非晶体，B项错误；‎ C．液体与大气相接触，表面层内分子间距较大，表面层内分子所受其他分子的作用力表现为引力，C项正确；‎ D．表面张力的方向跟液面相切，D项错误；‎ E．物体的内能是组成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和，物体的内能不仅与温度有关，还与物体的质量、体积有关，E项正确。‎ 故选ACE。‎ ‎16. 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管左端开口向上，右端封闭，两边管高分别为h、，管中一段水银柱在左、右管中液面相平，右管中封闭的气柱长为，大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度为g，现使环境温度缓慢降低了T0，结果右管中气柱长变为 ‎，求：‎ ‎(1)降温后右管中气体的压强；‎ ‎(2)开始时环境的温度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)没有降温时，右管中气体的压强为p1=p0‎ 降温后右管中气体的压强为 ‎(2)设开始时环境温度为T1，则降温后环境温度为T2=T1－T0‎ 根据理想气体状态方程 解得 ‎［选修3—4］‎ ‎17. 关于光学的相关知识，下列说法正确的是________。‎ A. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽 B. 光纤通信利用了光的全反射的原理 C. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的 D. 全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 E. 医学上用激光做“光刀”来进行于术，主要是利用了激光的方向性好、能量大的特点 ‎【答案】BDE ‎【解析】A．条纹的间距，红光比蓝光的波长长，条纹间距宽，A错误；‎ B．光纤通信利用光的全反射原理，B正确；‎ C．肥皂泡呈现彩色条纹是薄膜干涉的结果，C错误；‎ D．全息照相利用激光的相干性，干涉成像原理，D正确；‎ E．激光刀利用了激光的高能量和亮度高的特点，E正确。‎ 故选BDE。‎ ‎18. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=‎2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。Q点是平衡位置在x=‎0.5m处的一个质点。‎ ‎(1)判断波的传播方向并算出波速大小；‎ ‎(2)Q点从此时刻开始经过多长时间第二次到达波峰。‎ ‎【答案】(1)波沿x轴正方向传播；‎20m/s；(2)‎ ‎【解析】(1)P质点此时刻向下运动，根据波的传播规律判断波沿x轴正方向传播；‎ 由图像可得波长λ=‎‎4m 周期T=0.2s 根据波长与波速关系 解得 v=‎20m/s ‎(2)Q点此时刻向上振动，到达平衡位置的时间 第一次到达波峰时间 第二次到达波峰时间 s