高二物理下期期末试题(附答案)

一、选择题（每小题6分）

1．在物理学发展史上，有许多科学家通过坚持不懈的努力，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（）

A．伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因B．牛顿发现了行星运动的规律，并通过实验测出了万有引力常量C．安培发现电流的磁效应，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的

D．楞次引入电场线和磁感线的概念来描述电场和磁场，极大地促进了他对电磁现象的研究

2．在以点电荷为球心，r为半径的球面上各点相同的物理量是（）A．电场强度

B．同一电荷所受的电场力

C．电势

D．电荷量相等的正负两点电荷具有的电势能

3．如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是（）

A． B． C． D．

4．如图，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1：n2=10：1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L（电阻不计），绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动．如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则（）

A．变阻器上消耗的功率为P=10I2R

B．ab沿环转动过程中受到的最大安培力

C．取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是D．变压器原线圈两端的电压U1=10IR

5．如图是滑雪场的一条雪道．质量为70kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下，在B点以5 m/s的速度水平飞出，落到了倾斜轨道上的C点（图中未画出）．不计空气阻力，θ=30°，g=10m/s2，则下列判断正确的是（）

A．该滑雪运动员腾空的时间为2s

B．BC两点间的落差为5 m

C．落到C点时重力的瞬时功率为3500 W

D．若该滑雪运动员从更高处滑下，落到C点时速度与竖直方向的夹角不变

6．质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）

A．物体重力势能减少 B．物体的机械能减少

C．重力对物体做功mgh D．物体的动能增加

7．如图所示的匀强电场场强为1×103N/C，ab=dc=4cm，

bc=ad=3cm．则下述计算结果正确的是（）

A．ab之间的电势差为40V

B．ac之间的电势差为50V

C．将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力做功为零

D．将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是﹣0.25J

8．我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接．已知空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R．下列说法正确的是（）

A．航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速B．图中的航天飞机正在加速飞向B处

C．月球的质量为M=

D．月球的第一宇宙速度为v=

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～14题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题

9．某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约2Ω，电压表（0～3V 约3kΩ），电流表（0～0.6A 约1.0Ω），滑动变阻器有R1（10Ω2A）和R2各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用（选填“R1”或“R2”）．（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．

（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U﹣I图象，由图可较准确地求出电源电动势E= V；内阻r=

Ω．

10．为测出量程为3V，内阻约为2kΩ电压表内阻的精确值．实验室中可提供的器材有：

电阻箱R，最大电阻为9999.9Ω，

定值电阻r1=5kΩ，定值电阻r2=10kΩ

电动势约为12V，内阻不计的电源E

开关、导线若干．

实验的电路图如图所示，先正确连好电路，再调节电阻箱R的电阻

值，使得电压表的指针半偏，记下此时电阻箱R有电阻值R1；然后调节电阻箱R的值，使电压表的指针满偏，记下此时电阻箱R的电阻值R2．

（1）实验中选用的定值电阻是；

（2）此实验计算电压表内阻RV的表达式为RV= ．（3）若电源的内阻不能忽略，则电压表内阻RV的测量值

将．

A．偏大B．不变C．偏小D．不能确定，要视电压表内阻的大小而定．

11．如图甲所示，有一足够长的粗糙斜面，倾角θ=37°，一质量为m 的滑块以初速度v0=16m/s从底端A点滑上斜面，滑至B点后又返回到A点．滑块运动的图象如图乙所示，求：（已知：sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，

重力加速度g=10m/s2）

（1）AB之间的距离；

（2）上滑过程滑块受到斜面摩擦阻力的大小

（2）滑块再次回到A点时的速度的大小．

12．如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样．一带正电荷的

粒子从P（x=0，y=h）点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动：若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从P点运动到x=R0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点．不计重力．求：

（1）粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；

（2）M点的横坐标xM．

（二）选考题【物理选修3-5】

13．下列说法正确的是（）

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．在中子轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变小

C．太阳辐射能量主要来自太阳内部的聚变反应

D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型

E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小

14．如图，质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变．该系统以速

度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动．某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动．经过时间t=5.0s后，测得两球相距s=4.5m，求：

（i）刚分离时a、b两小球的速度大小v1、v2；

（ii）两球分开过程中释放的弹性势能Ep．

2015-2016学年广东省茂名市高州中学高二（下）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（每小题6分）

1．在物理学发展史上，有许多科学家通过坚持不懈的努力，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（）

A．伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因B．牛顿发现了行星运动的规律，并通过实验测出了万有引力常量C．安培发现电流的磁效应，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的

D．楞次引入电场线和磁感线的概念来描述电场和磁场，极大地促进了他对电磁现象的研究

【考点】物理学史．

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即

可．

【解答】解：A、伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因，故A正确；

B、开普勒发现了行星运动的规律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故B错误；

C、奥斯特发现电流的磁效应，这和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的，故C错误；

D、法拉第引入电场线和磁感线的概念来描述电场和磁场，极大地促进了他对电磁现象的研究，故D错误；

故选：A

2．在以点电荷为球心，r为半径的球面上各点相同的物理量是（）A．电场强度

B．同一电荷所受的电场力

C．电势

D．电荷量相等的正负两点电荷具有的电势能

【考点】点电荷的场强；电势．

【分析】只有大小和方向都相同时，矢量才相同；标量只有大小，没有方向，只要大小相等，标量就相同．以点电荷为球心的球面是一个等势面，其上各点的电势相等，电场强度大小相等，方向不同．【解答】解：A、以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同．故A错误．

B、由F=qE可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，故B错误．

C、以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等．故C 正确．

D、由电势能与电势的关系可知，电势相同，电荷量相等的正负两点电荷具有的电势能不相同．故D错误．

故选：C．

3．如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是（）

A． B． C． D．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．

【分析】S闭合后，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，分析安培力与重力大小关系，根据安培力大小与速度大小成正比，分析金属杆的加速度变化，确定金属杆的运动情况．

【解答】解：A、闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动．这个图象

是可能的，故A正确；

BC、若安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动，在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动．故B错误，C正确；

D、若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动．故D正确．

本题选不可能的，故选：B．

4．如图，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1：n2=10：1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L（电阻不计），绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动．如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则（）

A．变阻器上消耗的功率为P=10I2R

B．ab沿环转动过程中受到的最大安培力

C．取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是D．变压器原线圈两端的电压U1=10IR

【考点】法拉第电磁感应定律；电功、电功率；变压器的构造和原理．【分析】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．

【解答】解：

A、理想变压器的电流与匝数成反比，所以由得，I2=10I，变阻器上消耗的功率为P=I22R=（10I）2R=100I2R，故A错误．

B、ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，最大值为I，此时的安培力也是最大的，最大安培力为F= BIL，故B正确．

C、ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为i= Icosωt，故C错误．

D、副线圈的电压为U=I2R=10IR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压U1=100IR，故D错误．

故选：B．

5．如图是滑雪场的一条雪道．质量为70kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下，在B点以5 m/s的速度水平飞出，落到了倾斜轨道上的C点（图中未画出）．不计空气阻力，θ=30°，g=10m/s2，则下列判断正确的是（）

A．该滑雪运动员腾空的时间为2s

B．BC两点间的落差为5 m

C．落到C点时重力的瞬时功率为3500 W

D．若该滑雪运动员从更高处滑下，落到C点时速度与竖直方向的夹角不变

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；平抛运动．

【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移与竖直位移之间的关系求的时间和距离【解答】解：A、B、运动员平抛的过程中，水平位移为x=v0t

竖直位移为y= gt2

落地时：tanθ=

联立解得t=1s，y=5m．故A、B错误；

C、落地时的速度：vy=gt=10×1=10m/s

所以：落到C点时重力的瞬时功率为：P=mg?vy=70×10×10=7000 W．故C错误；

D、根据落地时速度方向与水平方向之间的夹角的表达式：tanθ= = ，可知到C点时速度与竖直方向的夹角与平抛运动的初速度无关．故D 正确．

故选：D

6．质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）

A．物体重力势能减少 B．物体的机械能减少

C．重力对物体做功mgh D．物体的动能增加

【考点】重力势能的变化与重力做功的关系；动能定理．

【分析】知道重力做功量度重力势能的变化．

知道合力做功量度动能的变化．

知道除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化．

【解答】解：A、根据重力做功与重力势能变化的关系得：

wG=﹣△Ep由静止竖直下落到地面，在这个过程中，

wG=mgh，所以重力势能减小了mgH．故A错误．

B、由除了重力和弹簧弹力之外的力做功量度机械能的变化得出：w外=△E

由静止竖直下落到地面，在这个过程中，根据牛顿第二定律得：F合=mg﹣f=ma= mg

f= mg

物体除了重力之外就受竖直向上的阻力，

w外=wf=﹣mgh

所以物体的机械能减小了mgh，故B正确．

C、重力对物体做功wG=mgh，故C正确．

D、根据动能定理知道：

w合=△Ek由静止竖直下落到地面，在这个过程中，

w合=F合h= mgh，

所以物体的动能增加了mgh，故D错误．

故选BC．

7．如图所示的匀强电场场强为1×103N/C，ab=dc=4cm，

bc=ad=3cm．则下述计算结果正确的是（）

A．ab之间的电势差为40V

B．ac之间的电势差为50V

C．将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力做功为零

D．将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功都是﹣0.25J

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．

【分析】根据匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed，d是电场线方向两点间的距离，求解两点间的电势差．根据公式W=qU求解电场力做功．

【解答】解：A、ab之间的电势差Uab=E?ab=103×0.04V=40V．故A正确．

B、由图看出，b、c在同一等势面上，电势相等，则ac之间的电势差等于ab之间的电势差，为40V．故B错误．

C、将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周，电场力不做功．故C正确．

D、将q=﹣5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c，电场力做功相等，电场力做功为W=qU=﹣5×10﹣3C×40V=﹣0.2J．故D错误．

故选：AC．

8．我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接．已知空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R．下列说法正确的是（）

A．航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速B．图中的航天飞机正在加速飞向B处

C．月球的质量为M=

D．月球的第一宇宙速度为v=

【考点】万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．

【分析】要使航天飞机在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，必须在接近B点时减速．根据开普勒定律可知，航天飞机向近月点运动时速度越来越大．月球对航天飞机的万有引力提供其向心力，由牛顿第二定律求出月球的质量M．月球的第一宇宙速度大于．【解答】解：A、要使航天飞机在椭圆轨道的近月点B处与空间站C 对接，必须在接近B点时减速．否则航天飞机将继续做椭圆运动．故A正确．

B、根据开普勒定律可知，航天飞机向近月点B运动时速度越来

越大．故B正确．

C、设空间站的质量为m，由得，．故C正确．

D、空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，其运行速度为，其速度小于月球的第一宇宙速度，所以月球的第一宇宙速度大于．故D错误．

故选：ABC

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～14题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题

9．某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约2Ω，电压表（0～3V 约3kΩ），电流表（0～0.6A 约1.0Ω），滑动变阻器有R1（10Ω2A）和R2各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用R1 （选填“R1”或“R2”）．

（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．

（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U﹣I图象，由图可较准确地求出电源电动势E= 1.48 V；内阻r= 1.88 Ω．

【考点】测定电源的电动势和内阻．

【分析】（1）估算出电路中最大电流：当变阻器的电阻为零时，由闭合电路欧姆定律可求电路中最大电流，根据额定电流与最大电流的

关系，分析并选择变阻器．

（2）对照电路图，按顺序连接电路．

（3）由闭合电路欧姆定律分析U﹣I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻．

【解答】解：（1）电路中最大电流I= = =0.75A，R2的额定电流小于0.75A，同时R2阻值远大于电源内阻r，不便于调节，所以变阻器选用R1．

（2）对照电路图，按电流方向连接电路，如图所示．

（3）由闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir得知，当I=0时，U=E，U﹣I图象斜率的绝对值等于电源的内阻，则将图线延长，交于纵轴，纵截距即为电动势E=1.48V

r= = =1.88Ω．

故答案为：

（1）R1；（2）连线如图；（3）1.48，1.88

10．为测出量程为3V，内阻约为2kΩ电压表内阻的精确值．实验室中可提供的器材有：

电阻箱R，最大电阻为9999.9Ω，

定值电阻r1=5kΩ，定值电阻r2=10kΩ

电动势约为12V，内阻不计的电源E

开关、导线若干．

实验的电路图如图所示，先正确连好电路，再调节电阻箱R的电阻值，使得电压表的指针半偏，记下此时电阻箱R有电阻值R1；然后调节电阻箱R的值，使电压表的指针满偏，记下此时电阻箱R的电阻值R2．

（1）实验中选用的定值电阻是；

（2）此实验计算电压表内阻RV的表达式为RV= ．

（3）若电源的内阻不能忽略，则电压表内阻RV的测量值将 A ．A．偏大B．不变C．偏小D．不能确定，要视电压表内阻的大小而定．

【考点】伏安法测电阻．

【分析】本题（1）的关键是明确定值电阻的作用是为保护电压表，所以在电阻箱电阻为零时根据欧姆定律求出保护电阻的阻值即可；题（2）根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的表达式即可求出电压表内阻；题（3）的关键是根据闭合电路欧姆定律可知，若电源内阻不能忽略，则电路中电流增大，内压降变大，路端电压变小，然后再根据欧姆定律即可得出电压表的内阻比忽略电源内阻时小，从而得出结论．

【解答】解：（1）设保护电阻的电阻为r，由欧姆定律应有=3，代入数据解得r=6kΩ，所以定值电阻应选

（2）根据欧姆定律应有：E= + 及E=U+

联立解得=

（3）若电源的内阻不能忽略，由闭合电路欧姆定律可知，电流增大电源的路端电压减小，则（2）式中应满足U+ ＜+ ，

解得＜，即测量值偏大，所以A正确．

故答案为：（1）

（2）

（3）A

11．如图甲所示，有一足够长的粗糙斜面，倾角θ=37°，一质量为m 的滑块以初速度v0=16m/s从底端A点滑上斜面，滑至B点后又返回到A点．滑块运动的图象如图乙所示，求：（已知：sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，

重力加速度g=10m/s2）

（1）AB之间的距离；

（2）上滑过程滑块受到斜面摩擦阻力的大小

（2）滑块再次回到A点时的速度的大小．

【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．

【分析】（1）速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移，由数学知识求出位移；

（2）根据运动学公式求解出上滑过程的加速度，然后受力分析并根据牛顿第二定律列式即可求出摩擦力的大小；

（3）下滑时同样受力分析并根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后根据运动学公式列式求解．

【解答】解（1）由v﹣t图象知AB之间的距离为：SAB= m=16 m．（2）设滑块从A滑到B过程的加速度大小为a1，滑块与斜面之间的滑动摩擦力为f，上滑过程有：

mgsin37°+f=ma1

代入数据解得：f=2m（N）

（3）设从B返回到A过程的加速度大小为a2，下滑过程有：mgsin37°﹣f=ma2

得：

则滑块返回到A点时的速度为vt，有：

代入数据解得：vt=8 m/s．

答：（1）AB之间的距离是16m；

（2）上滑过程滑块受到斜面摩擦阻力的大小是2m（N）．

（2）滑块再次回到A点时的速度的大小是8 m/s．

12．如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样．一带正电荷的粒子从P（x=0，y=h）点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动：若同时存在电场和磁