【物理】云南省大理永平县第二中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

【物理】云南省大理永平县第二中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

云南省永平县第二中学2019-2020学年上学期期末考试 高二 物理 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。‎ 一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分) ‎ ‎1.如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角α＝30°，弹簧水平，以下说法正确的是(　　)‎ A． 细线拉力大小为mg B． 弹簧的弹力大小为mg C． 剪断左侧细线瞬间，b球加速度为0 D． 剪断左侧细线瞬间，a球加速度为g ‎2.为了测定子弹的飞行速度，在一根水平的旋转轴杆上固定着两个薄圆盘A，B，且A，B平行，相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min，在薄圆盘转动不到半周的时间里，子弹穿过两盘留下两个弹孔a，b，测得两孔所在的半径间的夹角为30°，如图所示，则该子弹的速度是(　　)‎ A． 360 m/s B． 720 m/s C． 1 440 m/s D． 1 080 m/s ‎3.如图甲所示，一固定在地面上的足够长斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量M＝1 kg，绳绷直时B离地面有一定高度．在t＝0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v－t图象如图乙所示，若B落地后不反弹，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是(　　)‎ A．B下落的加速度大小a＝10 m/s2‎ B．A沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对A做的功W＝3 J C．A的质量M＝0.5 kg，A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5‎ D． 0～0.75 s内摩擦力对A做的功0.75 J ‎4.一质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面滑动，现在木板上站一个质量为m的人，为保持木板与斜面相对静止，则人应(　　)‎ A． 匀速向下跑 B． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑 C． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑 D． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑 ‎5.如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，甲、乙、丙、丁四个带正电的点电荷沿四个方向、以大小相同的初速度v0垂直磁场方向进入磁场．则进入磁场瞬间，受到洛伦兹力方向向下的点电荷是(　　)‎ A． 甲 B． 乙 C． 丙 D． 丁 ‎6.一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（　　）‎ A． B． C．Ρnev D．‎ ‎7.x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图曲线所示(AP＞PB)，选无穷远处电势为0，从图中可以看出(　　)‎ A．Q1电量一定小于Q2电量 B．Q1和Q2一定是同种电荷 C．P点电场强度是0 D．Q1和Q2之间连线上各点电场方向都指向Q2‎ ‎8.高压供电线路在不断电的情况下进行检修，检修人员必须穿上特制的用金属丝编制的工作服才能安全作业．这是因为人穿上金属丝衣服工作时(　　)‎ A． 人体的电势为零，且电场强度为零 B． 人体的电势为零，但电场强度不为零 C． 人体的电势不为零，且人的电势低于高压线路的电势 D． 人体的电势不为零，且人和高压线路的电势相等 ‎9.如图所示把四个完全相同的灯泡连成甲、乙两电路，U甲=2U乙，四个灯泡都正常发光，两个电路消耗的总功率用P甲、P乙表示，电阻R1、R2的功率用P1、P2表示，则下列关系正确的是（　　）‎ A．P甲=P乙 B．R1=R2 C．P2=4P1 D．R1=2R2‎ ‎10.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是(　　)‎ A． 棒中的电流变大，θ角变大 B． 两悬线等长变短，θ角变小 C． 金属棒质量变大，θ角变大 D． 磁感应强度变大，θ角变小 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) ‎ ‎11.(多选)如图所示，一质量为m可视为质点的小物体，在沿斜面向上的拉力F作用下，从长为L、高为h的粗糙固定斜面底端匀速运动到顶端，重力加速度为g.此过程中，物体的(　　)‎ A． 重力势能增加了mgh B． 机械能保持不变 C． 机械能增加了mgh D． 机械能增加了FL ‎12.(多选)如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员(　　)‎ A． 在第一过程中始终处于失重状态 B． 在第二过程中始终处于超重状态 C． 在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态 D． 在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态 ‎13.(多选)如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°角，利用以上数据可求出下列物理量中的(　　)‎ A． 带电粒子的比荷 B． 带电粒子在磁场中运动的周期 C． 带电粒子的初速度 D． 带电粒子在磁场中运动所对应的圆心角 ‎14.(多选)如图所示，电灯L标有“4 V,1 W”的字样，滑动变阻器R总电阻为50 Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A，由于外电路某处发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数为0.5 A，电压表示数为10 V．若导线完好，电路中各处接触良好，电表均为理想电表，则下列判断正确的是(　　)‎ A． 发生的故障是断路 B． 发生的故障是短路 C． 电源的电动势为12.5 V、内阻为0.5 Ω D． 发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎15.某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0.他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值．实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，刻录了U1、U2、I的一系列值．‎ ‎(1)他在同一坐标纸上分别作出U1－I、U2－I图线，如图乙所示，则U1－I图线是图中________(填A或B)．‎ ‎(2)定值电阻R0的计算表达式是：R0＝_______(用测得的U1、U2、I表示)，若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值_______(填“大于”“等于”或“小于”)实际值．‎ ‎(3)若实验中没有电压表V1，你能测出的量是_______(填“电动势E”“内阻r”或“R0”，下同)．‎ ‎(4)若实验中没有电压表V2，你能测出的量是________．‎ ‎16.如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．‎ ‎(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．‎ ‎(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．‎ ‎(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和 I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为 在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．‎ ‎(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω.(保留两位小数)‎ ‎(5)该电路中电源输出的短路电流Im＝________ A.‎ 四、计算题 ‎ ‎17.如图所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd，边长为L，距地面的高度为H，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A和小物块B，当小球A以速度v在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动时，AO间的距离为l.已知A的质量为mA，重力加速度为g，不计空气阻力.‎ ‎(1)求小物块B的质量mB；‎ ‎(2)当小球速度方向平行于玻璃板ad边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大？‎ ‎(3)在(2)的情况下，若小球和小物块落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少？‎ ‎18.如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B．A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的匀强电场后，系统开始运动．已知MN、PQ间电势差为U．不计A、B两球间的库仑力，两球均视为点电荷.试求：‎ ‎（1）开始运动时，带电系统的加速度大小；‎ ‎（2）A球刚运动到PQ位置时的速度大小；‎ ‎（3）带电系统从静止开始向右运动的最大距离。‎ ‎19.如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长，求：(取g＝9.8 m/s2)‎ ‎(1)匀强磁场中磁感应强度是多大？‎ ‎(2)当金属棒通以0.2 A由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？‎ ‎20.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d，如图所示．不计粒子重力，求：‎ ‎(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎(2)粒子在M点的初速度v0的大小；‎ ‎(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.C 2.C 3.B 4.D 5.B 6.C 7.D 8.D 9.A 10.A ‎11.AC 12.CD 13.ABD 14.AD ‎15.(1)B　(2)　大于　(3)E、r　(4)E ‎【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知斜率的绝对值表示内阻；‎ U1－I是把R0等效成了内阻，所以画出的U1－I图象斜率会比较大，所以应选B；‎ ‎(2)根据部分电路欧姆定律：R0＝＝，因为电压表的分流作用，使得电流表所测电流偏小，所以测得电阻偏大；‎ ‎(3)没有电压表V1,V2的读数直接就是路端电压，同样根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，改变滑动变阻器阻值，根据U2－I，斜率的绝对值表示r；纵截距表示电动势E；‎ ‎(4)没有电压表V2，可以把R0等效成内阻，根据V1的读数及闭合电路欧姆定律U＝E－I(R0＋r)‎ 斜率的绝对值表示R0＋r；纵截距表示电动势E.‎ ‎16.(1) (2)b端　(3)‎ ‎(4)1.5　0.60　(5)2.5‎ ‎【解析】(1)由电路图连线如图 ‎(2)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端．‎ ‎(3)连线如图 ‎(4)电路中A1与R1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA，对应电压值U＝0.149×10－3×104V≈1.5 V，‎ 故电动势E＝1.49 V，内阻r＝||≈0.60 Ω.‎ ‎(5)短路电流Im＝＝A≈2.5 A.‎ ‎17.‎ ‎18.(1)(2)(3)‎ ‎【解析】（1） 开始运动时，带电系统的加速度，根据牛顿定律 解昨 ‎(2)从开始运动，到A球刚运动到PQ位置，根据动能定理：‎ 解得：（3）带电系统向右运动分三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场.设A球离开PQ的最大位移为x，由动能定理得：2qEL-qEL-3qEx=0解得则 ‎19.　(1)0.49 T　(2)3 cm ‎【解析】　(1)当ab棒受到向上的安培力BIl，且和向下的重力mg大小相等时，弹簧不伸长，由BIl＝mg可得出磁感应强度：B＝＝T＝0.49 T.‎ ‎(2)当0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两根弹簧向上的拉力2kx1、向上的安培力BI1l和向下的重力mg作用，处于平衡状态.‎ 根据平衡条件有：2kx1＝mg－BI1l①‎ 当电流反向后，弹簧伸长x2，ab棒受到两个弹簧向上的拉力2kx2、向下的安培力BI2l和重力mg作用，处于平衡状态，有：‎ ‎2kx2＝mg＋BI2l②‎ 联立①②得：‎ x2＝·x1‎ 代入数据解得：x2＝3 cm.‎ ‎20.(1)d　(2)　(3)‎ ‎【解析】(1)作出带电粒子的运动轨迹如图所示：‎ 由几何关系得，Rsinθ＝d，‎ 解得R＝d.‎ ‎(2)由qvB＝得v＝‎ 在N点速度v与x轴正方向成θ＝60°角射出电场，将速度分解如图所示 cosθ＝得，射出速度v＝2v0，‎ 解得，v0＝.‎ ‎(3)设粒子在电场中运动的时间为t1，有d＝v0t1，‎ 所以t1＝＝.‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T＝，‎ 设粒子在磁场中运动的时间为t2，有t2＝T，‎ 所以t2＝.‎ 则t＝t1＋t2，所以t＝.‎