2020-2021學(xué)年河南省焦作市普通高中高二（下）期末物理試卷（定位）
發(fā)布：2025/7/1 11:0:15
一、選擇題：本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
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1．如圖所示，相隔一定距離的兩個(gè)相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上，一輕繩套在兩圓柱體上，輕繩下端懸掛一重物，不計(jì)輕繩和圓柱體間的摩擦。當(dāng)重物一定時(shí)，若輕繩越長(zhǎng)，則（ ?。?/h2>組卷：63引用：5難度：0.7 -
2．交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，采用圖示理想變壓器輸電，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為m,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n,輸電導(dǎo)線電阻為r,用戶的工作電壓為U。下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>組卷：375引用：4難度：0.5 -
3．2023年4月29日至5月3日，中國(guó)國(guó)際新能源、智能汽車博覽會(huì)在石家莊舉辦，新能源是指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能和核聚變能等。關(guān)于核聚變、衰變，下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>組卷：83引用：4難度：0.5 -
4．一個(gè)質(zhì)量為m的小孩從高度為h的滑梯頂端由靜止滑下，滑梯的傾角為θ=30°，如果滑梯光滑，則小孩滑到底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為（ ?。?/h2>組卷：285引用：2難度：0.7 -
5．如圖所示，實(shí)線為某點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)線，一電子在該電場(chǎng)中從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡為虛線所示，則下列判斷中正確的是（ ?。?/h2>組卷：99引用：2難度：0.6 -
6．如圖所示，在傾角為α的光滑固定斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里。若導(dǎo)體棒恰能在斜面上保持靜止，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向可能滿足（ ）組卷：71引用：2難度：0.6 -
7．四顆地球衛(wèi)星a、b、c、d的排列位置如圖所示，其中，a是靜止在地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，四顆衛(wèi)星相比較（ ?。?br />
組卷：107引用：5難度：0.6 -
8．如圖所示，一個(gè)繞圓心軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓盤(pán)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓盤(pán)平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓盤(pán)中心C和圓盤(pán)邊緣D通過(guò)電刷與螺線管相連，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，則下述結(jié)論中正確的是（ ?。?/h2>組卷：29引用：1難度：0.7 -
9．以下說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>
組卷：12引用：1難度：0.8 -
10．A、B兩球在水平光滑面上向同方向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是p1=6kg?m/s,p2=9kg?m/s,A球從后面追上B球并發(fā)生碰撞，碰后A球的動(dòng)量變?yōu)?kg?m/s,則A、B兩球質(zhì)量m1與m2的關(guān)系可能是（ ）
組卷：94引用：1難度：0.9
二、非選擇題：共60分。第11～15題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第16～17題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共45分。
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11．某課外興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)研究電路特點(diǎn)并測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和某一定值電阻R0的阻值。所用器材有：待測(cè)電池一個(gè)，待測(cè)定值電阻R0（阻值約幾歐，起保護(hù)電路的作用），滑動(dòng)變阻器R一個(gè)，電壓表（0～6V）、電流表（0～0.6A）各一個(gè)（均可視為理想電表），開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線接線柱、導(dǎo)線若干。
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下（拆接電表按規(guī)程切換開(kāi)關(guān)S）；
①按圖甲電路連接實(shí)物圖，B、C端接線柱空出備用；
②將電流表接入接線柱B、C端，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I0；
③拆下電流表，將電壓表接入接線柱A、D端，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)U0；
④保持電壓表接入電路位置不變，再將電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入接線柱B、C端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出幾組電壓表和電流表的讀數(shù)U和I，并作出U-I圖像（如圖乙所示），圖中圖線與橫軸I的截距為a。
請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）通過(guò)所做操作和圖像中獲得的數(shù)據(jù)可知，該電池電動(dòng)勢(shì)E=，內(nèi)阻r=，定值電阻的阻值R0=（用所得數(shù)據(jù)中的U0、I0、a表示）；
（2）若僅電壓表不能當(dāng)作理想電表，則第（1）問(wèn)中所得到的電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相比 ，內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比 ，定值電阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比 （選填“偏大”、“偏小”，“相等”或“無(wú)法判斷”）。組卷：54引用：2難度：0.5 -
12．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，將長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，木板左端連接一個(gè)固定在豎直面內(nèi)的圓弧軌道，軌道底端與長(zhǎng)木板上表面相切，長(zhǎng)木板上安裝兩個(gè)光電門(mén)1和2，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量滑塊上的遮光片的寬度，如圖乙所示，其讀數(shù)為d=mm。
（2）將滑塊放在圓弧軌道上某個(gè)位置由靜止釋放，滑塊先后通過(guò)光電門(mén)1、2，與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器分別記錄下滑塊上遮光片通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間t1和t2，以為縱軸，以1t21為橫軸，在坐標(biāo)紙上作1t22圖像，從圖像中查出 （請(qǐng)選擇填寫(xiě)“圖像斜率k”或“圖像與縱軸的截距a”才可能計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)。還需要測(cè)量的物理量為 （寫(xiě)出物理量的名稱），若該物理量的符號(hào)用x表示，則可求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。（用題中所給的物理量符號(hào)表示）1t21-1t22組卷：33引用：2難度：0.5 -
13．足夠長(zhǎng)的傳送帶傾斜放置，以大小為v=2m/s的恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。質(zhì)量m=2kg的小物塊以初速度v0=12m/s從A端沖上傳送帶又滑了下來(lái)，小物塊的速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，g=10m/s2，小物塊視為質(zhì)點(diǎn)，求：
（1）小物塊從沖上傳送帶到離開(kāi)所用的時(shí)間；
（2）小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)和傳送帶的傾角θ；
（3）0-2s內(nèi)小物塊與傳送帶間因摩擦所產(chǎn)生的熱量。組卷：260引用：3難度：0.5 -
14．帶電粒子間的電磁力是自然界四大基本相互作用力之一，電力和磁力是這一相互作用的兩個(gè)部分，一個(gè)電磁相互作用是電現(xiàn)象還是磁現(xiàn)象，在很大程度上取決于研究問(wèn)題所選取的參考系。在一個(gè)參考系中觀察到的磁現(xiàn)象，換一個(gè)參考系觀察，可能就是電現(xiàn)象。這體現(xiàn)了電場(chǎng)和磁場(chǎng)是不可割裂的一個(gè)整體。電磁場(chǎng)的參考系變換，可以幫我們更好的理解并解決問(wèn)題。
（1）如圖1所示，空間中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大小為B，一帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)的速度v水平向右射入磁場(chǎng)。則粒子會(huì)受到洛倫茲力的作用。若此時(shí)在與粒子運(yùn)動(dòng)速度相同的慣性參考系∑′中觀察，則粒子靜止，靜止的帶電粒子不會(huì)受到洛倫茲力的作用。那么應(yīng)該怎樣解釋它受到的力呢？原來(lái)在∑′中，由于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，會(huì)觀察到一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的感生電場(chǎng)，請(qǐng)你求出該電場(chǎng)的大小和方向；
（2）如圖2所示，金屬圓環(huán)被固定在豎直平面內(nèi)（不能轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)），一個(gè)條形磁鐵以勻速v靠近圓環(huán)，則圓環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這一電動(dòng)勢(shì)有兩種理解方式：在地面參考系∑中觀察，圓環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，因此圓環(huán)上存在感生電動(dòng)勢(shì)；若在與磁鐵運(yùn)動(dòng)速度相同的慣性系∑′中觀察，則系統(tǒng)變?yōu)閳A環(huán)切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。兩個(gè)參考系下觀察到的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)該完全相同。請(qǐng)分析，在參考系∑和參考系∑′中分別是什么力充當(dāng)電動(dòng)勢(shì)中的非靜電力？
（3）某同學(xué)在面對(duì)這樣一個(gè)問(wèn)題時(shí)遇到了困難：在一個(gè)真空環(huán)境中，有一條載有電流I的、電阻很小的長(zhǎng)直導(dǎo)線，已知電流在距離導(dǎo)線r處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，k為已知常數(shù)。初速度為v0的電子在與導(dǎo)線垂直距離為r0的初位置處開(kāi)始垂直于導(dǎo)線向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。已知電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)線的最短距離為B=kIr，求電子初速度的大小。（不考慮地磁場(chǎng)影響，電子重力忽略不計(jì)）r02
該同學(xué)希望用功能關(guān)系來(lái)求解電子的運(yùn)動(dòng)，但由于洛倫茲力不做功，因此電子到達(dá)距導(dǎo)線最近處時(shí)仍然保持初速率v0，若利用洛倫茲力的分量做功的方式來(lái)計(jì)算，就顯得十分復(fù)雜了。因此他希望在電磁場(chǎng)的參考系變換中獲得啟發(fā)，他選擇在以速度為v0，且相對(duì)導(dǎo)線水平向右運(yùn)動(dòng)的參考系∑′中進(jìn)行研究。
a。在參考系∑′中，空間中存在感生電場(chǎng)。根據(jù)（1）中的理論，距導(dǎo)線距離為r處的感生電場(chǎng)E的大小為 （可用含v0的表達(dá)式表示），方向與導(dǎo)線垂直，且 （填“指向”或“背離”）導(dǎo)線。
b。已知在參考系∑′中觀察到的感生電場(chǎng)，具有與靜電場(chǎng)類似的性質(zhì)，其電場(chǎng)力做功只與始末位置到導(dǎo)線的距離r有關(guān)。請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)選取的參考系，利用功能關(guān)系求滿足題干要求的電子運(yùn)動(dòng)的初速度（已知電子電量為-e,電子質(zhì)量為m,的圖像與r軸在r1到r2區(qū)間與r軸圍成的面積為E=ar，如圖4所示）。S=alnr2r1
組卷：97引用：4難度：0.5 -
15．以動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)能源的電動(dòng)汽車在我國(guó)高速發(fā)展，比亞迪、寧德時(shí)代等企業(yè)享譽(yù)全球。有一輛總質(zhì)量m=2×103kg的電動(dòng)汽車，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入最大電流I=400A，電壓U=300V時(shí)，在此行駛狀態(tài)下，g=10m/s2。求：
（1）若該汽車所受阻力與車重的最大比值為0.15，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率為P機(jī)，求該汽車可以達(dá)到的最大速度。
（2）設(shè)想改用純太陽(yáng)能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積。（已知太陽(yáng)輻射的總功率P0=4×1026W，太陽(yáng)到地球的距離r=1.5×1011m,太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%，球體的表面積公式S=4πR2。組卷：84引用：2難度：0.4
三、解答題（共2小題，滿分15分）選修3-3
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16．如圖所示是一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知D點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則（ ）
組卷：13引用：8難度：0.7 -
17．向汽車輪胎內(nèi)充氣，已知輪胎內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為1.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為20℃，體積為20L。充氣后，輪胎內(nèi)空氣壓強(qiáng)增大為7.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度升高為25℃。若充入的氣體的溫度為20℃，壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，問(wèn)：需要充入多少升這樣的空氣？（設(shè)輪胎體積不變）
組卷：6引用：2難度：0.5
選修3-4
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18．如圖所示，甲圖為光滑水平面上質(zhì)量為M的物體，用細(xì)線通過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的物體相連，由靜止釋放，乙圖為同一物體M在光滑水平面上用細(xì)線通過(guò)定滑輪豎直向下受到拉力F的作用，拉力F的大小與m的重力相等，由靜止釋放，開(kāi)始時(shí)M距桌邊的距離相等，則（ ）組卷：56引用：5難度：0.7 -
19．如圖所示，質(zhì)量為3m的球B靜止在水平地面上N點(diǎn)，同時(shí)用輕繩懸掛在豎直面內(nèi)的O點(diǎn)，初始時(shí)輕繩剛好伸直，質(zhì)量為m的球A置于水平面上的M點(diǎn)，兩球大小相等，水平面上的MN之間光滑，M點(diǎn)的左側(cè)粗糙，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，給A球一水平?jīng)_量，球A與球B在N點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞，碰后B球擺起最大角度為θ=60°，A球在粗糙水平面上滑行的最大距離為x。已知地球的半徑為R，引力常量為G。求：
（1）輕繩的長(zhǎng)度；
（2）若給球A的初始沖量為I，請(qǐng)求出地球的質(zhì)量（忽略地球自轉(zhuǎn)）。組卷：154引用：1難度：0.4