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文档介绍
江苏省南通中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题
江苏省南通中学2019-2020学年度第一学期期中考试高二物理试卷 一、单选题 1.关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流 C. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流,选项A错误,C正确;只要闭合电路的部分导线做切割磁感线运动,导线中就不一定有感应电流,比如导线框全部处于垂直导线框平面的磁场中移动,虽然切割磁感线,但回路磁通量不变,没有感应电流,选项B错误;若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,但闭合电路所处的位置,磁场发生变化,就会产生感应电流,故D错误; 点睛:此题考查产生感应电流的条件,应注意以下几点:“闭合电路”、“磁通量变化”或者“闭合电路”、“部分导体”、“切割磁感线运动”,这些条件缺一不可. 2.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( ) A. 0 B. 0.5B C. B D. 2 B 【答案】A 【解析】 试题分析:乙为双绕线圈,两股导线产生的磁场相互抵消,管内磁感应强度为零,故A正确. 考点:磁场的叠加 名师点睛:本题比较简单,考查了通电螺线管周围磁场,弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题。 3.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ,设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和,则() A. B. C. D. 不能判断 【答案】C 【解析】 【详解】第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ,磁感线穿过金属框方向没有改变,磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值;第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ,磁感.线穿过金属框的方向发生改变,磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和,所以,选项C正确.ABD错 故选C 4.一小船(不含游客)的质量为2m,以1m/s的速度匀速行驶.当质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后,船的速度为(不计水的阻力)( ) A. 3.5m/s B. -1m/s C. 3m/s D. -0.5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】把小船和人看成一个系统满足动量守恒:,代入数据解得: v1=-0.5 负号表示运动方向向后 A.3.5m/s。故A不符合题意。 B.-1m/s。故B不符合题意。 C.3m/s。故C不符合题意。 D.-0.5m/s。故D符合题意。 5.如图所示,两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上,有一质量为m的人静止站在A车上,两车静止。若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车并与A车相对静止,则此时A车和B车的速度大小之比为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A、B两车以及人组成的系统,动量守恒,规定向右为正方向,有:0=MvB﹣(M+m)vA,解得:,故选C。 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.若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( ) 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,比荷越小 【答案】D 【解析】 【详解】A、带电粒子在磁场中向下偏转,磁场的方向垂直纸面向外,根据左手定则知,该粒子带正电,故A错误; B、在平行金属板间,根据左手定则知,带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上,则电场力的方向竖直向下,知电场强度的方向竖直向下,所以速度选择器的极板带正电,故B错误; C、进入磁场中的粒子速度是一定的,根据得,,知r越大,荷质比越小,而质量m不一定大,故C错误,D正确。 二、多选题 7.在光滑水平面上,A、B两小车中间有一弹簧,如图所示.用左、右手分别抓住小车A、B,将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态.将两小车及弹簧看做一个系统,下列说法中正确的是( ) A. 两手同时放开后,系统总动量始终为零 B. 先放开左手再放开右手后,系统总动量不守恒 C. 先放开左手再放开右手后,系统总动量向左 D. 先放开左手再放开右手后,系统总动量向右 【答案】AC 【解析】 【详解】A.若两手同时放开A、B两车,系统所受合外力为零,系统动量守恒,由于系统初动量为零,则系统总动量为零。故A正确。 B.先放开左手,再放开右手后,两车与弹簧组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒。故B错误。 CD.先放开左手,再放开右手,系统所受合外力向左,系统所受合外力的冲量向左,系统总动量向左。故C正确;D错误。 8.水平面上有一固定的U形光滑金属框架,框架上置一金属杆ab,如图(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则以下说法中正确的是: A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时,杆ab将向右移动 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向右移动 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时,杆ab将向右移动 D. 若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移动 【答案】BD 【解析】 【详解】A. 若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,根据楞次定律,ab中感应电流方向a→b,由左手定则,ab受到的安培力向左,故杆ab将向左移动。故A错误; B. 若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,根据楞次定律,ab中感应电流方向b→a,由左手定则,ab受到的安培力向右,杆ab将向右移动。故B正确; C. 若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,根据楞次定律,ab中感应电流方向b→a,由左手定则,ab受到的安培力向左,杆ab将向左移动。故C错误; D. 若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,根据楞次定律,ab中感应电流方向a→b,由左手定则,ab受到的安培力向右,杆ab将向右移动。故D正确。 故选:BD 9.如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直于磁场边界从a点射入,从b点射出。下列说法正确的是( ) A. 粒子带负电 B. 粒子在b点的速率大于在a点的速率 C. 若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出 D. 若仅减小入射速率,则粒子磁场中运动时间变短 【答案】AC 【解析】 【详解】A.粒子向下偏转,根据左手定则可得粒子带负电。故A正确。 B.粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功,粒子在b点速率等于在a点速率。故B错误。 C.根据可知,若仅减小磁感应强度,则粒子运动的半径增大,粒子可能从b点右侧射出。故C正确。 D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动半径减小,粒子轨迹对应的圆心角有可能增大,根据T,可知粒子运动时间可能增加。故D错误。 10.光滑水平地面上,A、B两物体质量都为m,A以速度v向右运动,B原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当A撞上轻弹簧,轻弹簧被压缩到最短时,下列说法正确的是( ) A. A、B系统总动量仍然为mv B. A的动量变为零 C. B的动量达到最大值 D. A、B的速度相等 【答案】AD 【解析】 A、B组成的系统所受的外力之和为零,动量守恒,总动量为mv,则弹簧压缩最短时,A、B系统总动量仍然为mv,故A正确。弹簧压缩到最短时,A、B速度相等,则A的动量不为零。故B错误,D正确。A在压缩弹簧的过程中,B做加速运动,A做减速运动,弹簧压缩量最大时,速度相等,然后B继续加速,A继续减速。所以弹簧压缩最短时,B的动量未达到最大值。故C错误。故选AD。 点睛:解决本题的关键知道动量守恒定律的条件,通过分析两个物体运动的物理过程,分析两物体的距离变化,知道速度相等时,弹簧压缩量最大. 11. 如图所示,MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环,半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。一带电量为-q,质量为m的小球自M点无初速下落,下列说法中正确的是( ) A. 由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关 B. 球滑到D时,速度大小v= C. 球滑到D点时,对D的压力一定大于mg D. 滑到D时,对D的压力随圆半径增大而减小 【答案】ABD 【解析】 试题分析:小球的运动导致洛伦兹力出现,由于速度大小不变,当磁场不同时,洛伦兹力大小不同.但小球由M滑到最低点D所用时间却不变,故A正确;小球下滑过程中,受到重力、支持力、洛伦兹力,但支持力与洛伦兹力不做功,所以只有重力做功,由小球机械能守恒可得,小球通过D点的速度大小,B正确,由于小球机械能守恒,虽然小球滑到最低点的速度大小不变,但由于小球的运动方向不同,导致洛伦兹力的方向也不同.所以小球对D点的压力可能大于重力,也可能小于重力,也可能等于重力.C错误D正确, 考点:考查了洛伦兹力的应用 点评:虽受洛伦兹力,但其不做功,所以小球运动到最低点的速率不变.随着运动的方向不同,导致洛伦兹力方向也不同. 12.如图所示,一质量为M =3.0 kg的长方形木块B放在光滑水平地面上,在其右端放一质量m =1.0 kg的小木块A.现以地面为参考系,给A和B一大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A并没有滑离B板.站在地面上的观察者看到在一段时间内物块A做加速运动.则在这段时间内的某时刻,木块B相对地面的速度大小可能是( ) A. 2.8 m/s B. 2.5 m/s C. 2.2 m/s D. 1.9 m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A先向左做减速运动,后向右做加速运动,B一直向右做减速运动,当A的速度为0时,设B的速度为v1,以向右为正方向,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=Mv1,代入数据得: 最后两者一起向右做匀速直线运动,设最终的速度为v,以向右为正方向,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v,代入数据解得: v=2m/s 这段时间内木板B相对地面的速度范围是:2m/s≤v≤2.67m/s。 A.2.8 m/s。故A不符合题意。 B.2.5 m/s。故B符合题意。 C.2.2 m/s。故C符合题意。 D.1.9 m/s。故D不符合题意。 三、实验题 13. 在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为一节新的干电池。 (1)用图(a)所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器,发现电压表变化不明显,原因是 ,从而影响测量值的精确性。 (2)为了提高实验的精确度采用(b)所示电路,提供器材: A.量程3V和15V的双量程电压表V B.量程0.6A和3A的双量程电流表A C.定值电阻R0(R0=1.5Ω) D.滑动变阻器R1(0~10Ω) E.滑动变阻器R2(0~200Ω) F.开关S和一些导线. ①图(b)电路中,加接电阻R0有两方面的作用:一是方便实验操作和数据测量; 二是 . ②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 (填R1或 R2). ③用笔画线代替导线在图(c)中完成实物连接图. ④实验中改变滑动变阻器的阻值,测出几组电流表和电压表的读数,并在给出的U-I坐标系中画出U-I图线如图(d)所示,则新干电池的内阻r= Ω(结果保留两位有效数字). 【答案】(1)电源内阻太小 (2)①保护电路中电源和电流表的安全 ② R1③如图所示 ④0.29 【解析】 试题分析:(1)根据U=E-Ir可知,由于新电池内阻很小,电池内压降很小,电压表的读数变化很小,所以如果采用一节新干电池进行实验,实验时会发现,当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时,电压表读数变化很小,即原因是新电池的内阻很小,内电路的电压降很小。 (2)①加接电阻R0有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量,二是防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏,即保护电路中电源和电流表的安全。 ②因为电流表的量程使用IA=0.6A,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中需要的最大电阻应为,所以变阻器应选R1。 ③如图所示 ④在U-I图象中图线的斜率为R0与r之和:即 ,解得r=0.29。 考点:测电池的电动势和内阻 【名师点睛】本题主要考查了测电池的电动势和内阻。本题的关键是明确新电池的内阻很小,电池的内压降很小,电压表的读数变化很小,所以实验应选内阻较大的旧电池;明确定值电阻除方便操作和测量外,还可以保护电池和电流表;根据闭合电路欧姆定律求出电路中需要的最大电阻即可;根据闭合电路欧姆定律写出关于U与I的函数表达式,然后根据斜率和截距的概念即可求解。 四、计算题 14.一个质量为m=100g的小球从离厚垫h=0.8m高处自由下落,落到厚软垫上,若从小球接触到软垫到小球陷至最低点经历的时间Δt = 0.2s,(g=10m/s2),求: (1)小球接触到软垫前的一瞬间的动量; (2)小球从开始下落到陷至最低点的过程中,重力的冲量; (3)软垫对小球的平均冲力. 【答案】(1)0.4N·s 向下 (2)0.6N·s 向下 (3)3N 向上 【解析】 【详解】(1)由机械能守恒可得,小球接触后软垫时的速度为: 球与软垫碰撞前动量为: P1=mv=0.1×4N•s=0.4N•s 方向竖直向下 (2)落地前后动量的变化为: △P=0-P1=0-0.4N•s=-0.4N•s 落时过程中,小球重力的冲量为: I=mgt=0.1×10×0.2N•s=0.2N•s 方向竖直向下 由动量定理可知:I+mgt=△P,即为:I+0.2N•s=-0.4N•s 解得: I=-0.6N•s (负号表示方向向上) (3)设小球刚落到软垫瞬间的速度为v,对小球自由下落的过程, 由机械能守恒可得: 解得: 选取小球接触软垫的过程为研究过程,取向下为正方向。设软垫对小球的平均作用力为F,由动量定理有:,解得: 15.如图所示,水平平行放置的金属导轨PQ和MN相距1 m,导体棒ab放在导轨上,棒的质量为m = 0.4kg,棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 【答案】a→b 0.5A-2.5A 【解析】 【详解】导体棒的最大静摩擦力大小为fmax=0.5mg=2N,M的重力为G=Mg=3N,则fmax<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。 根据受力分析,由平衡条件,当摩擦力向右时有:F安=T+f=BI1L,代入数据解得: 当摩擦力向左时有:F安=T-f=BI2L,代入数据解得: I2=0.5A 所以电流范围:0.5A到2.5A之间。 16.在光滑水平面上有一凹槽A,中央放一小物块B,物块与左右两边槽壁的距离如图所示,L=1.0m,凹槽与物块的质量均为m =1kg,两者之间的动摩擦因数μ = 0.05,开始时物块静止,凹槽以v0 =5m/s初速度向右运动,设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失,且碰撞时间不计,g取10 m/s2,求: (1)物块与凹槽相对静止时的共同速度; (2)从凹槽开始运动到两者相对静止,系统产生的总热量; (3)从凹槽开始运动到两者相对静止,物块与右侧槽壁碰撞的次数. 【答案】(1)2.5m/s (2)6.25J (3)6次 【解析】 【详解】(1)设两者间相对静止时的速度为v,由动量守恒定律得: 解得: (2)根据能量守恒可得系统产生的总热量为: (3)物块与凹槽间的滑动摩擦力f=μN=μmg 设两者间相对静止前,相对运动的路程为s1,由动能定理得: 解得: s1=12.5m 已知L=1m,可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞。 17.同步回旋加速器结构如图所示,轨道磁铁产生的环形磁场在同一时刻处处大小相等,带电粒子在环形磁场的控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动,穿越沿途设置的高频加速腔从中获取能量.如题图所示.同步加速器中磁感应强度随被加速粒子速度的增加而增加,高频加速电场的频率与粒子回旋频率保持同步.已知圆形轨道半径为R,被加速粒子的质量为m、电荷量为+q,加速腔的长度为L,且L<查看更多
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