河北省阜城中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

河北省阜城中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

2020----2020 学年第一学期期末考试 高二物理试题 一、 选择题（共 14 道题，每题 5 分,共 70 分。1—10 题单选，11—14 题多选， 漏选 3 得分，有错选 0 分。） 1、将电学元件按照如图所示的方式连接，已知两电表均为理想电表，电源有一定的 内阻.现闭合电键，将滑 动变阻器的触头向下缓慢 移动，则（ ） A.两电表的读数均增大 B.小灯泡 b 的亮度变暗，电流表的读数 变小 C.小灯泡 a 的亮度变亮，电压表的读数 变小 D.电容器两极板所带的电荷量增加 2、将三个完全相同的小灯泡按如图甲所示的方式连入电路，其中的电压表和电流表 均为理想电表，蓄电池的内阻不可忽略.当开关闭合后，电压表 V1 的读数为 4.0 V， 经测量这种小灯泡的 U-I 图像如图乙所示.则（ ） A.电压表 V2 的读数为 2.0 V B.电流表 A2 的读数为 0.6 A C.三个小灯泡消耗的功率之和为 3 W D.该蓄电池的电动势为 8.0 V、内阻为 5.0 Ω 3、关于光电效应,下列说法正确的是( ) A. 极限频率越大的金属材料逸出功越大 B. 只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应 C. 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小 D. 入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多 4、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨 AB、CD。导 轨上放有质量为 m 的金属棒 MN，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。现从 t=0 时刻起， 给棒通以图示方向的电流，且电场强度与时间成正比，即 I=kt，其中 k 为恒量。若 金属棒与导轨始终垂直，则在下列表示棒所受的摩擦力随时间变化的 4 幅图中，正 确的是（ ） 5、置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈 A 相连。套在铁芯下部的线圈 B 引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导 轨上有一根金属棒 ab 处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ） A.圆盘顺时针加速转动时，ab 棒将向右运动 B.圆盘顺时针匀速转动时，ab 棒将向右运动 C.圆盘顺时针减速转动时，ab 棒将向右运动 D.圆盘逆时针加速转动时，ab 棒将向左运动 6、将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的 ab 边 置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向 里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示．用 F 表示 ab 边受到的安培力，以水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图象是 (　　) 7、如图所示，ａｂｃｄ为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨，间距为ｌ，导轨 间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为Ｂ，导轨电阻不计。已知金属 杆ＭＮ倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为ｒ，保持金属杆以速度ｖ沿平 行于ｃｄ的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则（ ）。 A: 电路中感应电动势为 B: 电路中感应电流的大小为 C: 金属杆所受安培力的大小为 D: 金属杆的热功率为 8.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，b 是原线圈的中心抽头，电 压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 u1 ＝220 sin100πt（V），则： （ ） A. 当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22V B. 当 t＝ s 时，c、d 间的电压瞬时值为 110V C. 单刀双掷开关与 a 连接，在滑动变阻器触头 P 向上移动的 过程中，电压表和电流表的示数均变小 D. 当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，电压表和电流表的示数均变小 9.如图所示，一个匝数为 N=100 匝的线圈以固定转速 50 转/秒在匀强磁场中旋转， 其产生的交流电通过一匝数比为 n1：n2=10：1 的理想变压器给阻值 R=20Ω 的电阻 供电，已知电压表的示数为 20V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是： （ ） A．t=0 时刻流过线圈的电流最大 B．原线圈中电流的有效值为 10A C．穿过线圈平面的最大磁通量为 Wb 2 600 1 2 50π D．理想变压器的输入功率为 10W 10．质量为 5 kg 的物体，原来以 v=5 m/s 的速度做匀速直线运动，现受到跟运动方 向相同的冲量 15 N·s 的作用，历时 4 s，物体的动量大小变为( ) A．80 kg·m/s B．160 kg·m/s C．40 kg·m/s D．10 kg·m/s 11、（多选）如图所示，ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB 为倾斜直轨道， BC 为与 AB 相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向 里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。 现将三个小球在轨道 AB 上分别从不同高度由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高 点，则（ ） A.经过最高点时，三个小球的速度相等 B.经过最高点时，甲球的速度最小 C.甲球的释放位置比乙球的高 D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变 12、（多选）A、B 两球沿一直线运动并发 生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象.a、b 分别为 A、B 两球碰前的位 移图象,C 为碰撞后两球共同运动的位移图象,若 A 球质量是 m=2 kg,则由图象判断下 列结论正确的是 （ ） A.A、B 碰撞前的总动量为 3 kg·m/s B.碰撞时 A 对 B 所施冲量为-4 N·s C.碰撞前后 A 的动量变化为 4 kg·m/s D.碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的动能为 10 J 13．（多选）(2020·江西抚州市四校联考)在光滑水平面上，一质量为 m、速度大小 为 v 的 A 球与质量为 2m 静止的 B 球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性 的，则碰后 B 球的速度大小可能是(　　) A．0.7v B．0.6v C．0.4v D．0.2v 14、（多选）如图所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的 图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图 像如图 b 所示. 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是： （ ） A．在图中 t=0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为 3：2 C．交流电 a 的瞬时值为 u=10sin5πt（v） D．交流电 b 电压的最大值为 20/ 3V 二、实验题。（15 题 6 分，16 题 9 分，共 15 分） 15.某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等装置进行“验证动量守恒定 律”的实验，如图所示，A、B 两滑块做相向运动，已知安装在 A、B 两滑块上的窄 片宽度均为 d，在碰撞前滑块 A、B 经过光电门时，窄片挡光时间分别为 和 ， 碰撞后滑块 A、B 粘合在一起运动，运动方向与碰撞前滑块 B 运动方向相同，此后滑 块 A 再次经过光电门时窄片挡光时间为 。 （1）滑块 A、B 碰撞前速度的大小分别为ｖA=________，ｖＢ =___________。 （2）为了验证碰撞中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有 ____________。 A．滑块 A 包括窄片的总质量ｍ1 B．滑块 B 包括窄片的总质量ｍ2 C．碰撞后滑块 B 经过光电门时窄片挡光的时间 D．两个光电门之间的距离 L （ 3 ） 为 了 验 证 碰 撞 中 动 量 守 恒 定 律 ， 需 要 验 证 的 关 系 是 ____________________________________。（用题干中已知量字母和（2）问中所选 已知量的字母表示）。 16.某同学设计了如图甲所示的实物电路来测电源的电动势和内阻。 （1）该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除 了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是 （请用接线柱处的字母去表达）。 （2）实验前，提供了 “新干电池”、“旧干电池”两种待测电源供选择，为了使 实验效果明显，应该选择的一种是 。 （3）该同学测量时记录了 5 组数据，并根据这些数据画出了 U-I 图线如图乙直线 AB 所示，则测得电源的电动势 E= V 和内阻 r= Ω。（保留两位小数） （4）本实验中测得的电池内阻比真实 （填“大” 或“小”或“相等”），从两表的内阻考虑引起实验系统误差的主要原因 。 三、计算题。（功道题，其中 17 题 10 分，18 题 15 分，写出必要的文字叙述和说明， 否则不给分） 17. 如图所示 , 在光滑桌面上置有长木板 B 和物块 C, 在长木板的右侧置 有物块 A, 一开始 A. B 处于静止状态。物块 A 与长木板 B 之间的动摩 擦因数为 0.2, 长木板 B 足够长。物块 A 的质量为 2kg, 长木板 B 的 质量为 1kg, 物块 C 的质量为 3kg. 物块 C 以 4m/s 的初速度向右运 动 , 与长木板 B 碰撞后 , 与长木板 B 黏在一起。重力加速度 g 取 10m/s2 ，试求： (1)C 与 B 碰撞过程中，损失的机械能； (2)最终 A. B. C 的速度大小和 A 相对于 B 运动的距离。 18.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 l=0.5m， 左端接有阻值 R=0.3Ω的电阻，一质量 m=0.1kg，电阻 r=0.1Ω的金属棒 MN 放置在 导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B=0.4T．棒在水 平向右的外力作用下，由静止开始以 a=2m/s2 的加速度做匀加速运动，当棒的位移 x= 9m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦 耳热之比 Q1：Q2=2：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且 两端与导轨保持良好接触．求： (1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻 R 的电荷量 q； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2； (3)外力做的功 WF． 答案 2020----2020 学年第一学期期末考试 高二物理试题 二、 选择题（共 14 道题，每题 5 分。1—10 单选，11—14 多选，漏选 3 分，有 错选 0 分。） 1、C 2、C 3、A 4、C。 5、C。 6、B 7、B 8、A 9、C 10、C 11、CD。 12． BCD 13．BC 14.【答案】BCD 二、实验题。（15 题 6 分，16 题 9 分） 15.答案【解析】（1）根据极短时间内物体的平均速度等于瞬时速度得物块 A、B 碰 撞前速度的大小分别为 （2）为了验证碰撞过程中动量守恒，还必须测量的物理量有：滑块 A、B 包括窄片 的总质量 ，AB 正确； （3）为了验证碰撞中动量守恒定律，需要验证的关系是 。 16.（1）闭合电键后，电流表有示数，电压表没有示数，与电流表串联的电路是完 整的，电压表没有接入电路，所以导线 jd 断路造成的； （2）旧干电池与新干电池相比内阻比较大，路端电压变化明显； （3）根据 U-I 图像可知，图像与纵轴交点坐标值为 1.45V，则电源电动势 E=1.45V， 电源内阻 r= △U△I =0.90Ω； （4）电路使用的是外接法，测得的电池内阻比真实值大，电路中，从电源流出的电 流，分别流向电流表支路和电压表支路，故流经电流表支路的电流不是全部的电流。 故答案为：（1）jd 部分断路（2）旧干电池；（3）1.45；0.90；（4） ；电压表 的分流。 三、计算题。（功道题，其中 17 题 10 分，18 题 15 分，写出必要的文字叙述和说明， 否则不给分） 17. 答案(1)对于 C 与 B 碰撞的过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律得： mCv0=(mC+mB)v1. 可得 v1=mCv0mC+mB=3×43+1=3m/s C 与 B 碰撞过程中 , 损失的机械能 △E=12mCv20−12(mC+mB)v21 ； 解得 △E=6J (2)由于木板 B 足够长，所以最终三者速度相同，取向右为正方向，由动量守恒 定律得： mCv0=(mA+mC+mB)v2. 代入数据解得 v2=2m/s 对系统运用能量守恒定律得： μmAgd=12(mC+mB)v21−12(mA+mC+mB)v22. 代入数据解得 A 相对于 B 运动的距离 d=1.5m. 18.（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻 R 的电荷量是 4.5 C； （2）撤去外力后回路中产生的焦耳热是 1.8J； （3）外力做的功是 5.4 J． 解析 （1）棒匀加速运动所用时间为 t，有： =x t= =3s 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为： = = =1.5A 根据电流定义式有： q= t=4.5C （2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为： v=at=6m/s 撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能， 再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少． Q2=△EK= mv2=1.8J （3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为： Q1=2Q2=3.6J 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其绝对值等于焦耳热 Q1）、重力不做功共 同使棒的动能增大， 根据动能定理有：△EK=WF-Q1 则：WF=△EK+Q1=5.4J