2019-2020学年度第二学期期中考试试卷高二物理(创新班)

2019-2020学年度第二学期期中考试试卷高二物理(创新班)

‎2019-2020学年度第二学期期中考试试卷高二物理(创新班) ‎ 本卷分第Ⅰ卷（选择题）和 第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，时间90分钟 第Ⅰ卷（选择题，共31分）‎ 一、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意）‎ ‎1．下列说法正确的是 A．氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能减少，原子的总能量减少 B．结合能越大的原子核越稳定 C．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核束缚而形成的 D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 ‎2．我国在2018年5月21日发射了嫦娥四号的中继星“鹊桥”，为我国嫦娥四号卫星在月球背面的工作提供通讯支持。中继星“鹊桥”号随月球同步绕地球运动，并绕地月连线的延长线上的一点(拉格朗日点L2)做圆周运动，轨道被称为“晕轨道”，已知引力常量为G．下列说法正确的是 A．静止在地球上的观察者认为“鹊桥”号做圆周运动 B．“鹊桥”号受地球引力、月球引力和向心力作用 C．已知“鹊桥”号周期和轨道半径可以测得月球质量 D．已知月球绕地球公转的周期和半径可以求得地球质量 ‎3．如图，一带电粒子从小孔A以一定的初速度射入平行板P和Q之间的真空区域，经偏转后打在Q板上如图所示的位置。在其他条件不变的情况下要使该粒子能从Q板上的小孔B射出，下列操作中可能实现的是(不计粒子重力)‎ A．保持开关S闭合，适当左移P极板 B．保持开关S闭合，适当上移P极板 C．先断开开关S，再适当左移P极板 D．先断开开关S，再适当上移P极板 ‎4．介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示．下列能描述x0处质点振动的图像是 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ A B C D ‎5．如图所示，一固定杆与水平方向夹角为α，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ．若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且α<β，不计空气阻力，则滑块的运动情况是 A．沿着杆减速下滑 B．沿着杆加速下滑 C．沿着杆减速上滑 D．沿着杆加速上滑 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题意）‎ ‎6．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出 A．乙光的波长大于丙光的波长 B．甲光的频率大于乙光的频率 C．甲光的光照强度大于乙光的光照强度 D．乙光的光照强度大于丙光的光照强度 ‎7．如图所示，A、B两点在等量正电荷连线的中垂线上，且到中点O距离相等，将一电荷量为-q的点电荷Q从A点移到无穷远处(电势为0)，此过程中电场力做功为W，下列说法正确的有 A．Q在A点电势能为W ‎ B．A点电势为 C．将Q从A点移到B点，电场力做功为0‎ D．将Q从A点沿直线移到B点，所受电场力先变大后变小 ‎8．一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点．此玻璃的折射率为1.5，P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则 A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光 B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度 C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度 D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，然后变大 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ ‎9．99自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图．当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差．下列说法正确的是 图甲 图乙 A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 第Ⅱ卷（非选择题，共69分）‎ 三、实验题（本题共2小题，共16分．把正确答案填在题中的横线上）‎ ‎10．（6分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M．弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．‎ ‎（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 ▲ N；‎ ‎（2）下列不必要的实验要求是 ▲ ‎ A．应测量重物M所受的重力 B．拉线方向应与木板平面平行 C．结点O到两弹簧挂钩的细线适当长一些 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ ‎（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，在保证现有器材不变的情况下，以下解决办法可行的是 ▲ ‎ A．更换质量大的重物 B．减小OA与竖直向上方向的夹角 C．减小OB与竖直向上方向的夹角 D．减小弹簧测力计B的拉力大小 11． ‎（10分）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：‎ ‎（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为 ▲ mm。‎ ‎（2）用多用电表“×1”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为 ▲ Ω。‎ ‎（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是 ▲ 。‎ ‎（4）用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R﹣l图象，如图丙所示中符合实验结果的图线是 ▲ （选填“a”“b“或“c”），该电阻丝电阻率的测量值 ▲ （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ 四、计算题（本题共4小题，共53分求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给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位）‎ ‎12．(12分)如图所示，一底面积为S、内壁光滑且导热的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个厚度不计的轻质活塞A和B，容器内a处有一小卡口．在A与B之间、B与容器底面之间分别密闭着一定质量的同种理想气体I和Ⅱ，初始时活塞A与B，活塞B与容器底部之间的距离均为L，气体Ⅱ的压强为2p0．若将某物块放置在活塞A的上表面，稳定后活塞A向下移动0.6L．已知外界大气压强为p0，重力加速度大小为g，容器导热性能良好，设外界温度不变．‎ ‎（1）求初始时小卡口受到活塞B的作用力；‎ ‎（2）请通过计算判断活塞B在上述过程中是否向下移动；‎ ‎（3）求物块的质量M。‎ ‎13．(12分)如图所示，质量mA＝3.0kg的木板A放在光滑水平面C上，木板右端放着质量 mB＝1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态．木板A的上表面右一半是光滑的，木板A的上表面左一半与小物块B间的动摩擦因数μ＝0.2．现木板A突然受到水平向右的12N•s的瞬时冲量I作用开始运动，最终小物块B恰好没有滑离木板A，g取10m/s2，求：‎ ‎（1）瞬时冲量作用结束时木板A的速度v0；‎ ‎（2）木板A的长度L；‎ ‎（3）整个过程中木板A运动的时间tA．‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ ‎14．(15分)如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平面成θ＝30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R1＝R2＝2Ω，导轨间距L＝0.6m．在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P2P1内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d＝0.2m，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，在右侧导轨斜面上与M1P1距离s＝0.1m处，有一根阻值r＝2Ω的金属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好独立匀速通过整个磁场区域，取重力加速度g＝10m/s2，导轨电阻不计．求：‎ ‎（1）ab由静止运动到磁场边界M1P1的时间；‎ ‎（2）在t1＝0.1s时刻和t2＝0.25s时刻电阻R1的电功率之比；‎ ‎（3）金属棒ab的质量；‎ ‎（4）电阻R2产生的总热量．‎ ‎15．(14分)如图所示，在xOy平面的第I象限中，磁场分界线OM的上下两侧分别有垂直纸面向里、向外的匀强磁场B1和B2，磁感应强度大小B1＝B2＝B．质量为m，电量为﹣q的粒子速度一定，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，在磁场中运动的半径为d．已知粒子重力不计，磁场分布区域的大小可以通过调节分界线OM与x轴间的夹角改变．‎ ‎（1）求粒子运动速度v的大小；‎ ‎（2）欲使粒子从y轴射出，求分界线OM与x轴的最小夹角θm；‎ ‎（3）若分界线OM与x轴的夹角θ＝30°，将下方磁场的磁感应强度大小变为B2′＝2B，P是OM上一点，粒子恰能通过P点，求粒子从O点运动到P点时间t．‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ 高二期中考试(创新班)物理答案 一、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分）‎ 题 号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 答 案 A D B C C 二、 多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）‎ ‎ ‎ 题 号 ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 答 案 AC ABC BD AD ‎ ‎ 三、实验题（本题共2小题，共16分．把正确答案填在题中的横线上）‎ ‎10． （1）3.6 （2）D （3）BCD ‎ ‎11． （1）2.820（2.819〜2.821 之间） （2）7 （3）D （4）a 等于 四、计算题（本题共4小题，共53分求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给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位）‎ ‎12．（12分）‎ ‎【解答】解：（1）对活塞B研究：F=2p0S- p0S= p0S （2） 假设活塞A向下移动0.6L时B活塞没有向下移动 对气体根据玻意耳定律可得：‎ p0LS＝p1（L﹣0.6L）S 解得p1＝2.5p0‎ 而p1＞2p0，故假设不成立，活塞B向下运动 ‎（3）设B活塞向下运动△h 对气体Ⅰ：p0LS＝p′1（L﹣0.6L+△h）S 对气体Ⅱ：2p0SL＝p′2（L﹣△h）S Ⅰ、Ⅱ中气体压强满足：p′1＝p′2‎ 联立解得：△h= p′1＝‎ 对活塞A受力平衡可得：Mg+p0S＝p′1S 解得：M＝‎ ‎13．（12分）‎ ‎【解答】解：（1）对木板应用动量定理有 I＝mAv0‎ 代入数据解得：v0＝4m/s。‎ ‎（2）由题意可知小物块B恰好没有滑离木板A 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ 根据动量守恒定律可得 mAv0＝（mA+mB）v共 解得：v共＝3m/s 根据能量量守恒定律可得 解得：△x＝3m 即为半个板长，所以板长为6m ‎（3）设物块A运动左一半的时间为t1，右一半的运动时间为t2‎ 由动量定理可得﹣μmBgt1＝mAv共﹣mAv0‎ 解得t1=1.5s 右一半做匀速运动t2=△x/v0=0.75s 所以总的运动时间tA＝t1+t2=2.25s ‎14．（15分）‎ ‎【解答】解：（1）导体棒到达磁场边界M1P1前，根据牛顿第二定律有：‎ mgsinθ＝ma 得：a＝gsinθ＝5m/s2‎ 由s＝得：t＝＝s＝0.2s ‎（2）在t1＝0.1s时刻，a、b未进入磁场，此时感应电动势为：‎ ‎ E1＝＝Ld＝0.6×0.2×V＝0.6V 此时R2与金属棒并联后再与R1串联，总电阻为 R总＝+R1＝+2＝3（Ω）‎ 总电流为 I总＝＝＝0.2A 电阻R1的电功率为：P1＝I总2R1＝0.22×2W＝0.08W ab在磁场中匀速运动的速度大小 v＝at＝5×0.2m/s＝1m/s t2＝0.25s时，ab在磁场中运动（因为通过磁场区域用时△t＝＝s＝0.2s），B恒定为1T ab切割磁感线，ab杆为电源，产生的感应电动势为：‎ ‎ E2＝BLv＝1×0.6×1V＝0.6V 此时R1和R2并联后与r串联，总电阻为 R总′＝+r＝+2＝3（Ω）‎ 总电流为 I总′＝＝＝0.2A 电阻R1的电功率为：P2＝（I总′）2R1＝0.12×2W＝0.02W 所以在t1＝0.1s时刻和t2＝0.25s时刻电阻R1的电功率之比为：‎ P1：P2＝0.08：0.02＝4：1‎ ‎（3）设ab的质量为m，ab在磁场中运动时，ab受到的安培力为：FA＝BI总′L 又mgsinθ＝BI总′L 解得：m＝0.024kg ‎（4）在0～0.2s时间内，R2产生的热量为：Q1＝（I总′）2R1t＝0.12×2×0.2J＝0.004J，‎ ab最终将在M2P2下方的轨道区域往返运动，到M2P2处的速度为零，根据功能关系可得，‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ 在t＝0.2s后整个电路最终产生的热量为 Q＝mgdsinθ+mv2＝0.036J 由电路关系可得R2产生的热量 Q2＝Q＝0.006J 故R2产生的总热量 ‎ Q2总＝Q1+Q2＝0.01J ‎15．（14分）‎ ‎【解答】解：（1）根据 且r＝d 解得v＝‎ ‎（2）欲使粒子恰好从y轴射出，则轨迹如图 由几何关系可知sin∠NO1O2＝d/2d=1/2，则∠NO1O2=30°‎ 由2∠O1OM=∠NO1O2，得∠O1OM＝15°‎ 则分界线OM与x轴的最小夹角θm＝90°—∠O1OM＝75°‎ ‎（3）将下方磁场的磁感应强度大小变为B2′＝2B，则根据r＝则运动半径变为 轨迹如图所示 粒子在上下磁场中运动的周期分别为 ‎ 在上下磁场中每次运动的时间分别为 ‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎ 若粒子从上面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 t＝n（t1+t2）＝（n＝1、2、3…）‎ 若粒子从下面磁场中经过P点，则粒子从O点运动到P点时间 t′＝n（t1+t2）+t2＝（）（n＝0、1、2、3…）‎ 第 10 页 (物理试卷共 10 页)‎