湖北省四校（襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中）联考2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

湖北省四校（襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中）联考2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

湖北省四校（襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中）联考2020学年高二物理下学期期中试题（含解析） ‎ 一、单选题 ‎1.下列说法中正确的是 A. 奥斯特首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究 B. 楞次定律告诉我们，感应电流产生的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相反 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. 法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、法拉第首先引入了电场线和磁感线,极大地促进了他对电磁现象的研究,故A错；‎ B、感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场变化，可能和原磁场方向相同也可能相反，故B错；‎ C、变化的磁场能够在金属导体中产生涡流，电磁炉就是利用这个原理制成的；故C对；‎ D、奥斯特发现了电流的磁效应,而法拉第发现了电磁感应现象,故D错；‎ ‎2.下列有关波粒二象性的说法中正确的是 A. 爱因斯坦在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念，成功解释了黑体辐射强度随波长分布的规律，解决了“紫外灾难”问题 B. 德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性 C. 康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量 D.‎ ‎ 如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目不变，但逸出的光电子最大初动能增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、普朗克在研究黑体辐射时，提出了能量子的概念，故A错；‎ B、德布罗意最先提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性，且波长和物体的动量大小有关，故B对；‎ C、康普顿效应表明光具有粒子性，即光子不仅具有能量还具有动量，故C错；‎ D、如果能发生光电效应，只增大入射光强度，单位时间内逸出的光电子数目增大，但逸出的光电子最大初动能不变，故D错；‎ ‎3.下列有关动量的说法中正确的是 A. 物体的动量发生改变，其动能一定改变 B. 物体的运动状态改变，其动量一定改变 C. 物体的运动状态改变，所受的合冲量有可能为零 D. 对于同一研究对象，若动量守恒，则机械能一定守恒 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、动量表达式为:,动量改变可能是速度大小改变,也可能是速度方向改变，若是速度大小不变,方向变化,则动能不变，故A错；‎ B、物体的运动状态改变,说明速度一定改变,故动量一定改变,故B对；‎ C、物体的运动状态改变,说明速度一定改变,故动量一定改变，根据动量定理，则合外力的冲量一定不为零，故C错；‎ D、动量守恒的条件是系统所受合外力为零，而机械能守恒的条件是除重力或系统内弹力做功外别的力不做功，所以动量守恒对象，机械能不一定守恒，故D错；‎ ‎4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈共匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，转速为 ‎，外电路中的电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行，以下说法中正确的是 A. 如从图示位置计时，线圈中产生正弦形式交流电 B. 电阻R上的电压为8V C. 每转动一周线圈上产生热量为J D. 线圈从图示位置转动300，流经R上的电荷量为0.05C ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、从图中计时的话，此时磁通量为零，电动势最大，所以线圈中产生了余弦函数形式的交流电，故A错；‎ B、感应电动势的最大值为,则电动势的有效值为 电阻R上的电压为，故B错；‎ C、每转动一周线圈上产生的热量为 ，故C错；‎ D、 ，故D对；‎ ‎5.如图所示的电路中，A1、A2是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是 A. 合上S时，A1灯立即亮起来， A2 逐渐亮，最终二者一样亮 B. 断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭 C. 断开S时，A1、A2两灯都不会立即熄灭，且通过A1灯泡的电流方向与原电流方向相反 D. 断开S时，A2灯会突然闪亮一下后再熄灭 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、合上S时，A2灯立即亮起来， A1 逐渐亮，最终二者一样亮，故A错；‎ BC、断开S时，流过A2的电流消失，由于线圈的自感作用，所以流过A1的电流不会突然消失，而是和电流表A2构成回路，从原来的A1的电流慢慢减小，且同时熄灭，故B对；C错误；‎ D、由于原来流过两个灯泡电流一样大，所以断开S时，A2灯不会突然闪亮一下后再熄灭，故D错；‎ ‎6.电视上曾报道过一只狗从楼上掉下致人重伤的案例，假设狗的质量为m，从高h处由静止落下，狗与人撞击的时间是，撞击时狗对人的平均冲击力大小为（不计人的身高和空气阻力，重力加速度为g）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】狗落地时的速度 ，撞击地后速度变为零，以狗为对象，规定向下为正，根据动量定理可知：‎ 解得： ，故A对；BCD错 二、多选题 ‎7.如图甲所示，闭合电路由电阻R和阻值为r环形导体构成，其余电阻不计．环形导体所围的面积为S．环形导体位于一垂直纸面向里的磁场中，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．在0-t0时间内，下列说法正确的是 A. 通过R的电流方向由A指向B，且线圈有收缩的趋势 B. 通过R的电流方向由B指向A，且线圈有扩张的趋势 C. 通过R电流方向由A指向B，电流大小为 D. 通过R的电流方向由A指向B，电流大小为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、由楞次定律知，感应电流逆时针方向，所以流过电阻的电流由 A 指向 B ；磁通量增大，所以线圈有收缩的趋势，故A对；B错误；‎ CD、通过导线的电流大小为 ，故C对；D错 ‎8.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率υ的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和﹣b，电子电荷量的绝对值为e，,则 A. 普朗克常量 B. 若更换材料再实验，得到的图线的k改变，b不改变 C. 所用材料的逸出功 D. 入射光频率越高，K值越大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据光电效应方程 ，以及 得：  ；‎ A、图线的斜率 ，则普朗克常量 ，故A对；‎ C、纵轴截距的绝对值  ，则逸出功 ，故C对；‎ D、图线的斜率，与入射光频率无关，故D错；‎ B、更换材料再实验，由于逸出功变化，可知图线的斜率k不变，纵轴截距b改变，故B错误；‎ ‎9.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R．在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v-t图象，图中数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力.下列说法正确的 A. 0-t1段直线斜率大于t2-t3段直线的斜率 B. 磁场的宽度一定大于v1（t2-t1）‎ C. 磁场的磁感应强度为 D. 金属线框在0-t3的时间内所产生的热量为mgv1（t2-t1）‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、结合图像可以看出，导线框先做自由落体运动，然后匀速进磁场，完全进入磁场后又开始做匀加速运动，此时只受重力作用，所以0-t1段直线的斜率等于t2-t3段直线的斜率，故A错；‎ B、导线框匀速进入磁场时发生的位移为，进入磁场后又开始做匀加速运动，所以磁场的宽度大于，故B对；‎ C、导线框匀速进入磁场时发生的位移为即为正方形的边长根据受力平衡可知：‎ ‎ ，解得： ，故C对；‎ D、导体棒在 这段时间内收到安培力，此过程中导体棒做匀速运动，根据能量守恒重力势能的减少量等于回路中产生的焦耳热，所以 ，故D对；‎ ‎10.在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球，沿同一直线同向运动，规定二者运动方向为正，其动量分别为8kg•m/s与4kg•m/s，发生正碰。则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为 A. 4kg•m/s，8kg•m/s B. ﹣4kg•m/s，16kg•m/s C. 6kg•m/s，6kg•m/s D. 7kg•m/s，5kg•m/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】B、AB两球其动量大小分别为与 ，碰撞前的总动量为： ，设两个小球的质量均为，则碰撞前总动能为： 根据碰撞过程总动能不增加，故B错；‎ D、为了防止二次碰撞，则碰后A的速度应该小于B的速度，故D错；‎ A、碰撞后的总动量为：满足动量守恒，碰撞后总动能为 ，碰撞过程中总动能不增加，该情况是有可能的，故A对。‎ C、碰撞后的总动量为： ，满足动量守恒定律，碰撞后总动能为 碰撞过程中总动能不增加，该情况是有可能的，故C对 三、实验题探究题 ‎11.在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路：‎ ‎（1）将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B过程中，螺线管B的_______端（填“上”或“下”）为感应电动势的正极 ；‎ ‎（2）螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将________ （填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；‎ ‎（3）螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；‎ ‎【答案】 (1). （1）下 (2). （2）向右 (3). （3）向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】题图甲中,当闭合S时,电流从 “+”接线柱流入电流表,电流表的指针向左偏,说明电流从哪边流入电流表,电流表的指针就向哪边偏。‎ ‎(1)螺线管A中的磁场方向向下,当螺线管A插入螺线管B的过程中,穿过螺线管B的磁通量增加.根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流产生的磁场方向向上,根据安培定则可知螺线管B中的感应电流方向为自上向下,所以螺线管B的下端为感应电动势的正极。‎ ‎(2)螺线管A放在螺线管B中不动时, 开关S突然断开的瞬间，穿过螺线管B的磁通量减小，根据楞次定律，螺旋管B中感应出自下向上的电流，即电流从“-”接线柱流入电流表,此时电流表的指针向右偏,‎ ‎(3)螺线管A放在螺线管B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,‎ 电路中的电流增大,穿过螺线管B的磁通量增加.根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流产生的磁场方向向上,根据安培定则可知螺线管B中的电流方向为自上向下,即电流从左端流入电流表,故电流表的指针向左偏转。‎ ‎12.如图是用来验证动量守恒的实验装置，球1用细线悬挂于O点，O点正下方桌子的边缘放有一静止球2．实验时，将球1拉到A点并从静止开始释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰撞后，球1把处于竖直方向的轻质指示针OC推移到与竖直线最大夹角为β处，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出：在A点时，球1离水平桌面的高度为a，轻质指示针OC与竖直方向的夹角为β，球1和球2的质量分别为m1、m2，C点与桌子边沿间的水平距离为x．‎ ‎（1）下列有关本实验说法正确的是_______‎ A．桌面必须水平 B．两球发生的一定是弹性碰撞 C．两球半径必须相等，但质量m1应大于m2‎ D．为了减小实验误差，应尽量选取半径小密度大的小球 ‎（2）还需要测量的物理量及其符号是_____________和__________________ ；‎ ‎（3）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为 _________________ ．如果还满足______说明两球发生的是弹性碰撞。‎ ‎【答案】 (1). （1） ACD (2). （2）球1 的摆长L (3). 桌面离水平地面的高度h (4). （3） (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）为了保证小球2做平抛运动，所以桌面必须水平，故A对；本题只是研究碰撞过程中动量守恒，所以不要求一定是弹性碰撞，故B错；要保证两球对心碰撞，则必须要求两球半径相等，为了防止碰后球1反弹,故球1的质量应大于球b的质量;故C对；为了保证小球下落过程中是自由落体运动，则应该尽量选取半径小密度大的小球，这样运动中受到的空气阻力会变小，减小误差，故D对；‎ ‎（2）要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,所以要测量桌面高h；要求出碰后小球A的速度还需要求出球1 的摆长L ‎（3）小球1从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有 解得：‎ 碰撞后1小球上升到最高点的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有 解得：‎ 碰撞后小球2做平抛运动,‎ 所以2球碰后速度,‎ 所以该实验中动量守恒的表达式为 代入数据得：‎ 要证明是弹性碰撞，则必须证明：‎ 整理得：‎ 四、计算题 ‎13.如图，理想变压器原线圈与 ‎(V)的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A。‎ 求（1）原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）灯泡b正常发光时的电阻。‎ ‎【答案】 ;‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题可知原线圈电压U1=10V，原线圈电流为I1=0.09A，设副线圈上电压为U2，电流为I2，灯泡a中电流为Ia ,灯泡b中电流为Ib 由题可得 ‎ 解得：‎ 因此:‎ ‎（2） ,解得：‎ 流过 的电流为 故 ‎14.如图所示，在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块，甲的质量为m,乙的质量为2m，开始物体乙静止与一个轻质弹簧相连接，甲以速度v向乙运动．在运动过程中 ‎（1）弹簧压缩量最大时，乙的速度为多少？‎ ‎（2）当乙的速度最大时，甲的速度为多少？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：甲、乙及弹簧组成的系统合力为零，系统的动量守恒．当甲乙速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律解答；当乙的速度最大时，弹簧为原长，再根据系统的动量守恒和机械能守恒求解．‎ ‎（1）弹簧压缩量最大时，甲乙共速，设为。‎ 取向右为正方向，根据动量守恒定律得：，解得；‎ ‎（2）乙的速度最大时，弹簧为原长，设此时甲、乙速度分别为和；‎ 根据动量守恒定律得：；‎ 根据机械能守恒定律得 解得．‎ ‎15.如图所示，ACD、EFG为两根相距L=0.5m的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面夹角θ=300．两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B`=1T．两根长度也均为L=0.5m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，ab杆的质量m1未知，cd杆的质量m2=0.1kg，两杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=，两金属细杆的电阻均为R=0.5Ω，导轨电阻不计．当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆正好也向下匀速运动，重力加速度g取10m/s2．‎ ‎(1)金属杆cd中电流的方向和大小 ‎(2)金属杆ab匀速运动的速度v1 和质量m1‎ ‎【答案】I=5A 电流方向由d流向c; v1=10m/s m1=1kg ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由右手定则可知cd中电流方向为由d流向c 对cd杆由平衡条件可得：‎ 联立可得：I=5A ‎(2) 对ab: 由 ‎ 得 ‎ 分析ab受力可得： ‎ 解得： m1=1kg ‎16.光滑水平面上放着质量mA=0.5kg的物块A与质量mB=1kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能EP=32J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5mB恰能到达最高点g=10m/s2．求：‎ ‎（1）绳拉断后瞬间B的速度vB的大小；‎ ‎（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小和方向；‎ ‎（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．‎ ‎【答案】（1） ;(2) , 方向向左 (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）B恰好到最高点C则有：‎ 从绳断后到最高点对B由动能定理：‎ 联立解得： ‎ ‎（2）在绳子被拉断前，弹簧的弹性势能转化为B的动能，设弹簧恢复原长时B的速度为v1则有能量守恒有：‎ 解得 ： ‎ 取向右为正，对B由动量定理可得：‎ 代入数据可得： ，方向向左 ‎（3）设绳子拉断后A的速度为v2取向右为正，对A和B系统由动量守恒定律：‎ 对A由动能定理：‎ 代入数据解得： ‎