山东省德州市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

PAGE山东省德州市2020学年高二物理下学期期末考试试 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 （含解析）一、选择题1.伽利略斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，小球必将准确地回到同它开始时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是A.重力B.速度C.加速度D.机械能【答案】D【解析】【详解】A．在伽利略斜面实验中，小球所受重力不变；在有阻力的情况下，小球不能回到原来的高度；无阻力情况下，小球能回到原来高度；这说明伽利略斜面实验中寻求的不变量不是重力．故A项错误．BC．在伽利略斜面实验中，小球从一个斜面到另一个斜面，小球运动的速度先增大后减小，小球在倾角不同的斜面上加速度不同；所以不变的“东西”不是速度也不是加速度．故BC项错误．D．伽利略斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，在小球运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒；所以不变的“东西”是机械能．故D项正确．2.如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，规定无穷远处电势为零。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是A.O点的电场强度为零，电势为零B.O点的电场强度最大，电势最高C.从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小，电势降低D.从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小，电势先减小后增加【答案】C【解析】【详解】B．圆环上均匀分布着正电荷，据对称性可知，圆环上电荷在O点产生的场强相互抵消，合场强为零．故B项错误．ACD．圆环上任一小段电荷在x轴正半轴上各点产生的场强均有沿x轴正方向的分量，据对称性和叠加原理可知，x轴正半轴上各点的场强方向向右；顺着电场线电势降低，可知从O点沿x轴正方向，电势降低，O点的电势最高；O点处场强为零，无穷远处场强也为零，则从O点沿x轴正方向，电场强度先增加后减小．故AD项错误，C项正确．3.如图所示，一质量为m的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F作用下，让小圆环由位置A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点，已知此时细绳BO段长为l，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g，则此过程中力F所做的功为A.-mglcosθB.-Fl（1-sinθ）C.-Flcos2θD.无法确定【答案】A【解析】【详解】小圆环由A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点过程中，应用动能定理可得：，解得：此过程中力F所做的功．A．与计算结果相符，故A项正确．B．与计算结果不符，故B项错误．C．与计算结果不符，故C项错误．D．可以进行计算，故D项错误．4.如图所示，O、A为某电场中一条平直电场线上的两个点，将负点电荷从O点静止释放，仅在电场力作用下运动到A点，其电势能随位移x的变化关系如下图所示。则电荷从O到A过程中，下列说法正确的是A.电场力做负功B.O点电势比A点电势高C.从O到A，电场强度先减小后增大D.从O到A的过程中，电场强度一直增大【答案】C【解析】【详解】A．由图知负电荷从O到A过程中，电势能减小，电场力做正功．故A项错误．B．由图知负电荷从O到A过程中，电势能减小；据知，电势增大，则O点电势比A点电势低．故B项错误．CD．据可知，图象切线斜率大小反映场强的强弱，则从O到A，电场强度先减小后增大．故C项正确，D项错误．5.如图所示，电源的电动势恒定，内阻不计，R1、R2、R4均为定值电阻，R3是一紫外线传感器，其电阻率随紫外线强度的增大而减小。当R3所在处紫外线强度增大，R1的电流I和R3两端的电压U的变化情况是A.I变大，U变大B.I变大，U变小C.I变小，U变小D.I变小，U变大【答案】B【解析】【详解】R3是一紫外线传感器，其电阻率随紫外线强度的增大而减小；当R3所在处紫外线强度增大，R3的阻值减小，电路总电阻减小，电路总电流增大，流过R1的电流I增大；据知，R2两端的电压减小；据知，流过R2的电流I2减小；据知，流过R4的电流I4增大，则R4两端的电压U4增大；据知，R3两端的电压U减小．A．与分析结果不符，故A项错误．B．与分析结果相符，故B项正确．C．与分析结果不符，故C项错误．D．与分析结果不符，故D项错误．6.如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L=4cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、C、D的电势分别为-4V、0、8V、12V。则下列说法正确的是A.E点的电势B.A、F间的电势差UAF=0C.该匀强电场的场强大小E=100V/mD.该匀强电场的电场线垂直于BF连线，且指向A【答案】D【解析】【详解】A．由几何知识知，与平行且；因电场是匀强电场，则，即，代入数据可得：．故A项错误．B．由几何知识知，与平行且相等；因电场是匀强电场，则．故B项错误．CD．、，电场是匀强电场，又电场线由电势高处指向电势低处，则电场线垂直于如图；由几何知识可得，电场线垂直于BF连线，且指向A；据可得，．故C项错误，D项正确．7.如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）A.物块Q的机械能一直增加B.初末两状态，物块Q的机械能相等C.物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能D.Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量【答案】B【解析】【详解】轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．D．初末两状态，物块Q机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．8.如图甲所示电路，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的最大值为20Ω。当只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电压 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和电流表示数关系如图乙所示；当只闭合开关S、S2，移动滑动变阻器的滑片P，得到小灯泡L的伏安特性曲线如图丙所示。则下列正确的是A.E=6VB.R2=0.1ΩC.当小灯泡L两端的电压为2.0V时，小灯泡的电阻为10ΩD.只闭合开关S、S1时，滑动变阻器的滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小【答案】D【解析】【详解】AB．只闭合开关S、S1时，由闭合电路欧姆定律可得，电压表和电流表示数关系对应的表表达式为，与图乙对比可得：、；解得：、．故AB两项错误．C．由图丙得，当小灯泡L两端的电压为2.0V时，流过灯泡的电流为0.4A，小灯泡的电阻．故C项错误．D．只闭合开关S、S1时，滑动变阻器消耗的功率；滑动变阻器的最大值为20Ω，滑动变阻器的滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小．故D项正确．9.以下说法正确的是A.在导体中有电流通过时，电子定向移动速率即是电场传导速率B.铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1C的电荷，电源把2J的化学能转化为电能C.根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比D.根据电势差可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为【答案】BD【解析】【详解】A．导体中有电流通过时，电子定向移动速率的数量级为，电场传导速率为光速．故A项错误．B．据知，铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1C的电荷，电源把2J的化学能转化为电能．故B项正确．C．是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量无关．故C项错误．D．带电荷量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差．故D项正确．10.如图所示，有两个质量均为m、带电量均为q的小球，用绝缘细绳悬挂在同一点O处，保持静止后悬线与竖直方向的夹角均为θ=45°，重力加速度为g，静电力常量为k．则A.带电小球A在B处产生的电场强度大小B.带电小球A在B处产生的电场强度大小C.细绳的长度D.细绳的长度【答案】AC【解析】【详解】AB．设右侧小球所受电场力为F，对右侧小球受力分析，由平衡条件可得：、，解得：；据可得，带电小球A在B处产生的电场强度大小．故A项正确，B项错误．CD．设绳长为L，据库仑定律可得：，解得：．故C项正确，D项错误．11.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。调节开关S1、S2的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为100W，吹热风时的功率为1200W。关于该电吹风，下列说法正确的是A.当开关S1、S2均闭合时，电吹风吹出冷风B.电动机的内电阻为484ΩC.电热丝的电阻为44ΩD.电动机正常工作时，电动机每分钟消耗的电能为6000J【答案】CD【解析】【详解】A．当开关S1、S2均闭合时，电动机工作，电热丝发热，电吹风吹出热风．故A项错误．B．吹冷风时的功率为100W，吹冷风时只有电动机工作时，则，因电动机工作时是非纯电阻元件，则．故B项错误．C．吹冷风时的功率为100W，吹热风时的功率为1200W，则电热丝的发热功率为1100W，所以电热丝的电阻．故C项正确．D.电动机正常工作时，功率为100W，电动机每分钟消耗的电能．故D项正确．12.某工地上，工人将放在地面上一重10N的箱子吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中0〜5m过程的图线为曲线，5m〜15m过程的图线为直线。根据图象可知A.0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小B.0〜15m过程中箱子的动能一直增加C.在位移为15m时，拉力F=20ND.在位移为15m时，拉力F=10N【答案】AD【解析】【详解】A．据功能关系，物体机械能的变化等于重力以外其它力做的功；据可知，机械能E与其位移x的关系图象切线斜率表示箱子所受拉力；由图象得，0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小．故A项正确．BCD．由图象得，0〜5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小，5〜15m过程中箱子所受拉力；0〜5m过程中箱子所受的拉力大于重力，箱子的动能增加；5〜15m过程中箱子所受的拉力等于重力，箱子的动能不变．故BC两项错误，D项正确．二、实验题13.某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。PQ为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画， 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小车通过时的遮光时间t）。实验时将一小车（其上固定有宽度为d的遮光条）从高度h处由静止释放，重力加速度为g。（1）用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d=__________mm；若某次数字计时器记录的遮光时间为t=0.005s，则小车的速度v=__________m/s。（2）该小组验证机械能守恒定律的原理表达式为__________（用题干所给的字母符号表示）。【答案】(1).225(2).0.45(3).【解析】【详解】第一空．遮光条宽度d如乙图所示，则．第二空．遮光条过光电门时，小车的速度．第三空．小车从静止释放到过光电门，重力势能的减少量为，动能的增加量为，若机械能守恒，则：，整理得：，即验证机械能守恒定律的原理表达式为．14.为了测量某待测电阻Rx的阻值，某实验小组先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量，实验室提供的器材如下：待测电阻：Rx电压表：V1（量程3V，内阻约为3kΩ）电压表：V2（量程15V，内阻约为15kΩ）电流表：A1（量程0.6A，内阻约为5Ω）电流表：A2（量程200mA，内阻约为30Ω）滑动变阻器：R（最大阻值10Ω，额定电流1A）直流电源：E（电动势3V，内阻可忽略）单刀单掷开关一个，导线若干（1）当用多用电表的欧姆×10挡粗测Rx的阻值时，发现指针偏转角度太大了，应使选择开关拨到________（填“×100或×1”）倍率挡，重新欧姆调零后再测，此时多用电表指针位置如图（a）所示。（2）在用伏安法测量Rx时，为使测量尽量精确，要求电表指针均达到半偏以上，电压表应选_________，电流表应选______________。（均填器材符号）（3）图为该实验小组设计测量电阻Rx电路图的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整____。【答案】(1).×1(2).V1(3).A2(4).【解析】【详解】第一空．欧姆×10挡粗测Rx的阻值时，发现指针偏转角度太大了，说明Rx的阻值较小，应换用×1挡。第二空．电源电动势为3V，为使电表指针均达到半偏以上，电压表选择V1．第三空．据图（a）知，待测电阻，则流过待测电阻的最大电流，为使电表指针均达到半偏以上，电流表选择A2．第四空．电压表选择V1，电流表选择A2，则：；待测电阻，所以测量电路选用电流表的外接法，电路如图：三、计算题15.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻的两等势面间的电势差相等，且。一带电量为q=-2.0×10-8C的点电荷，由A点仅在电场力作用下，沿垂直于等势面的方向，以初动能Ek=6.0×10-7J恰能到达D点。求：（1）B、D两点的电势；（2）将一带电量=+2.0×10-8C的点电荷由A点移到C点，电场力做的功WAC。【答案】（1）（2）WAC=4.0×10-7J【解析】详解】（1）由动能定理，有：求得：由题意知，相邻等势面间的电势差为10V，因为电场力做负功，可断定电场线由A指向D据、，可求得：、（2）相邻的等势面间的电势差为10V，电场线由A指向D，则：代入数据可得：16.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化为电能并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率匀速行驶700m后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。求：（1）汽车所受地面阻力f；（2）汽车的额定功率P；（3）汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E．【答案】（1）f=2×103N（2）P=8×104W（3）E=5×105J【解析】【详解】（1）关闭发动机且关闭储能装置后，汽车在地面阻力的作用下减速至静止，由动能定理得：由图象得：解得f=2×103N（2）汽车匀速运动的动能解得：v=40m/s汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力，则汽车的额定功率P=Fv=fv解得：P=8×104W（3）由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能由图象得：解得：E=5×105J17.如图甲所示，边界MN将空间分成上下两个区域I、II，在区域II中有竖直向下的匀强电场，在电场中某一点B静止释放一个质量为m=1×10-2kg、带电量大小为q=4×10-4C的小球，它恰能到达区域I中的A点，已知小球运动的v—t图象如图乙所示，g=10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小球的带点性质，以及匀强电场的电场强度大小；（2）A、B两点间的高度差h；（3）若将电场反向且强度减为原来的三分之一，要让小球仍恰好到达A点，在B点需以多大的初速度竖直向上拋出。【答案】（1）小球带负电；E=750V/m（2）h=0.30m（3）v=2m/s【解析】【详解】（1）在电场中对小球受力分析知小球带负电v—t图象的斜率等于加速度，则：小球离开电场前的加速度大小小球离开电场后的加速度大小由牛顿第二定律得：联立求得：、（2）由v—t图象的面积，有解得：（3）由动能定理，有：由小球离开电场前的v—t图象的面积，有：解得：