湖北省荆州中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

湖北省荆州中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

O 湖北省荆州中学 2020 学年高二物理上学期期末考试试题 一、选择题（10×5 分=50 分。1---7 题为单选题，8—10 题为多选题） 1.电磁感应知识及其应用的下列说法错误的是 （ ） A. 楞次定律告诉我们，感应电流的效（结）果总是要反抗引起感应电流的原因 B. 磁电式电流表、电压表中线圈要绕在铝框上一个重要原因是利用电磁阻尼 C.在电磁炉上加热食品须使用金属器皿，是因金属在交变磁场中产生涡流发热 D. 对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势一定越大 2.设每个通电 的圆环在圆心处产生的磁场的磁感应强度都为 B0。如图，两个相互绝缘的 都通有电流 的圆环相互垂直放置，则这两个圆环中心处的磁场磁感应强度为（ ） A. B0 方向斜向右上方 B. 02B 方向斜向后上方 C. 03B 方向斜向左上方 D. 2 B0 方向斜向后下方 3.如图所示，A、B、C 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由 A 指向 C，A、B 之间的距 离等 于 B、C 之间的距离．A、B、C 三点的电场强度的大小和电势分别用 EA、EB、EC 和φA、φB、 φC 表示，则 （ ） A．EA=EB=EC B．EA＞EB＞EC C．φA＞φB＞φC D．φA-φB=φB-φC 4.我们位于地球的北半球，曾经在教室的天花板上装有吊扇。假设吊扇的各叶片水平，只考 虑该处地磁场的竖直分量，设地磁场磁感应强度的竖直分量的大小为 B，叶片的长度为 L， 中间圆盘半径为 R。电扇使用时转动的频率为 f，逆着地磁场竖直分量的方向看吊扇，其 叶片按逆时针方向转动，叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示，用 E 表示每个叶片 上的感应电动势，则 （ ） A．E=πf (L + R )LB ，且 a 点电势高于 b 点电势 B．E=2πf(L –R )LB ，且 a 点电势高于 b 点电势 A B C C．E=2πfL ( L - 2R ) B ，且 a 点电势低于 b 点电势 D．E=πfL ( L + 2R ) B ， 且 a 点电势低于 b 点电势 5.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 ． 如果仅改变下列某一个条件， 角的相应变化情况是（ ） A．棒中的电流变大， 角变大 B．两悬线等长变短， 角变小 C．金属棒质量变大， 角变大 D．磁感应强度变大， 角变小 6.边长为 L 的闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平 面向里 的匀强磁场中. 现用外力 F 把框架水平匀速拉出磁场（如图），若用 E 表示感 应电动势大小，P 表示外力的功率，则各物理量与框架运动位移 x 的关系图像正确的 是 （ ） 7. 一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成θ角，如图所示，磁场的磁感应 强度随时间均匀变化。在下述几种方法中可使线圈中感应电流增加 一倍的是( ) A.仅把线圈匝数增加一倍 B. 仅把线圈面积增加一倍 C.仅把线圈直径增加一倍 D. 仅把线圈电阻率增加一倍 8.中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为 h，宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中．当电流通过导体板 时，在导体板的上表面 A 和下表面 A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验 表明，当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和 B 的关系式为 ，式中的比例系数 K 称 N M B E DB O v x O F xO E x O P x A C 为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为 n，电子量为 e．则下列说法正确的 是（ ） A．A 的电势高于 A′的电势 B．A 的电势低于 A′的电势 C．霍尔系数 D．霍尔系数 9.如图所示，质量分别为 m 和 2 m 的 A、B 两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A 紧靠竖直墙壁。用水平力向左推 B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为 F，弹簧 的弹性势能为 E。在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（ ） A.撤去推力的瞬间，B 的加速度大小为 m F 2 B.从撤去推力到 A 离开竖直墙壁前，A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒 C.A 离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为 3 E D.A 离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为 E 10.如图所示，矩形 ABCD 位于匀强电场中，且与匀强电场方向平行．已知 AB = 2 BC，A、B、 D 的电势分别为 6 V、2 V、4 V．初动能为 24eV、电荷量大小为 4e 的带电粒子从 A 沿着 AC 方向射入电场，恰好经过 B．不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 该粒子一定带负电 B. 该粒子达到点 B 时的动能为 40eV C. 改变初速度方向，该粒子可能经过 D D. 改变初速度方向，该粒子可能经过 C 二、实验题（15 分 = 6 分 + 9 分） 11.(6 分，每小题 3 分) 如图所示为验证动量守恒的实验装置示 意图． （1）若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，半 径为 r2。 则要完成该实验须满足 （ ） 1 1 RI  A．m1 ＞ m2，r1 ＞ r2 B．m1 ＞ m2，r1 ＜ r2 C．m1 ＞ m2，r1 = r2 D．m1 ＜ m2，r1 = r2 （2）0 为斜槽末端垂足，P 为碰前入射小球落点的平均位置，M、N 两点为碰后两球平均落 点位置， 则在误差允许的范围内，关系式 m1 OP= （用 m1、m2 及图中字母表示）成 立，即表示碰撞中动量守恒． 12.（9 分，每空 3 分）一个表盘刻度清晰，但没有示数、量程，且内阻未知的电流表 ， 一位同学想测量该电流表的量程和内阻，可以使用的实验器材如下： A．电源(电动势约 4V，内电阻忽略不计) B．待测电流表 (量程和内电阻未知) C．标准电流表 （量程 0.6A，内电阻未知） D．电阻箱 (阻值范围 0 ～ 999.9Ω) E．滑动变阻器(阻值为 0 ～ 20Ω) F．滑动变阻器(阻值为 0 ～ 20kΩ) G．开关 S 和导线若干 该同学的实验操作过程为： ①将实验仪器按图所示电路连接，滑动变阻器 应选________(选填仪器前的字母序号)； ②将电阻箱 的阻值调至最大，将滑动变阻器的滑片 P 移至某一位置，闭合开关 S；接着 调节电阻箱 ，直至电流表 满偏，记录此时电阻箱 的阻值和标准电流表 的示数； ③移动滑片 P 至滑动变阻器的另一位置，再次调节电阻箱 直至电流表 满偏，记录此 时电阻箱 的阻值和标准电流表 的示数； ④重复步骤③3～5 次； ⑤该同学记录了各组标准电流表 的示数和电阻箱的阻值 的数据， 并作出图 线； ⑥根据图线可以求得电流表 的量程为________ A，内电阻为________Ω。 三、计算说理题（45 分 = 8 分 + 9 分 + 13 分 + 15 分） 0.6 6 0.3 6 21 13（8 分）如图所示，在 xoy 平面内有和它垂直的范围足够大且方向向里的匀强磁场，磁感 强度大小为 B。质量为ｍ，带电量为+q 的粒子，从Ｏ点以某一初速度垂直射入磁场，不 计重力，其轨迹 与 x 轴交于 M 点，与 y 轴交于 N 点（图中 M、N 未画出） 。求： （1）粒子初速度方向与 x 轴正向夹角θ 的正切值。 （2）粒子初速度 v 的大小； 14（9 分）在与纸面平行的匀强电场中有 A、O、B 三点恰好构成一直角三角形（如图所示）， 其中 OB 长为 ，OA 长为 。若把一带电量为 的正电荷 从 O 点移到 B 点，静电力做功 ；若把它从 A 点移到 O 点，则克服静电力做 功 ，求匀强电场的电场强度 。 15（13 分）质谱仪是分析同位素的重要工具。如图所示,设质量为 、电荷量为 q 的离子, 从容器 A 下方的小孔 不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔 垂直于磁 场方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,做半径为 R 的匀速圆周运动。离子行进半个 圆周后离开磁场并被收集,不考虑离子重力及离子间的相互作用。 （1）求加速电场的电压 U; （2）若容器 A 中有电荷量同为 q、质量分别为 和 的同种元素的 两种离子（设 ＞ ）,它们经电场加速后进入磁场中会发生分离. B A O v O y x θ 某次实验时加速电压的大小在 U±ΔU 范围内发生有微小变化。 应在什么范围内才能使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠? 16（15 分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨与水平面成 53°放置，两导轨上端接 了一个 Ω的定值电阻，导轨电阻忽略不计，在水平虚线 P、Q 间有一与导轨所 在平面垂直的匀强磁场 B，磁场区域的宽度为 d = 1.0 m． 导体棒 、b 的质量分别 为 、 ，电阻 。现将它们分别从图中 M、N 处同时由静 止释放，两棒向下滑动中与导轨始终垂直且接触良好，当 刚穿出磁场时， 正好进 入磁场，且都是匀速穿过磁场区域。取重力加速度 g = 10m/s2，sin53° = 0.8， cos53° = 0.6，不计电流间的相互作用，求： （1）从开始释放起到 棒刚穿出磁场止，这个过程中，导体棒 上消耗的电能？ （2）从开始释放起到 两棒相遇所用的时间以及相遇点与 Q 的距离（结果可以用分数 表示） P Q 物 理 答案 D B C D A B C BD ABC AC 11.(6 分，每小题 3 分) C m1OM + m2ON 12.（9 分，每空 3 分） ① E ② 0.3； 0.5 13（8 分 ） （1） b atan (2) m baqBv 2 22  14. （9 分） mVE /102 3 方向与 OB 成 30 斜向右上 15. （13 分） (1)离子在电场中加速的过程中,由动能定理得:qU=mv2 离子进入磁场后做匀速圆周运动,则:qvB=m 联立解得:U= (2)由前面得:R= 电压变化时,质量较小的 m 离子在磁场中运动的最大半径为: Rmax= 质量较大的 m′ 离子在磁场中运动的最小半径为: R′min= 两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为: Rmax

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