湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）

湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）

湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析） ‎ 一、单项选择题 ‎1.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是 A. 电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功 B. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 D. 静电场中电场强度为零的位置，电势一定为零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功，选项A正确；电容器的电容是由电容器本身的结构决定的，与所带电荷量以及两极板间的电压无关，选项B错误；电场中某点的电场强度是由电场本身决定的物理量，和试探电荷的电荷量无关，选项C错误；静电场中电场强度为零的位置，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点，选项D错误.‎ ‎2.下列说法正确的是 A. 卢瑟福粒子散射实验证明了汤姆孙的“西瓜模型”的正确性 B. 贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子具有复杂结构 C. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D. 康普顿效应说明光具有波动性 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】卢瑟福α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子的“西瓜模型”，确立了原子核核式结构模型，选项A错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子核具有复杂结构，选项B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，选项D错误.‎ ‎3.如图所示，是高二某同学演示楞次定律实验记录，不符合实验事实的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：D选项中，由楞次定律知：当条形磁铁拔出时，感应电流形成的磁场与原磁场方向相同，因原磁场方向向上，故感应磁场方向也向上，再由安培定则知从上向下看感应电流方向为逆时针，D错。‎ 考点：楞次定律、安培定则等。‎ ‎【名师点睛】楞次定律中“阻碍”的含义 ‎4.如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2（阻值随光照增强而减小），开关K开始时处于闭合状态，下列说法正确的是 A. 当光照变弱时，变压器的输入功率增加 B. 当滑动触头P向下滑动时，电阻R1消耗的功率增加 C. 当开关K由闭合到断开，原线圈中电流变大 D. 当U增大时，副线圈中电流变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：变压器的输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率；结合功率表达式分析判断即可．‎ 当光照变弱时，增大，副线圈中总电阻增大，原副线圈匝数不变，所以副线圈两端的电源不变，故根据 可得副线圈中消耗的电功率减小，即原线圈输入功率减小，A错误；当滑动触头P向下滑动时，减小，根据可得，所以副线圈两端的电压增大，根据可知消耗的电功率增大，B正确；当开关K由闭合到断开，原线圈中少了一个支路，电流减小，C错误；当U增大时，根据可知副线圈两端的电压增大，而电阻不变，故副线圈中的电流增大，D错误．‎ ‎5.如图所示，两个互相垂直的平面a和b，其相交线上的M点和N点带有等量点电荷，O是MN的中点，A是平面a上的一点，B是平面b上的一点，AO和BO均垂直于MN，且 ，则下列说法正确的是 A. 若M、N带等量异种电荷，则A、B两点的电势相同，场强不相同 B. 若M、N带等量异种电荷，则A、B两点的电势相同，场强相同 C. 若M、N带等量同种电荷，则A、B两点的电势不相同，场强相同 D. 若M、N带等量同种电荷，则A、B两点的电势相同，场强相同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 若M、N带等量同种电荷，A、B两点距离点电荷距离相等，根据电势的叠加知A、B两点电势相同，根据对称性A、B两点场强大小相等，由平行四边形定则知，A点场强由O指向A；B点场强由O指向B，方向不同，故A正确，B错误；若M、N带等量异种电荷，选无穷远处的电势为零，A、B两点在同一等势面上，A、B两点电势相同为0，场强大小相等，方向相同，故CD错误；故选A.‎ ‎6.如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O点为三角形的中心（O到三个顶点的距离相等），则 A. O点的磁感应强度为零 B. O点的磁场方向垂直Oc斜向下 C. 导线a受到的安培力方向垂直Oa连线方向水平向右 D. 导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手螺旋定则，电流a在O产生的磁场平行于bc向右，b电流在O产生的磁场平行ac指向左上方，电流c在O产生的磁场平行ab指向右方；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则O点合磁场方向不为零，方向垂直Oc指向右上方，故AB错误；根据“同向电流吸引，异向电流排斥”可知，b对a有沿ab方向的吸引力，c对a有沿ca方向的排斥力，两力大小相等，由力的合成可知，a受安培力方向水平向左，选项C错误；同理，b受到a沿ba方向的吸引力，受到c沿cb方向的排斥力，两力大小相等，由力的合成可知，导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上，故D正确。‎ 二、多项选择题 ‎7.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于能级的激发态，在向基态跃迁的过程中，下列说法中正确的是 A. 这群氢原子能发出六种频率不同的光，其中能级跃迁到能级所发出光的波长最短 B. 这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃 迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象 C. 用这群氢原子所发出的光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则从金属钠表面所发出的光电子的最大初动 能可能为10.26eV D. 处于基态的氢原子可吸收13.0eV的光子跃迁到能级 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】这群氢原子能发出种频率不同光，其中能级跃迁到能级所发出光的频率最小，波长最长，选项A错误；因n=4到n=1的能级差大于n=3到n=1的能级差，则这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光的频率大于从能级跃迁到能级所发出光的频率，则如果这群氢原子从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象，选项B正确；用这群氢原子跃迁所发出的光的最大能量为（-0.85）eV-（-13.6）eV=12.75eV，则用它照射逸出功为2.49eV的金属钠，从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为12.75eV-2.49eV=10.26eV，选项C正确；基态与n=4状态的能级差为12.75eV，则处于基态的氢原子不可能吸收13.0eV的光子跃迁到能级，选项D错误.‎ ‎8.如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是 A. O点电势为零 B. 匀强电场的场强大小为，方向由C指向A C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势为1V D. 将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】因AC中点的电势为可知B与AC中点的连线为等势面，可知O点的电势为3V，选项A错误；匀强电场的场强大小，方向由C指向A，选项B正确；在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低的点应该是平行于AC的直径与圆周的上方的交点位置，因A点的电势为1V，则此电势最低点的位置的电势小于1V，选项C错误；将电子由C点移到A点，电势降低4V，则电子的电势能增加了4eV，选项D正确.‎ ‎9.如图所示，D1和D2是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻与电阻R相同．在电键K接通或断开时，两灯亮暗的情况为 A. K刚接通时 一样亮，最后 比亮 B. K刚接通时， 比暗，最后两灯亮度相同 C. K断开时，D2立即熄灭，D1灯过一会儿才熄灭 D. K断开时灯D1和D2都过一会儿才熄灭 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡D1的电流较大，故灯泡D1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，两个灯泡一样亮，即D1灯泡亮度逐渐正常，故A错误，B正确；电键断开瞬间，D2立即熄灭；电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡D1构成闭合回路放电，故灯泡D1一定是逐渐变暗，故C正确，D错误.‎ ‎10.如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框．t=0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入匀强磁场的时刻为，ad边刚进入匀强磁场的时刻为，设线框中的磁通量为Φ，产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压为U，水平拉力大小为F，则下列Φ、i、U、F随运动时间t变化的关系图象正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题得到，穿过线圈的磁通量：可知φ-t图像不是直线，选项A错误；金属杆的速度与时间的关系式为v=at，a是加速度。由E=BLv和得，感应电流与时间的关系式为，B、L、a均不变，当0-t1时间内，感应电流为零，t1-t2时间内，电流I与t成正比，t2时间后无感应电流。故B正确；由E=BLv和得，感应电流与时间的关系式为 ，当0-t1时间内，感应电流为零，ad的电压为零，t1-t2时间内，电流I与t成正比，，电压随时间均匀增加，t2时间后无感应电流，但有感应电动势，Uad=E=BLat电压随时间均匀增加，故C正确。根据推论得知：金属杆所受的安培力为，由牛顿第二定律得F-FA=ma，得 ，当0-t1时间内，感应电流为零，F=ma，为定值，t1-t2时间内，F与t成正比，F与t是线性关系，但不过原点，t2时间后无感应电流，F=ma，为定值，故D错误。‎ 三、实验题 ‎11.某同学在实验室测定金属丝电阻率的实验中 ‎（1）如图甲所示，用游标卡尺测量长度，可知其长度为：_____________ mm；‎ ‎（2）如图乙所示，用螺旋测微器测金属丝的直径，可知其测量值为：_____________ mm．‎ ‎【答案】 (1). 110.50 (2). 1.848‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）如图甲所示，L=110mm+0.05mm×10=110.50 mm；‎ ‎（2）如图乙所示，d=1.5mm+0.01mm×34.8=1.848 mm．‎ ‎12.在练习使用多用电表的实验中 ‎（1）某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时指针偏转如图1所示．以下是接下来的测量过程：‎ a.将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔 b旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔 c.将选择开关旋到“ ”挡 d.将选择开关旋到“ ”挡 e.将选择开关旋到“ ”挡 f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔 以上实验步骤中的正确顺序是______（填写步骤前的字母）．‎ ‎（2）重新测量后，指针位于如图2所示位置，被测电阻的测量值为______．‎ ‎（3）如图3所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为，电池电动势为，则该欧姆表的内阻是______，表盘上刻度线对应的电阻值是______．‎ ‎（4）为了较精确地测量另一定值电阻的阻值，采用如图4所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．‎ ‎①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的_____（选填“红”或“黑”）表笔．‎ ‎②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到的关系如图5所示．不计此时多用电表的内阻．则=_____ ，电源电压U=______V．‎ ‎【答案】 (1). adfb (2). 2200 (3). 3 (4). 2 (5). 红 (6). 100 (7). 4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图可知，把选择开关旋到“×10”挡位时，指针偏转角度过小，则可知欧姆档档位选择过低，则应该选择“×100”挡；按照欧姆表的使用规则，可知以上实验步骤中的正确顺序是： adfb；‎ ‎（2）如图所示，则被测电阻的测量值为22×100Ω=2200Ω．‎ ‎（3）该欧姆表的内阻是，由，解得 ，即表盘上30μA刻度线对应的电阻值是2kΩ．‎ ‎（4）①用多用电表测电路中的电流，按照“红进黑出”的原则，与a点相连的是多用电表的红表笔．‎ ‎②根据图所示电路图，由闭合电路欧姆定律可得：，故由图可得：，所以，Ry=100Ω，U=4V；‎ 四、计算题 ‎13.如图所示，一光滑水平轨道上静止一质量为2m的小球B．另一大小相同的质量为m的小球A以速度向右运动并与B球发生弹性正碰，求：‎ ‎（1）碰撞结束时A球的速度的大小及方向；‎ ‎（2）碰撞过程B球对A球的冲量大小及方向.‎ ‎【答案】（1）A球得速度大小为，方向水平向左（2），方向水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以向右为正，碰撞过程动量守恒、能量守恒，有：‎ 联立解得： ‎ 故A球得速度大小为，方向水平向左 ‎（2）对A球由动量定理有：‎ 解得：‎ 故B对A的冲量大小为，方向水平向左 ‎14.最新华为手机采用了无线充电技术，电磁感应式无线充电系统原理如图(a)所示，给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流，从而实现充电器与用电装置之间的能量传递．某受电线圈的匝数n= 100匝，电阻r=1.0Ω，c、d两端接一阻值R=4.0Ω的电阻，当送电线圈接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面几乎垂直的磁场，其磁通量随时间变化的规律如图(b)所示．求：（结果均保留2位有效数字）‎ ‎（1）到时间内，通过电阻的电荷量；‎ ‎（2）在一个周期内，电阻产生的热量．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）受电线圈感应电动势得平均值为：‎ 通过电阻的平均电流为：‎ 通过电阻的电荷量为：‎ 联立解得：‎ ‎（2）受电线圈中产生的电动势的最大值为：‎ 通过电阻的电流的最大值为：‎ 电阻在一个周期内产生的热量为：‎ 联立解得：‎ ‎15.如图所示，真空中半径为R的圆内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，圆心为O，磁感应强度大小为B．有一长度为2R的挡板MN，中点为D，OD连线与挡板MN垂直，且长度为. 现有一质量为m，带电荷量为+q的粒子，从C点以速度沿着CO方向垂直射入磁场区域，CO平行于MN．（不计粒子重力）‎ ‎（1）若粒子恰好击中D点，求速度的大小；‎ ‎（2）若粒子进入磁场的入射方向不变，速度大小可调节，求能够击中挡板MN的速度大小范围．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子恰好击中D点，令粒子此时的轨道半径为；‎ 由几何关系可知，‎ 由洛伦兹力提供向心力，有：‎ 解得：‎ ‎（2）当粒子的速度为时，恰好击中M点，如图所示 令其轨道半径，由几何关系有：‎ 由洛伦兹力提供向心力，有：‎ 解得：‎ 当粒子的速度为时，恰好击中M点，如图所示 令其轨道半径为，由几何关系有： ‎ 由洛伦兹力提供向心力，有：‎ 解得：‎ 综上所述，满足要求的速度的取值范围为：‎ ‎16.如图所示，一个半径为r=0.4m的圆形金属导轨固定在水平面上，根长为r的金属棒ab的a端位于圆心，端与导轨接触良好。从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为θ=37°、间距为l=0.5m的平行金属导轨相连质量m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上，并与导轨接触良好，且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。导轨间另一支路上有一规格为“2.5Ⅴ 0.3A”的小灯泡L和一阻值范围为0~10Ω的滑动变阻器R0。整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计，从上往下看金属棒ab做逆时针转动，角速度大小为ω。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。‎ ‎(1)当ω=40rad/s时，求金属棒ab中产生的感应电动势E1，并指出哪端电势较高；‎ ‎(2)在小灯泡正常发光的情况下，求ω与滑动变阻器接入电路的阻值R0间的关系；(已知通小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关)；‎ ‎(3)在金属棒cd不发生滑动情况下，要使小灯泡能正常发光，求ω的取值范围。‎ ‎【答案】（1），b端电势较高（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得，b端电势较高；‎ ‎（2）由并联电路的特点可知，当小灯泡正常发光时，有，‎ 代入数据可得；‎ ‎（3）由于，所以当棒cd中无电流时，其无法静止；‎ ‎（i）当较小，棒cd恰要向下滑动时，对其进行受力分析，受力示意图如图甲所示：‎ X轴有：；y轴有，且；‎ 棒cd所受安培力，‎ 通过棒cd的电流；‎ 联立解得；‎ ‎（ii）当较大，棒cd恰要向上滑动时，对其受力分析，受力示意图如图乙所示 同理可得；‎ 所以要使棒cd静止，；‎ 由（2）中结果可知；‎ 因为，即，‎ 解得小灯泡正常发光时 综上所述 ‎