湖北省恩施州清江外国语学校2019_2020学年高二物理上学期期末考试试题2557.pdf

湖北省恩施州清江外国语学校 2019-2020 学年高二物理上学期期末考试试题 时间：90 分钟 总分 100 分 一、单选题（本大题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分）1.的物理意义是 导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 导体的电阻越大，则电流越大 加在导体两端的电压越大，则电流越大 导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值 A.B.C.D.a)两导体的关系如图所示，图线 1 表示的导体的电阻为，图线 2 表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是 A.B.C.将与串联后接于电源上，则电流比 D.将与并联后接于电源上，则电流比 2.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 3.中国宋代科学家沈括在 梦溪笔谈 中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如 图 结合上述材料，下列说法不正确的是 A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 4.如图所示，磁场中有一导线MN与“匸”形光滑的金属框组成闭合电路，当导线向右运动时，下列说法正确的是 A.电路中有顺时针方向的电流 B.电路中有逆时针方向的电流 C.导线的N端相当于电源的正极 D.电路中无电流产生 5.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内。线圈由位置经位置到位置，且位置和位置都很靠近位置。在这个过程中，线圈中的磁通量 A.是增加的 B.是减少的 C.先增加，后减少 D.先减少，后增加 6.如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机小灯泡L上标有“9V 9W”字样，电动机的线圈电阻若灯泡正常发光时，电源的输出电压为 15V，此时 A.电动机的输入功率为 36 W B.电动机的输出功率为 5 W C.电动机的热功率为 6 W D.整个电路消耗的电功率为 15 W 7.强台风往往造成巨大灾难。2018 年 9 月 16 日 17 时，第 22 号台风“山竹”强台风级在广东登陆，登陆时中心附近最大风力，空气的密度，当这登陆的台风正对吹向一块长 10m、宽 4m的玻璃幕墙时，假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零，由此可估算出台风对玻璃幕墙的冲击力F大小最接近 A.B.C.D.二、多选题（本大题共 4 小题，每小题 4 分，选不全得 2 分，共 16 分）8.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上在b上施加力F压缩弹簧，如图所示当撤去外力后，下列说法正确的是 A.a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B.a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 C.a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D.a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 9.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c，d到O点的距离均相等。关于这几点处的磁场，下列说法正确的是 A.O点处的磁感应强度为零 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 D.a、b、c、d、O五点处磁感应强度的方向都相同 10.如图，虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，正方形金属框电阻为R，边长为L，线框在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域并开始计时，时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是 其中图象为抛物线 A.B.C.D.11.如图所示，电表均为理想电表，两个相同灯泡的电阻均为R，且R大于电源内阻r.将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表 V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为 U1、U2、U3，电流表 A 示数变化量的绝对值为 I，则()A两灯泡的亮度始终一样且逐渐变暗 BV1、V2的示数增大，V3的示数减小 CU3与 I的比值为 2Rr DU3U1U2 三、实验题（本大题共 2 小题，13 题 4 分，14 题 10 分共 14 分）12.用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离分别用OM、OP、ON表示，并知A、B两球的质量分别为和，且，则碰撞前后系统动量守恒满足的表达式为 13.有一节干电池，电动势约为，内阻约为某实验小组为了比较准确的测量其电动势和内阻，在实验室找到了如下器材：A.电流表量程，内阻约为 B.电流表量程，内阻 C.定值电阻 D.定值电阻 E.滑动变阻器，额定电流 F.滑动变阻器，额定电流 G.开关S和导线若干 因缺少电压表，该组同学准备利用电流表G与定值电阻串联改装成电压表，为较好的满足测量需要，定值电阻应选择_ 填“C”或“D”；为操作方便，滑动变阻器应选择_ 填“E”或“F”该小组根据实验原理图连接线路、测量数据、并在坐标纸上描点连线，得到相应的图线如图，其中 为电流表G的示数，为电流表A的示数，则该电源的电动势_V，内阻_两空均保留三位有效数字 四、计算题（本大题共 4 小题，共 38 分）14.（8 分）某同学在研究微型直流电动机性能时，采用如图所示的实验电路调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为 和重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和电流表、电压表均为理想电表 求：这台电动机的线圈电阻 电动机正常运转时输出的机械功率 15.（10 分）如图所示，质量、的小球A、B均静止在光滑水平面上现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生对心碰撞 若A、B两球发生的是弹性碰撞，求碰后A球和 B 球的速度；若A、B两球发生的是完全非弹性碰撞，求碰撞后两球损失的动能 16.（10 分）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，电阻不计，两导轨间距，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直 每根导体棒在导轨间部分的电阻均为用长为的绝缘丝线将两棒系住，整个装置处在匀强磁场中，时刻磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示 不计感应电流产生的磁场的影响，整个过程丝线未被拉断 求：的时间内，电路中感应电流的大小与方向；时刻丝线的拉力大小 17.（10 分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴正半轴上的M点以速度v垂直于y轴射入电场，然后经x轴上的N点射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场。已知，。不计粒子重力。求 匀强电场的电场强度大小E；该粒子从N点进入磁场时的速度大小和方向；匀强磁场的磁感应强度大小B。答案和解析【答案】1.D 2.A 3.D 4.C 5.B 6.D 7.B 8.C 9.BC 10.BD 11.BC 12.AD 13.14.；E；15.解：电动机不转动时满足欧姆定律，电动机的电阻：；电动机的总功率：；电动机自身电阻的热功率：；电动机正常运转时的输出功率是：。答：这台电动机的线圈电阻是；电动机正常运转时输出的机械功率是。16.解：两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，解得：，；碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，系统损失的动能：，即动能损失；答：若A、B球发生弹性碰撞，碰后A球的速度大小为，方向向左，B球的速度大小为，方向向右；若A、B两球发生的是完全非弹性碰撞，碰撞后两球损失的动能为 17.解：由题图乙可知，由法拉第电磁感应定律有 V，则 A，由楞次定律可知电流方向为顺时针。导体棒在水平方向上受到的丝线拉力和安培力平衡，由题图乙可知时，则 N。18.解：如图：；在电场中：x轴方向：；y轴方向：；解得：；即：电场强度大小E为；设粒子进入磁场时速度为v，和x轴的夹角为；由 得：；则：；即：带电粒子从N点进入磁场时的速度大小为，方向：与x轴的夹角为；在磁场中，设轨迹半径为r，由几何关系可得：由，解得：；由，解得：；即：磁感应强度大小B为。【解析】1.解：电阻是导体本身的性质，与电压和电流无关；故 错误；由欧姆定律可知，电压一定时，电阻越大电流越小，故 错误；电阻可用欧姆定律定义，即导体的电阻等于导体两端的电压与通过的电流的比值，加在 导体两端的电压越大，则电流越大；故正确。由上可知，D正确ABC错误。故选：D。本题考查欧姆定律以及电阻的性质，要注意明确电阻可以由欧姆定律求出，但是与电压和电流是无关的。2.【分析】通过图象得出两电阻的关系；串联电路电流相等，电压比等于电阻之比，并联电路电压相等，电流比等于电阻之反比。解决本题的关键知道图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点。【解答】A、根据图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以：故A正确，B错误；C.将与串联后接于电源上，则电流比，故C错误；D.将与并联后接于电源上，则电流比，故D错误。故选A。3.【分析】产生感应电流的条件：闭合回路的磁通量发生变化或闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流。解决本题关键要准确把握产生感应电流的一般条件：闭合回路的磁通量发生变化，电路必须闭合。【解答】解：将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故A错误；B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，回路中没有磁通量的变化，不能产生感应电流，观察到电流表没有变化，故B错误；C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁的过程中有感应电流产生，但是之后，再到相邻房间去观察时，回路中已经没有磁通量的变化，此时观察到的电流表没有变化，故C错误；D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，回路中的磁通量发生变化，能观察电流表的变化，故D正确。故选D。4.【分析】地球本身是一个巨大的磁体。地球周围的磁场叫做地磁场。地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。本题考查了地磁场的性质以及磁通量等内容，要注意借助地磁场的磁场分布分析地磁场对应的性质【解答】A、地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故A正确；B、磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；D、地磁场与射向地球赤道的带电宇宙射线粒子速度方向并不平行，所以对带电宇宙射线粒子有力的作用，故D正确；故选C。5.【分析】根据右手定则，结合磁场方向与运动方向，从而判定感应电流的方向，进而确定电源的正负极。考查右手定则的内容，掌握感应电流方向与磁场方向，及运动方向的关系，同时注意与左手定则的区别。【解答】AB、根据右手定则，由题意可知，当导线向右运动时，产生的感应电流方向由N端经过导线到M端，因此有逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确；C、由上分析可知，电源内部的电流方向由负极到正极，因此N端相当于电源的负极，故C错误；D，根据感应电流产生的条件可知，电路会产生感应电流，故D错误；故选B。6.【分析】分析磁感线的分布特点，从而明确磁通量的变化特点。磁通量的大小可以用穿过线圈的条数来表示，条数增加则磁通量增加。【解答】磁铁产生的磁场如图所示，线圈从位置到位置的过程中，磁感线穿过线圈的条数减小，故向上的磁通量减小，线圈从位置到位置的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，故磁通量是先减小后增加，故D正确，ABC错误。故选D。7.【分析】电动机与灯泡串联，通过它们的电流相等；已知小灯泡额定电压与额定功率，由电功率公式的变形公式求出灯泡正常工作时的电流；由电功率公式分析答题；本题考查闭合电路欧姆定律的基本应用以及电功率的计算，要注意明确电动机是非纯电阻电路，电动机的输出功率等于输入功率与热功率之差。【解答】灯泡正常发光，则电路电流为：；电动机的电压为：，故电动机的输入功率为：；电动机的热功率为：；电动机的输出功率为：；故B正确，AC错误；D.电源的输出电压为 15V，电源内阻不可忽略，已知电路电流，无法求解电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故D错误；故选B。8.【分析】选取一段时间t内风为研究对象，由动量定理求风受的力，再由牛顿第三定律求得风对玻璃墙的力。本题关键是选取一段时间t内的风为研究对象，由动量守恒求力，注意矢量的方向性。【解答】假设经过t时间，风的速度变为零，由动量定理得：，代入数据：，由牛顿第三定律得风对玻璃幕墙的冲击力约为，故C正确，ABD错误。故选C。9.【分析】本题考查系统动量守恒的判断。系统不受外力或系统所受外力之和为零，系统的动量守恒，由此分析判断。【解答】尚未离开墙壁前，a和b组成的系统在水平方向受到墙的作用，a和b组成的系统动量不守恒，故A错误，B正确；离开墙壁后，a和b组成的系统在水平方向不受力，a和b组成的系统动量守恒，故C正确，D错误。故选BC。10.【分析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成。解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成。【解答】A.根据右手螺旋定则，M处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于 0，故A错误；B.M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故B正确；C.M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d出产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，故C错误；D.由以上分析可知，a、b、c、d、O五点处磁感应强度的方向都竖直向下，故D正确。故选BD。11.【分析】由线框以恒定加速度a进入磁场中切割磁感线，由法拉第电磁感应定律，可得出产生感应电动势与速度关系，由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小，并由安培力公式可确定其大小与时间的关系，由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系，最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系。本题考查了导体切割磁感线产生感应电动势的有关知识，解决本题的关键掌握运动学公式，并由各自表达式来进行推导，从而得出结论是否正确，以及掌握切割产生的感应电动势，知道L为有效长度。【解答】A.线框做匀加速运动，其速度，感应电动势，感应电流，i与t成正比，故A错误；B.线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：，得，图象是不过原点的倾斜直线，故B正确；C.线框的电功率，故C正确；D.线框的位移，电荷量，图象应是抛物线，故D错误。故选BC。12.【分析】AD 解析：电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，A 正确；电压表 V2测量的是路端电压，电压表 V1测量的是灯泡 L1两端的电压，因为总电流减小，所以 V1的示数减小、V2的示数增大，B 错误；将灯泡 L1的电阻等效为电源的内阻，由闭合电路欧姆定律知U3IrR，C 错误；U2Ir、U1IR，所以 U3U1U2，D 正确 13.【分析】此过程中入射球的质量大于被碰球的质量；两球碰撞后，入射球速度减小，入射球速度小于被碰球速度，入射球落点位置变小，入射球的落点位置在被碰球落点位置的后面；根据动量守恒定律写表达式。本题关键要掌握动量守恒定律，知道两球平抛的水平射程和水平速度之间的关系。【解答】此过程中入射球的质量大于被碰球的质量，因此；两球碰撞后，入射球速度减小，入射球速度小于被碰球速度，入射球落点位置变小，入射球的落点位置在被碰球落点位置的后面，由图所示可知，M点是两球碰撞后的落点，P点是碰前落点，N点是碰后的落点，小球的速度可以用小球的水平位移表示，动量守恒的表达式是：故填：。14.【分析】由于没有电压表，可以将电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小。根据闭合电路欧姆定律可求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻。在测量电源电动势和内阻时，要注意根据闭合电路欧姆定律得出对应的表达式，再画出的图象分析出电动势及内阻，注意在处理中单位的换算等细节问题。【解答】由于没有电压表，可以用电流表G与定值电阻串联组成电压表测电压，改装后电压表 的量程 若电流表G与定值电阻串联组成电压表的量程 电源电动势约为，所以只需改装成 2V的电压表，故定值电阻选择C 因电源内阻较小，为了有效调节电路中的电流，滑动变阻器选择总阻值较小的E；设 为电流表的示数，为电流表G的示数，数值远大于 的数值，可以认为电路电流，在闭合电路中，电源电动势：，则：，由图示图象可知，图象纵轴截距：，则：电源电动势：，图象斜率：，解得：；故答案为：；E；。15.本题要明确非纯电阻电路的功率的计算方法，知道电动机不转动时可视为纯电阻和能量间的关系。从电路图中可以看出，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流，根据公式可求电动机停转时的电阻；利用公式可求电动机的总功率，根据公式可求电动机克服本身阻力的功率，总功率与电动机克服自身电阻功率之差就是电动机的输出功率。16.发生碰撞的过程中，AB组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解即可；若A、B球发生弹性碰撞，则碰撞过程中，系统动量守恒、机械能守恒，根据动量守恒定律以及机械能守恒定律列式求解即可；两球碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律求出碰撞后的速度，然后求出系统损失的动能 本题主要考查了动量守恒定律及机械能守恒定律的直接应用，知道弹性碰撞过程中，系统动量守恒、机械能守恒，要求同学们能正确分析物体的受力情况与运动情况，注意应用动量守恒定律解题时要规定正方向，难度适中 17.本题考查法拉第电磁感应定律，以及物体的受力平衡，基础题。由题图乙可知的变化，由法拉第电磁感应定律求，由计算电流大小，由楞次定律可知电流方向；导体棒在水平方向上受到的丝线拉力和安培力平衡，。18.本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动；粒子在电场中运动偏转时，常用能量的观点来解决问题，有时也要运用运动的合成与分解；粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点，要正确画出粒子运动的轨迹图，能熟练地运用几何知识解决物理问题。粒子垂直于电场进入第一象限，做类平抛运动，由牛顿第二定律可得到加速度，结合两个方向的分位移，由位移 时间公式求解；根据几何关系得出轨迹半径；由洛仑兹力提供向心力，得出磁感应强度。