2019-2020学年江苏省海安高级中学高二上学期期中考试物理试题（选修） Word版

2019-2020学年江苏省海安高级中学高二上学期期中考试物理试题（选修） Word版

江苏省海安高级中学2019-2020学年第一学期期中测试 高二物理（选修）试卷 第Ⅰ卷（选择题 共41分）‎ 一．单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共21分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．‎ ‎1．有关磁场的下列叙述，正确的是（ ）‎ A．安培力的方向一定与磁场方向垂直 B．顺着磁感线的方向，磁感应强度越来越小 C．磁感线越密的地方磁感应强度越大，磁通量也越大 D．在回旋加速器中，洛伦兹力使带电粒子的速度增大 ‎2．在距地面高为h处，同时以相等的初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，它们从抛出到落地的过程中，比较它们的动量的增量Δp大小，有（ ）‎ A．平抛过程Δp较大 B．竖直上抛过程Δp较大 C．竖直下抛过程Δp较大 D．三者一样大 ‎3． 如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路。细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是(　 　) ‎ ‎ ‎ ‎4．在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是(　　)‎ A．在ab间接入一个大电容器 B．在ab间接入一个小电容器 C．在ab间接入一个低频扼流圈 D．在ab间接入一个高频扼流圈 ‎5．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E ‎，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是(　　)‎ A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大 C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大 ‎6．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确（ ）   ‎ A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q/m越小 ‎7．如图所示，用同种材料制成的直角三角形线框ABC处在足够大的水平向右的匀强磁场中，线框平面与磁感线平行，直角边AB的长是直角边BC长的3/4，AB边与磁感线垂直，先让线框绕AB边在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，A、B两端的电压有效值为U1；再让线框绕BC边在匀强磁场中仍以角速度ω匀速转动，结果A、B两端的电压为U2，则U1/ U2为（ ）‎ A． B． C． D．‎ 二、多项选择题（本题共5小题．每小题4分，满分20分。在每小题给出的4个选项中，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎8．如图所示，在通电螺丝管内部的小磁针静止时N极指向右端，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．根据异名磁极相吸引，b端为螺线管的S极 B．螺线管的b端为N极，a端为S极 C．通电螺丝管内部的磁场方向向右 D．电源d端为正极，c端为负极 ‎9．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表。开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是(　　 ) ‎ A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小 B．等效电阻R上的功率变大 C．原线圈中电流表示数变小 D．灯泡L1和L2变亮 ‎10．如图所示，Rt为正温度系数（即温度升高，电阻增大）的热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r， V 为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是 (　　)‎ A．热敏电阻温度升高，其他条件不变 B．热敏电阻温度降低，其他条件不变 C．光照增强，其他条件不变 D．光照减弱，其他条件不变 ‎11．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的流I，C、D两侧面会形成电势差，该电势差可以反映磁感应强度B的强弱，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．若元件的载流子是正离子，则C侧面电势高于D侧面电势 B．若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势 C．在测地球北极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 D．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 ‎12．如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，足够长的斜面固定在水平面上，斜面倾角为45°。有一带电的小球P静止于斜面顶端A处，且恰好对斜面无压力，若将小球P以初速度v0水向右抛出(P可视为质点)，经时间t0后，小球落在斜面上的C点，己知小球的运动轨迹在同一竖直平面内，则( )‎ A．若抛出的初速度小于v0，小球在斜面上的落点位于C点上方 B．若抛出的初速度小于v0，小球落在斜面上的时间小于t0‎ C．若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球，小球仍会落回C点 D．若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球，小球落在斜面上的时间等于t0‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共59分）‎ 三．简答题： 本题共1小题，共6分．把答案填在答卷卡相应的位置或按要求作答．‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎13．（6分）某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，使小球1的球心到悬点O的距离为L ‎，被碰小球2放在光滑的水平桌面上。将小球1从右方的A点（OA与竖直方向的夹角为α）由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C位置，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为S的D点。‎ ‎（1）实验中已经测得上述物理量中的α、L、S及小球1、2的质量分别为m1、m2，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理量有 、 （要求填写所测物理量的名称及符号）。‎ ‎（2）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞过程动量守恒． ‎ 四．论述和演算题：本题共4小题，共53分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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.‎ ‎14．（12分）如下图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如下图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知.在0--t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求：‎ ‎（1）0--t1时间内通过电阻R的电流大小；‎ ‎（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；‎ ‎（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。‎ ‎15．（13分）有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体，它们的质量分别为m1=1kg，m2=3kg，并在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板，水平面右方接一光滑的1/4竖直圆轨道。初始时刻A、B两物静止，点燃炸药让其爆炸，物体A向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点。已知圆弧的半径为R=0.2m，g=10m/s2。求：‎ ‎（1）A、B碰撞后的共同速度v；‎ ‎（2）炸药爆炸时对A、B两物体所做的功W；‎ ‎（3）若A与档板碰撞时间t=0.1s，则A 与挡板碰撞过程中档板对A的平均作用力F。‎ ‎16．（13分）如下图所示，MN、PQ为足够长的光滑平行导轨，间距L=0.5 m.导轨平面与水平面间的夹角θ=30°。NQ⊥MN，NQ间连接有一个R=3 Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B=1 T。将一根质量为m=0.02 kg的金属棒ab紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r=2 Ω，其余部分电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd距离NQ为s=0.5 m，g=10 m/s2。‎ ‎(1) 求金属棒达到稳定时的速度是多大？‎ ‎(2) 金属棒从静止开始到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少?‎ ‎(3) 金属棒从静止开始到稳定速度的过程经历的时间为多少？‎ O P Q ‎17．（15分）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源，粒子源从O点在纸面内均匀向各个方向同时发射速率为v、比荷为k的带正电的粒子，PQ是在纸面内垂直磁场放置的厚度不计的挡板，挡板的P端与O点的连线与挡板垂直，距离为，且粒子打在挡板上会被吸收，不计带电粒子的重力与粒子间的相互作用，磁场范围分布足够大，求：‎ ‎(1)为使档板吸收到足够多的粒子，则挡板至少多长？‎ ‎(2)若挡板足够长，则打在板上的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的差值是多少？‎ ‎(3)试画出所有粒子所能到达区域用阴影表示并求出阴影面积的大小是多少？（最后结果可用分数表示）‎ ‎2019-2020学年第一学期期中测试 高 二 物 理（选修）答案 一．单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共21分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．‎ ‎1．A 2．B 3．B 4．D 5．C 6．D 7．D 二、多项选择题（本题共5小题．每小题4分，满分20分。在每小题给出的4个选项中，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎8．BC 9．CD 10．BD 11．ABC 12．AC 三．简答题： 本题共1小题，共6分．把答案填在答卷卡相应的位置或按要求作答．‎ ‎13．（6分）（1）（4分）桌面高度h，OC与OB间的夹角 β ‎（2）（2分）=+‎ ‎14．（12分）解析：（1）（4分）时间内，根据法拉第电磁感应定律有：‎ ‎ 由闭合电路的欧姆定律有：，‎ 解得： ‎ ‎（2）（4分）线框匀速转动后产生的感应电动势的最大值：Em=nB1L1L2ω ‎ 感应电流的有效值为：I=，线框转动一周所需的时间：T=2π/ω ‎ 此过程中电阻R产生的热量：Q=I2RT ，解得：‎ ‎（3）（4分）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势： ‎ 感应电流： ，通过R的电荷量，解得： ‎ ‎15．（13分）解析：（1）（4分）两物上升皮圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律得  (m1+m2)v2/2=(m1+m2)gR 得v=2m/s ‎（2）（5分）炸药爆炸后，设A的速度大小为v1，B的速度大小为v2，取向左为正方向，由动量守恒定律得 m1v1−m2v2=0‎ A物与挡板碰后追上B物，取向右为正方向，由动量守恒定律得 m1v1+m2v2=(m1+m2)v 联立得v1=4m/s v2=4/3m/s ‎ 炸药爆炸时对A. B两物体所做的功W=m1v12/2+m2v22/2；解得W=32/3J=10.7J ‎（3）（4分）A与档板碰撞过程中，取向左为正方向，由动量定理得：Ft= m1v1-（- m1v1）得F=80N，方向向左。‎ ‎16．（13分）解析：（1）（4分）在达到稳定速度前，金属棒的加速度逐渐减小，速度逐渐增大，达到稳定速度时，有： FA=BIL； mgsinθ=FA； E=BLv； E=I（R+r）‎ 由以上四式并代入已知数据，得v=2m/s ‎（2）（4分）根据能量守恒，重力势能减小转化为动能和回路中产生的焦耳热，有：mgs·sinθ=mv2/2+Q 电阻R上产生的热量为：QR=QR/(R+r) 得QR=0.006J ‎（3）（5分）在金属棒加速运动过程中，由牛顿第二定律得：；‎ ‎，则有；得t=0.65s ‎17．（15分）解析：(1) （5分）粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得r＝＝ 在挡板左侧能打在挡板上最远点的粒子恰好与挡板相切，设此时打在挡板上的点为N，如图甲所示，由题意可知r＝＝，‎ 由几何知识可得＝ 对粒子在不同方向上的运动情况进行分析可知，当粒子刚好通过P点时，粒子开始打在挡板的右侧的M点，且此时挡板吸收的粒子数最多，如图甲所示，在△OPM中，由几何关系可得 ‎，综上所述，挡板长度至少等于，挡板吸收的粒子数最多。‎ O P Q ‎(2) （5分）由(1)中的分析知，当粒子恰好从左侧打在P点时，时间最短，如图乙中轨迹1所示，由几何关系得粒子转过的圆心角为θ1＝；当粒子从右侧恰好打在P点时，时间最长，如图乙中轨迹2‎ 所示，由几何关系得粒子转过的圆心角为θ2＝ 粒子的运动周期T＝＝＝ 沿轨迹1运动的时间t1＝T S1‎ S3‎ S2‎ S4‎ 沿轨迹2运动的时间t2＝T 最长时间与最短时间的差值Δt＝t2－t1＝.‎ ‎(3) （5分）‎ 所有粒子能到达的区域如图中阴影所示。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 阴影总面积