云南省大理州祥云县2019-2020学年高二下学期期末统测物理试卷

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祥云县2019～2020学年下学期期末统测试卷

高二物理

注意事项：

1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。

2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。

一、选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求；第9～12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．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是

A．安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式

B．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应

C．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律

D．楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律

图1

2．物体静止在水平面上，在竖直向上拉力F作用下向上运动，不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度x的大小关系如图1所示，其中曲线上点A处的切线斜率最大，x2～x3段的图线为平行于横轴的直线。则下列判断正确的是

A．在x2处物体的动能最大B．在x1处物体所受的拉力最大

C．0～x2过程中拉力F先做正功再做负功D．x2～x3过程中合外力做功为零

图2

3．如图2所示为氢原子的能级示意图。氢原子可在各能级间发生跃迁，设从n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是

A．λ3>λ2B．λ1>λ2

C．λ1>λ3D．1

λ1＝1

λ2＋

1

λ3

4．如图3所示，A、B两物体的质量分别为m A和m B，且m A＝m B，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计。如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角的变化情况为

图3

A．物体A的高度升高，角变大B．物体A的高度降低，角变小

C．物体A的高度升高，角不变D．物体A的高度不变，角变小

图4

5．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置——电磁炮，它的基本原理如图4所示，下列结论中错误的是

A．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流

B．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流

C．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度

D．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向

6．图5为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为O，一人站在A 点以速度v0沿水平方向仍一小石子，已知AO＝40m，不计空气阻力，g取10m/s2。下列说法正确的是

图5

A．若v0>18m/s，则石块可以落入水中

B．若v0<20m/s，则石块不能落入水中

C．若石子能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大

D．若石子不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大

7．如图6所示，竖直平面内有一圆周，其圆心为O，直径AB和CD相互垂直，电荷量均为Q正点电荷放在关于CD对称的圆周上，它们所在半径的夹角为120°。下列说法正确的是

图6

A．点O与点C的电场强度相同

B．点C与点D的电场强度大小之比为3∶1

C．一电子从D点由静止释放，运动到C点的过程中，加速度先减小后增大

D．将一正电荷沿着圆周从A点经D移至B点的过程中，电势能先增大后减小

8．如图7所示电路中，电源电压u＝311sin100t(V)，A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝(阻值可忽略不计)。下列说法正确的是

图7

A ．交流电压表的示数为311V

B ．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 2 A

C ．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍

D ．1min 内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J

9．“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h 处以初速度v 0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L 。已知火星半径为R ，万有引力常量为G ，不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是

A ．火星表面的重力加速度g ＝h v 20 L 2

B ．火星的第一宇宙速度为v ＝v 0L

2hR C ．火星的质量为M ＝2h v 20 GL 2 R 2D ．火星的平均密度为3h v 20 2πGL

10．如图8所示，在远距离输电过程中，若保持T 1处原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是

图8

A ．升高U 1会减小输电电流I 2

B ．升高U 1会增大线路的功率损耗

C ．升高U 1会增大线路的电压损耗

D ．升高U 1会提高电能的利用率

11．如图9所示，在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈ABCD ，在水平外力作用下以大小

为v 的速度向右匀速进入匀强磁场区域，第二次以大小为v 3

的速度向右匀速进入该匀强磁场，则下列说法正确的是

图9

A．第二次进入与第一次进入时线圈中的电流之比为1︰3

B．第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为1︰3

C．第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比为1︰3

D．第二次进入与第一次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1︰3

12．如图10甲所示，等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A 与直导线cd相连接，线圈A内存在如图乙所示的变化磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，则下列叙述正确的是

图10

A．0～1s内ab、cd导线互相排斥B．1～2s内ab、cd导线互相吸引

C．2～3s内ab、cd导线互相排斥D．3～4s内ab、cd导线互相吸引

二、非选择题：包括必考题和选考题两个部分。第13题~16题为必考题，每道试题考生都必须作答；第17题~18题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共4小题，共42分。

13．(8分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图11所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80m/s2，那么：

图11

(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到__________点来验证机械能守恒定律。

(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE P＝________J，动能增加量Δ

E k＝________J；请简述两者不完全相等的原因：________________________。(计算结果保留3位有效数字)

(3)若测出纸带上所有点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的

高度h ，则以v 2

2

为纵轴，以h 为横轴画出的图象是图中的____________(假设下落过程机械能没有损失)。

14．(7分)在测定一节干电池电动势和内阻的分组实验中，实验1组的同学利用图12甲所示电路，选用下列器材进行了规范的实验操作。把得到的数据记录后用“?”在图乙所示的“U －I ”图象中进行描点。在小组互评环节，实验2组的同学在实验器材没有变化的情况下对1组的实验方案进行了改进后再次进行了实验，并把实验数据用“×”也描在图乙所示的“U －I ”图象中。请完成以下对1组实验方案的评价及改进。

图12

A ．干电池(内阻小于1.0Ω)

B ．电流表(量程0～0.6A 、内阻R A ＝1Ω)

C ．电压表(量程0～3V ，内阻约为20kΩ)

D ．滑动变阻器(0～20Ω，允许最大电流2A)

E ．开关、导线若干

(1)从实验原理上来看，用图甲电路进行实验，误差主要来自____________________________。

(2)从所得实验数据来看，不足之处是________________________________。

(3)请将改进的方案电路图画在图13所示虚线框内。

图13

(4)根据改进后所得的实验数据可得到电动势E ＝____________V ；内阻r ＝____________Ω。(结果均保留2位小数)

15．(10分)如图14所示，小球从竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道abc 的b 点由静止开始沿轨道下滑，从c 端水平飞出，下落到与水平面成30°的斜面上的d 点。已知小球的质量为m ，圆弧半径为R ，b 点和圆心O 的连线与水平方向的夹角为30°，重力加速度为g 。求：

图14

(1)小球到c 点时所受轨道支持力的大小；

(2)小球从圆弧c 处飞出落到斜面d 点时的动能。

16．(17分)如图15所示，在xOy 平面直角坐标系中，直角三角形ACD 内存在垂直平面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，线段CO ＝OD ＝L ，CD 边在x 轴上，∠ADC ＝30°。电子束沿y 轴方向以相同的速度v 0从CD 边上的各点射入磁场，已知这些电子在磁场中做圆

周运动的半径均为L 3

。在第四象限正方形ODQP 内存在沿x 轴正方向、大小为E ＝B v 0的匀强电场；在y ＝－L 处垂直于y 轴放置一足够大的平面荧光屏，屏与y 轴交点为P 。忽略电子间的相互作用，不计电子的重力。求：

图15

(1)电子的比荷；

(2)最靠近D点射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离；

(3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P点的最远距离。

(二)选考题：共10分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则按所做的第一题计分。

17．【物理——选修3－3】(10分)

(1)(3分)回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50K。某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图16所示的四个过程。已知状态A和B的温度均为27℃，状态C和D的温度均为－133℃，下列判断正确的是____________。(填正确答案标号。选对1个得1分，选对2个得2分，选对3个得3分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)

图16

A．气体由状态A到B过程，温度先升高后降低

B．气体由状态B到C过程，内能保持不变

C．气体由状态C到D过程，分子间的平均间距减小

D．气体由状态C到D过程，气体对外做功

E．气体由状态D到A过程，其热力学温度与压强成正比

(2)(7分)如图17所示，高度相同的左右两个气缸下端有细管(容积可忽略)连通，左气缸顶部有一阀门K，右气缸顶部始终与大气相通，两气缸中各有一可自由滑动的活塞(厚度可

忽略)。已知左气缸的容积为V 、横截面积为S ，左气缸内活塞质量为m ；右气缸横截面积为2S 。初始时，阀门打开，两个活塞都在气缸的正中间。关闭K ，通过K 给气缸缓慢充气，使左侧气缸活塞上方气体的压强达到大气压p 0的2倍后关闭K 。已知室温为27°C ，外界

大气压为p 0，p 0＝mg S

，气缸导热。

图17

Ⅰ.求右侧气缸内活塞的质量；

Ⅱ.求稳定后两个活塞的高度差；

Ⅲ.再缓慢加热右汽缸内气体使其温度升高120°C ，求此时两个活塞的高度差。

18．【物理——选修3－4】(10分)

(1)(3分)一质点做简谐运动，质点的位移随时间变化的规律如图18所示，则从图中可以看出____________。(填正确答案标号。选对1个得1分，选对2个得2分，选对3个得3分；每选错1个扣2分，最低得分为0分)

图18

A ．质点做简谐运动的周期为4s

B ．质点做简谐运动的振幅为2cm

C ．t ＝3s 时，质点的速度为零

D ．t ＝3s 时，质点沿y 轴正向运动

E ．t ＝1s 时，质点的加速度最大

(2)(7分)如图19所示，有一半球形玻璃砖，右侧面镀银，O 为玻璃球心，光源S 在其水平对称轴上，从光源S 发出的一束光入射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折射进入玻璃内，经右侧镀银面第一次反射后恰能沿原路返回。已知

玻璃球半径为R，玻璃的折射率为3，光在真空中的传播速度为c。求：

图19

Ⅰ.光源S与球冠顶点M之间的距离；

Ⅱ.光线从进入玻璃到第一次离开玻璃所经历的时间。

高二物理参考答案

一、选择题：大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12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。

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案

C

B

D

C

D

A

B

D

BC

AD

AC

BC

【解析】

2．12~x x 过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；x 2时刻图象的斜率为零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在x 2处，即在x 2处物体的动能不是最大的，故A 错误。由图可知，x 1处物体图象的斜率最大，则说明此时机械能变化最快，由E Fh =可知此时所受的拉力最大，故B 正确。由图象可知，20~x 过程中物体的机械能增大，拉力F 始终做正功，故C 错误。23~x x 过程中机械能保持不变，故说明拉力一定

零；合外力等于重力，做功不为零，故D 错误。

3．能级跃迁辐射光子能量c

E h h

νλ

?==，能级差越大，波长越短，因为

412142E E E →→→?>?>?，所以231λλλ>>，因为412142E E E →→→?=?+?，即

1

3

2

c

c

c

h

h

h

λλλ=+，所以

1

3

2

1

1

1

λλλ=

+

，故D 正确。

4．原来整个系统处于静止状态，绳的拉力等于A 物体的重力，B 物体对滑轮的拉力等于B 物体的重力，将绳一端由Q 点缓慢地向左移到P 点，整个系统重新平衡后，绳的拉力仍等于A 物体的重力，B 物体对滑轮的拉力仍等于B 物体的重力，都没有变化，即滑轮所受的三个力都不变，则根据平衡条件可知，两绳之间的夹角也没有变化，即θ不变，设滑轮到天花板的距离为h ，绳两端点的距离为s ，由几何关系得tan 2

h

s θ=

，由于s 增大，所h 增大，滑轮下降，A 上升，故C 正确。

6．小球落在O 点下落的高度1

40m 20m 2

h =?=，则运动的时间2220s 2s 10h t g ?===，初速度03

40m/s 103m/s 2

==

v ，018m/s 103m/s >=v ，可知石块可以落入水中，故A

正确，B 错误。若石块能落入水中，下落的高度一定，竖直分速度一定，结合平行四边形定则知，0tan y

α=v v ，初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，故C 错误。石块不能落在水中，石块竖直位移与水平位移的比值是定值，有200

12tan 2gt gt t θ==v v ，速度与水平方向的夹角00

tan y

gt α==v v v ，可知tan 2tan αθ=，因为θ一定，则速度与水平方向的夹角一定，可知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定，与初速度无关，故D 错误。

7．根据对称性知点O 与点C 的场强大小相等，方向相反，故A 错误。根据矢量合成法则，

C 点场强为222cos60C kQ kQ E R R =?=，D

点的场强为D E =?=，点C 与点D

1，故B 正确。根据电场强度的矢量合成法则，距离两点电

荷连线中点32

x R =<处的场强最强，则电子从点D 到点C 的过程中，加速度先增大，再减小，再增大，故C 错误。根据等量同种电荷的电场线，正电荷沿着圆周从点A 到点D ，电场力做正功，电势能减小；从点D 到点B 的过程中，电场力做负功，电势能增大，故D 错误。

9．根据分位移公式，有0L t =v ；212h gt =，解得2022h g L =v ，故A 错误。火星的第一宇

宙速度为012R hR L =v v B 正确。由2

Mm G mg R =，解得火星的质量为222022h R gR M G GL ==v ，故C 正确。火星的平均密度为220220232342ππ3

h R h M GL V GL R R ρ===v v ，故D 错误。

10．提高输电电压U 1，由于输入功率不变，则I 1将减小，又因为1212

n I I n =，所以I 2将减小，故A 正确。线路功率损耗22P I R =损，因此功率损耗也减小，由2U I R ?=可知电压损耗

减小，故B 、C 错误。因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，故D 正确。

11．设磁感应强度为B ，CD 边长度为L ，AD 边长为L '，线圈电阻为R ；线圈进入磁场过程

中，产生的感应电动势E BL =v ，感应电流E BL I R R

==v ，感应电流I 与速度v 成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比2I ∶13I =

v ∶1=v ∶3，故A 正确。线圈进入磁场时受到的安培力22A B L F BIL R

==v ，线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力22A B L F F BIL R ===v ，外力功率222

B L P F R

==v v ，功率与速度的平方成正比，第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比2P ∶2

13P ??= ???

v ∶21=v ∶9，故B 错误。线圈进入磁场过程中产生的热量2222L L BL B L Q I Rt R R R ??==??= ??'?'v v v ，产生的热量与速度成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比2Q ∶13Q =

v ∶1=v ∶3，故C 正确。通过导线横截面电荷量BLL q I t t R t R

Φ?=?=

?=?'，电荷量与速度无关，电荷量之比为1︰1，故D 错误。 12．左侧实际上为等离子体发电机，将在ab 中形成从a 到b 的电流，由图乙可知，0~2s 内

磁场均匀变化，根据楞次定律可知将形成从c 到d 的电流，同理2~4s 形成从d 到c 的电流，且电流大小不变，故0~2s 秒内电流同向，相互吸引，2~4s 电流反向，相互排斥，故A 、D 错误，B 、C 正确。

二、非选择题（共52分）

（一）必考题：共4小题，共42分。

13．（除特殊标注外，每空2分，共8分）

（1）B （1分）

（2）1.881.84重物下落时受到空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力作用

（3）A （1分）

【解析】（1）验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能p E mgh ?=和增加的动能

2k 12

E m ?=v 之间的关系，由B 点能够测h 和v 的数据，而A 、C 两点不方便测出速度v ，故应取图中O 点和B 点来验证机械能守恒定律。

（2）减少的重力势能2p 1.009.819.2010J 1.88J E mgh -?==???≈，利用匀变速直线运动的推

论可得B 点的速度0.23230.1555m/s 1.92m/s 20.04AC B x T -===v ，B 点的动能为

2

k 1 1.84J 2

B B E m =≈v ，动能增加量为k k 0 1.84J B E E ?=-=，动能的增加量小于重力势能

的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点计时器与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能。

（3）物体自由下落过程中机械能守恒可以得出212mgh m =v ，可得22gh =v ，所以以2

2

v 为纵

轴，以h 为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，故A 正确。 14．（除特殊标注外，每空1分，共7分） （1）电压表的分流

（2）路端电压的变化范围太小 （3）如图所示（2分）

（4）1.49~1.510.40~0.50（2分） 15．（10分）

解：（1）小球从b 到c 机械能守恒，则21122

c mg

R m =v ① 在c 点，2

N c

F mg m R

-=v

② 解得N 2F mg =

③

（2）小球从c 到d 做平抛运动 tan 302c

h gt

x ?=

=v ④ 212

h gt =

⑤ 由动能定理，k k G d c W E E =-

⑥

落到斜面d 点时的动能k 5

3

d E mgR =

⑦

评分标准：本题共10分。正确得出①、④、⑦式各给2分，其余各式各给1分。 16．（17分）

解（1）由题意可知电子在磁场中的轨迹半径3

L r =

①

由牛顿第二定律得2

0Be m r

=v v

② 电子的比荷03e m BL

=v

③

（2）若电子能进入电场中，且离D 点最近，则电子在磁场中运动圆轨迹应恰好与边AD 相

切，即粒子从F 点离开磁场进入电场时

设电子运动轨迹的圆心为O '点。则23

L OF x == ④

从F 点射出的电子，做类平抛运动，有2

232L Ee x t m

==，0y t =v ⑤

代入得23

L y =

⑥ 电子射出电场时与水平方向的夹角为θ，有1tan 22

y x θ=

=

⑦ 所以，从D 点射入电场中的

电子打到荧光屏上的点为G ，则它与P 点的距离 ()2tan 3

L y L

GP θ-=

= ⑧

（3）设打到屏上离P 点最远的电子是从(x ，0)点射入电场，则射出电场时 00

223

xm xL

y t Ee ===

v v

⑨

设该电子打到荧光屏上的点与P 点的距离为X ，由平抛运动特点得 2

X L y

y x

-=

⑩

所以2

333222288xL xL L L X x x x y ??????????=-=-=--+ ? ? ? ? ???????????

所以当38x L =，有m 3

4

X L =

评分标准：本题共17分。正确得出②、⑤、⑦、⑧、式各给2分，其余各式各给1分。 （二）选考题：共10分。 17．（10分）

（1）（3分）ADE （选对1个给1分，选对2个给2分，选对3个给3分；每选错1个扣2

分，最低得分为0分） （2）（7分）

解：ⅰ．初始时，下方密闭气体的压强0mg

p p S

=+ ①

对右活塞受力分析02Mg

p p S

=+ ② 解得2M m =

③ ⅱ．下方密闭气体的初状态1002mg

p p p S

=+

=，1 1.5V V =，1300K T =

④

稳定后左侧活塞下降到底端，下方密闭气体等压变化 稳定后两个活塞的高度差1324V V h S S

=

= ⑤

ⅲ．缓慢加热过程中，右侧活塞下方密闭气体先做等压变化，当活塞升高到顶部时 根据12

12

V V T T =

解得2400K T =

⑥ 温度升高到420K ，左活塞仍在底端，两个活塞的高度差V h S

'=

⑦

评分标准：本题共7分。正确得出①~⑦式各给1分。 18．（10分）

（1）（3分）ABD （选对1个给1分，选对2个给2分，选对3个给3分；每选错1个扣2

分，最低得分为0分） （2）（7分）

解：ⅰ．光路图如右图所示，设入射角、折射角、反射角分别为Q 1、Q 2、Q 3，法线与SO

的夹角为β 由折射定律1

2

sin sin Q n Q =

①

由反射定律及几何关系 解得126030Q Q =??=，

②

由题意可得230Q β==?

130Q αβ=-=?

由几何关系2cos303SO R R =?=

③

则(31)SM SO R R =-=

④

ⅱ．光在玻璃中传播距离为d ，传播速度为v 折射率c n =

v

⑤ 光在玻璃中传播时间d t =

v

⑥

由几何关系2cos30d R =? 解得3R t c

=

⑦

评分标准：本题共7分。正确得出①~⑦式各给1分。

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