湖北省咸宁市2020学年高二物理上学期期末考试试题

湖北省咸宁市2020学年高二物理上学期期末考试试题

湖北省咸宁市2020学年高二物理上学期期末考试试题 ‎ 考生注意:‎ ‎１� 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,考试时间为９０分钟,满分 为１１０分.‎ ‎２� 答题前,考生务必将自己的学校、姓名、班级、准考证号填写在答题卡上.同时阅读 答题卡上面注意事项.‎ ‎３� 所有题目答案均写在答题卡上.‎ 第Ⅰ卷(选择题,共５０分)‎ 一、选择题:(本题共１０小题,每小题５分,共５０分.其中第１~６题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对得５分,错选或多选不得分;第７~１０题为多项选择题,全部选对得５分,选对但不全得３分,有错选或不答得０分.)‎ ‎１� 物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学做出了巨大贡献,值得我们敬仰．下列描述中不符合物理学史实的是 A� 楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律 B� 洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C� 奥斯特发现了电流的磁效应 D� 安培提出了分子电流假说 ‎２� 如图所示为通电螺线管的纵剖面图,“�”和“☉”分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出,关于图中四个小磁针(涂黑的一端为 N 极)静止时的指向,一定画错了的是 A�a B�b C�c D�d ‎３� 如图所示,有一束混合粒子从左到右射入匀强磁场B１ 和匀强电场E 共存的区域,发现这些粒子不偏转,进入另一匀强磁场B２ 中发现它们分成几束,不计各粒子重力和它们之间 的作用力,粒子束分开的原因一定是它们的 A� 速度不同 B� 质量不同 C� 比荷不同 D� 电荷量不同 咸宁市高二期末�物理试卷 第１页 (共６页 )‎ ‎４� 如图所示,两个闭合正方形线框A、B 的中心重合,放在同一水平面内.当小线框A 中通有不断增大的顺时针方向的电流时,对于线框B,下列说法中正确的是 A� 有顺时针方向的电流且有收缩的趋势 B� 有顺时针方向的电流且有扩张的趋势 C� 有逆时针方向的电流且有收缩的趋势 D� 有逆时针方向的电流且有扩张的趋势 ‎５� 如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为 ‎０．０５Ω,电流表和电压表均为理想电表.只接通S１ 时,电流表示数为１０A,电压表示数为 ‎１２V;再接通S２,启动电动机工作时,电流表示数变为８A,则此时通过启动电动机的电流是 A�８A B�４０A C�５０A D�５８A ‎６� 如图,直线a、b和c、d 是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q 是它们的交点,四点 处的电势分别为 , , , ,一电子由 M 点分别到N 点和P 点的过程中,电场力所 ϕM ϕN ϕP ϕQ 做的负功相等,则 A� 直线a 位于某一等势面内,ϕM ＞ϕQ B� 直线c位于某一等势面内,ϕM ＞ϕN C� 若电子由 M 点运动到Q 点,电场力做正功 D� 若电子由P 点运动到Q 点,电场力做负功 ‎７� 关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 A� 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B� 安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关 C� 匀强磁场中,将直导线从中点折成直角,安培力的大小可能变为原来的２倍 ‎２‎ D� 两根通以同向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力 ‎８� 如图所示,两板间距为d 的平行板电容器与一电源连接,开关S 闭合,电容器两板间有一质量为m,带电荷量为q 的微粒静止不动,下列说法中正确的是 A� 微粒带的是负电 B� 电源电压的大小等于mgdq C� 断开开关S,微粒将向下做加速运动 D�保持开关S 闭合,把电容器两极板距离增大,微粒将向下做加速运动 咸宁市高二期末�物理试卷 第２页 (共６页 )‎ ‎９�如图所示,空间有一正三棱锥OABC,点A′、B′、C′分别是三条棱的中点.现在顶点O 处固定一正点电荷,下列说法中正确的是A�A′、B′、C′三点的电场强度相同 B�△ABC 所在平面为等势面 C� 将一正试探电荷从A′点沿直线移到B′,静电力对该试探电荷 先做负功后做正功D�若A′点的电势为A′,A 点的电势为A,则AA′连线中点D 处 的电势D 一定小于ϕA′２＋ϕA ‎１０� 如图所示为一匀强电场,某带电粒子仅受重力和电场力作用从A 点运动到B 点,在这一运动过程中克服重力做的功为２．０J,电场力做的功为１．５J．则下列说法正确的是 A� 粒子带负电 B� 粒子在A 点的电势能比在B 点多１．５J C� 粒子在A 点的动能比在B 点少０．５J D� 粒子在A 点的机械能比在B 点少１．５J 第Ⅱ卷(非选择题,共６０分)‎ 二、实验题(本题共２小题,共２０分)‎ ‎１１�(８分)在“研究电磁感应现象”实验中,将灵敏电流计G 与线圈L 连接,线圈上导线绕法如图所示.已知当电流从电流计G 左端流入时,指针向左偏转.‎ ‎(１)将磁铁N 极向下从线圈L 上方竖直插入L 时,灵敏电流计的指针将 偏转(选填“向左”、“向右”或“不”).‎ ‎(２)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离 L 时,a 点电势b点电势(填“高于”、“等于”或“低于”).‎ ‎１２�(１２分)物理实验小组设计了如图a 所示的欧姆表电路,通过控制电键S 和调节电阻箱,‎ 可使欧姆表具有“×１”和“×１０”两种倍率.所用器材如下:‎ A� 干电池:电动势E＝１．５V,内阻r＝１．０Ω B� 电流表 G:满偏电流Ig＝１mA,内阻Rg＝１５０Ω 咸宁市高二期末�物理试卷 第３页 (共６页 )‎ C� 定值电阻R１＝１２００Ω D� 电阻箱R２ 和R３:最大阻值都为９９９．９Ω E� 电阻箱R４:最大阻值９９９９Ω F� 电键一个,红、黑表笔各１支,导线若干.‎ ‎(１)该实验小组按照图a 正确连接好电路.当电键S 断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R２＝ Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻 R内 ,则R内 ＝ Ω,此时欧姆表的倍率是 (选填“×１”、“×１０”). (２)闭合电键S:‎ 第一步:调节电阻箱R３ 和R２,当R３＝‎ Ω且R２＝‎ Ω时,将红、黑表笔短 接,电流表再次满偏;‎ 第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R４,调节R４,当电流表指针指向图b 所示的位置时,对应测量的电阻箱阻值应为 Ω.‎ 三、计算题(本题共４小题,共４０分.把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答,解答题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有 数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)‎ ‎１３�(８分)如图所示电路,A、B 两点间接上一电动势为４V、内电阻为１Ω 的直流电源,三个电阻的阻值均为４Ω,电容器的电容为２０μF,电流表内阻不计,求:‎ ‎(１)闭合开关S 后,电容器所带电荷量;‎ ‎(２)断开开关S 后,通过R２ 的电荷量.‎ 咸宁市高二期末�物理试卷 第４页 (共６页 )‎ ‎１４�(８分)如图所示,一电荷量为＋q、质量为m 的小物块处于一倾角为３７°的光滑斜面上,当 整个装置被置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止．重力加速度取g,sin３７°＝‎ ‎０．６,cos３７°＝０．８．求:‎ ‎(１)水平向右电场的电场强度; (２)若将电场强度减小为原来的１２,物块的加速度是多大.‎ ‎１５�(１０分)如图,坐标系xOy 的第一象限内,以O 为圆心半径分别为R、２R 的圆弧ab、cd、及两坐标轴围成Ⅰ、Ⅱ两个区域.Ⅰ、Ⅱ区域中存在磁感应强度大小均为B０ 的匀强磁场,其中I 区域的磁场方向垂直坐标平面向外、Ⅱ区域的磁场方向垂直坐标平面向里.‎ 一质量为m、电荷量为q 的带正电粒子,以某一初速度从坐标原点O 沿＋y 方向射入磁 场,与弧ab交点的坐标为(２２R,２２R).求: (１)粒子的初速度大小; (２)粒子从O 点运动到弧cd 经历的时间t.‎ 咸宁市高二期末�物理试卷 第５页 (共６页 )‎ ‎１６�(１４分)如图所示,半径为R 的圆形导轨固定在水平面内,其圆心为O,ab 为一条直径,b 点处有一小缺口.一根长度大于２R、质量为m 且质量分布均匀的直导体棒PQ 置于圆导轨上的a 点,且与ab直径垂直,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,‎ 磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.t＝０时刻,直导体棒在水平外力作用下以速度 v ‎ 匀速向右运动,在运动过程中始终与圆形导轨保持良好接触,并始终与ab 垂直.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒单位长度的电阻为r０,圆形导轨的电阻忽略不计.重力加速度大小为g.求:‎ ‎(１)t时刻通过圆导轨的电流方向和大小(方向答“顺时针”或“逆时针”); (２)t时刻外力的功率和导体棒从a 到b运动过程中外力的最大功率.‎ 咸宁市高二期末�物理试卷 第６页 (共６页 )‎ ‎湖北省咸宁市２０１８~２０１９学年度上学期高二期末考试�物理参考答案、提示及评分细则 说明:定出评分标准是为了尽可能在统一标准下评定成绩．试题的参考解答是用来说明评分标准的．考生如按其他方法或步骤解答,正确的,同样给分;有错的,根据错误的性质,参照评分标准中相应的规定评分．‎ 一、选择题.(本大题共１０小题,每小题５分,在每小题给出的四个选项中,第１~６题只有一项 符合题目要求,第７~１０题有多项符合题目要求.全部选对的得５分,选对但不全的得３分,有选错的得０分.)‎ 题号 ‎１‎ ‎２‎ ‎３‎ ‎４‎ ‎５‎ ‎６‎ ‎７‎ ‎８‎ ‎９‎ ‎１０‎ 答案 B B C D C B CD BD CD BD 二、实验题(本题共２小题,共２０分.)‎ ‎１１�(８分)‎ ‎(１)向左(４分) (２)高于(４分)‎ ‎１２�(１２分)‎ ‎(１)１４９Ω(２分) １５００Ω(２分) ×１０(２分) (２)１５０Ω(２分) １４Ω(２分) １００Ω(２分)‎ 三、计算题(本题共４小题．共４０分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位．)‎ ‎１３�(８分)解:‎ ‎(１)当电键S 闭合时,电阻R１、R２ 被短路．根据欧姆定律得,‎ 电流表的读数I＝ E ＝０．８A R３＋r 电容器所带的电量Q＝CU３＝CIR３＝２０×１０－６×０．８×４C＝６．４×１０－５C(４分) (２)断开电键S 后,电容器相当于电源,外电路是R１、R２ 相当并联后与R３串联．‎ 由于各个电阻都相等,则通过R２ 的电量为Q′＝１２Q＝３．２×１０－５C(４分)‎ ‎１４�(８分)解:‎ ‎(１)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,受力分析如图所示,则有FNsin３７°＝qE��①‎ FNcos３７°＝mg��②‎ 由①②可得E＝３４mgq．(４分) (２)若电场强度减小为原来的１２,即E′＝３８mgq 由牛顿第二定律得mgsin３７°－qE′cos３７°＝ma 可得a＝０．３g (４分)‎ 咸宁市高二期末�物理卷参考答案 第１页 (共２页 )‎ ‎��⑩(２分)‎ ‎１５�(１０分)解:‎ ‎(１)如图１,由几何关系知,粒子在区域Ⅰ中运动时r＝ ２２R��①‎ 设粒子的初速度大小为v,根据牛顿第二定律qvB０＝mvr２ ��②‎ 由 ‎①②‎ 得v ‎２qB０R ‎��‎ ‎( 分)‎ ‎＝‎ m ‎③ ５‎ ‎２‎ Ⅰ ‎２‎ 区域的轨迹对应的圆心角为π ,‎ ‎()粒子在 π ‎２‎ r πm 故运动时间 ‎２‎ ‎��④‎ t１‎ ‎＝ v ‎＝ B ‎２‎ ‎０‎ 进入Ⅱ区域后,粒子运动的偏转方向改变,但轨迹不变．‎ ‎２‎ 轨迹与弧cd 的交点C 与A、O 在一条直线上,运动如图 ．‎ 所以粒子在Ⅰ、Ⅱ两区域的运动轨迹对应的圆弧相等,故运动时间相等.‎ 粒子从O 到C 的运动时间t２ t１‎ ‎��‎ ‎⑤‎ 整理得t２ πm ‎��‎ ‎( 分)‎ ‎＝２‎ ‎＝ B ‎⑥ ５‎ ‎１４‎ q ０‎ ‎１６�(‎ 分)‎ ‎１‎ ‎()根据题意,设t时刻运动的位置如图所示,‎ 金属杆与圆导轨的交点分别为c、d,由右手定则可知,‎ 导体棒中感应电流的方向是从d 端流向c端,电流只流经圆导轨的左侧部分,‎ ‎２‎ 因此通过圆导轨的方向为逆时针方向.(‎ 分)‎ 设t时刻导体棒切割磁感线的有效长度为L 此时,导体棒接入电路的电阻为r＝L×r０��①(１分)感应电动势 E＝BLv��②(１分)‎ 由闭合回路欧姆定律,通过导轨的电流大小I＝rE ��③‎ 求得I＝Bv(２分) r０‎ ‎(２)导体棒运动t时间,水平向右移动的距离为:x＝vt t 时刻导体棒切割磁感线的有效长度为L:‎ 则 L＝２ R２－(vt－R)２ 或L＝２ R２－(R－vt)２‎ 解得L 与t的函数关系为L＝２ ２Rvt－v２t２ ��④(２分)‎ 由(１)问知t时刻导体棒切割磁感线产生的感应电流:I＝Bv��⑤‎ r０‎ 故t时刻导体棒的安培力F 由左手定则可知方向水平向左,大小为:‎ F＝BIL＝２B２v ２Rvt－v２t２ ��⑥(１分)‎ r０‎ 由平衡条件可得:F１＝mgμ＋F��⑦(１分)‎ t时刻外力的功率:P＝F１v��⑧(１分)‎ 联立⑥⑦⑧式得:P＝mgμv＋２B２v２ ２Rvt－v２t２ ��⑨(１分) r０‎ 对⑩式由数学知识可知,当vt＝R,即t＝vR 时,外力的功率最大:‎ P ＝μmgv＋２B２v２R m r０ ‎