湖北省恩施州2019-2020高二物理上学期期末试卷（Word版有答案）

物理试题 时间： 90 分钟 满分：100 分 一、选择题（共 12 小题，每题 4 分，共 48 分，其中 1-8 题为单项题，9-12 题有两个或 两个以上的选项正确，选不全得 2 分，选错不得分） 1.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭 的研发取得突破性进展。设火箭加速上升的过程可视为初速度为零的匀加速直线运动，则加速阶 段火箭的动量（ ） A．与发动机的推力成正比 B．与它的位移成正比 C．与它所经历的时间成正比 D．与它的动能成正比 2.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则 （ ） A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C．质点加速度的方向不一定与该恒力的方向相同 D．质点单位时间内速率的变化量总是不变 3.如图，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向。图中画出了从 y 轴上沿 x 轴正向抛出的三个小 球 a、b 和 c 的运动轨迹，其中 b 和 c 是从同一点抛出的，不计空 气阻力，则 A．a 的飞行时间比 b 的长 B．b 和 c 的飞行时间相同 C．a 的水平速度比 b 的小 D．b 的初速度比 c 的小 4.利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ） A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 5.匀强磁场中水平放置两平行光滑金属导轨MN、PQ，导轨平面与磁场方向垂直，且导轨电阻不 计，如下图所示。现在导轨的一端固定一电阻为R的金属杆AB，在AB杆的右侧放置一电阻为2R 的金属杆CD，AB、CD均与导轨垂直，用一力水平F向右拉CD杆，使其向右匀速运动，下列说 法正确的是（） A.回路中感应电流的方向沿逆时针方向 B.金属导轨MN、PQ相互排斥。 C. 固定装置对 AB 的作用力的大小为 F，方向与 CD 杆运动的方向相同 D. 由于 AB 杆、CD 杆两端的电压相同，故流过 AB 杆、CD 杆的电流之比为 2:1 6.已知地球是一个巨大的磁场，且地磁场的南北极与地理的南北极大致相反，地磁场的存在 对地球上的生物起到了很好的保护作用，现有一束带负电的粒子流垂直于地球表面射向赤道 上空，从沿粒子束运动方向的角度看，则该束离子将（ ） A.向东偏转 B.向西偏转 C.向南偏转 D.向北偏转 7.一理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220V 的 正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为 ，原、副线圈的匝数比为 n1:n2， 在原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k= ，则（ ） A. U=66V n1:n2 =3:1 B.U=22V n1:n2 =2:1 C. U=66V n1:n2 =2:1 D.U=22V n1:n2 =3:1 8.如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为 2R，bc 是半径为 R 的四分之一 的圆弧，与 ab 相切于 b 点。一质量为 m 的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作 用，自 a 点处以 2mgR 的初动能开始向右运动，重力加速度大小为 g。小球从 a 点开始运动 到其轨迹最高点，则最高点距离 ab 所在水平面的高度和最高点的瞬时速度（ ） A．4R, 0 B．4R, C．5R, D．5R, 9.如图所示，一带点液滴静止在两极板正对的平行板电 容器中间，电容器上极板带正电、下极板带负电。现将 极板错开少许，由此可判断（ ） A. 液滴带正电 B. 液滴带负电 C. 液滴将向上运动 D. 液滴将向下运动 10.甲、乙两车从同一时刻，向同一方向行驶，其 v-t 图像如下图所示，若甲乙两车在 t=2s U 9 1 gR2 gR2 gR22 时相遇，则下列说法正确的是（ ） A. 乙车加速运动时的加速度比甲车的加速度大 B. 在 t=2s 之前，甲车在前，乙车在后 C. 在 t=4s 时，甲乙两车再次相遇 D. 在 t=0 时，甲乙两车的距离为 4m 11．一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、c 三点的位 置如图所示，三点的电势分别为 10V、17V、26V。下列说法正 确的是（ ） A．电场强度的大小为 2.5V/cm B．坐标原点处的电势为 1V C．电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7eV D．电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为-9eV 12.一粗糙斜面静止在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。有三 根细绳，其结点为 O，其中一细绳跨过滑轮与斜面上的物块 A 相连，另一细绳下端悬挂 B 物 块，现用一水平力 F 拉住第三根细绳，使 O 点与滑轮的连线跟竖直方向成 60o 角，系统处于 静止状态。保持 O 点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力 F 的方向直至竖直。已知系统 中各物体始终保持静止，则在此过程中( ) A．拉力F的大小可能与水平状态时的值相同 B．物块A所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．地面对斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．物块 A 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大 二、实验题（共 15 分） 13.（6 分）图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤 如下： ①用天平测量物块和遮光片的总质量 M、重物的质量 m；用游标卡尺测量遮光片的宽度 d．用米尺测量两光电门之间的距离 s； / cmy 6 4 2 a c b / cmxO 2 4 6 8 ②调整轻滑轮，使细线水平； ③让物块从光电门 A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间△t A 和△t B，求出加速度 a： ④多次重复步骤③．求 a 的平均值ā ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数 µ 回答下列问题： (1)测量 d 时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为 1mm）的示 数如图(b)所示，其读数为 cm。 (2)物块的加速度 a 可用 d、s．和△t A 和△t B 表示为 a= 。 (3)动摩擦因数 µ 可用 M、m、ā和重力加速度 g 表示为 µ= 。 (4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于 (填“绝对误差”、“相对误 差”、“偶然误差”或“系统误差”)。 14.（9 分）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E 是电池； 、 、 、 和 是固定电阻， 是可变电阻；表头○G 的满偏电流为 250 ，内阻为 。 虚线方框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连。该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位 为：直流电压 1V 挡和 5V 挡，直流电流 1mA 挡和 2.5mA 挡，欧姆 挡。 （1）图（a）中的 A 端与__________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）关于 的使用，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 （3）根据题给条件可得 __________ ， __________ 。 （4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时 B 端是与“1”相连的， 则多用电表读数为__________；若此时 B 端是与“3”相连的，则读数为__________； 若此时 B 端是与“5”相连的，则读数为__________。（结果均保留 3 位有效数字）。 三、计算题（共 22 分，解答时请写出必要的文字说明、必须的方程式和重要的演算步骤， 只写出最后答案的不得分） 15.（10 分）如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy 平面）向里的磁场。在 区域，磁感 应强度的大小为 ； 区域，磁感应强度的大小为 （常数 ）。一质量为 m、 电荷量为 的带电粒子以速度 从坐标原点 O 沿 x 轴正向射入磁场，此时开始计 时，当粒子的速度方向再次沿 x 轴正向时，求（不计重力） （1）此过程粒子运动的时间； 1R 2R 3R 4R 5R 6R μA 480Ω 100× Ω 6R 6R 6R 6R 1 2R R+ = Ω 4R = Ω 0x ≥ 0B 0x < 0λB 1λ > ( 0)q q > 0v y xO 0v 0λB 0B （2）粒子与 y 轴交点与 O 点间的距离。 16.（12 分）如图，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨道 PA 在 A 点相切。BC 为圆弧轨道的直径。O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为 α，sinα= ，一质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道；在整个过程 中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在 C 点所 受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为 g。求： （1）水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； （2）小球到达 A 点时动量的大小； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间。 四、选考题（共 15 分，17 题为选修 3-3 考生选做，18 题为选修 3-4 考生选做，考生请选其 中一题作答） （选修 3-3 选考题）17. （1）（多选，共 5 分，选对一个选项得 2 分，选对 2 个选项得 4 分，选对 3 得 5 分，选错 一个选项扣 3 分）能量守恒定律告诉我们，在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的。然 而，无数事实告诉我们，并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能够发生，下列说法正 确的是（ ） A.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 B.第二类永动机不违反能量守恒定律 C.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机 D.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 E.气体向真空的膨胀是不可逆的 （2）（10 分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内 有一段高度为 2.0cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体， 水银柱上表面到管口的距离为 2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表 面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。 已知大气压强为 76cmHg，环境温度为 296K。 1）求细管 长度； 2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止， 求此时密封气体的温度。 （选修 3-4 选考题）18. （1）（多选，共 5 分，选对一个选项得 2 分，选对 2 个选项得 4 分，选对 3 得 5 分，选错 一个选项扣 3 分）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b 两质点的横坐标分别为 xa =2m 和 xb=6m，图乙为质点 b 从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的有（ ） A.该波沿-x 方向传播，波速为 1m/s B.质点 a 经 4s 振动的路程为 4m C.此时刻质点 a 的速度沿+y 方向 D.此时刻质点 a 的速度沿-y 方向 E.质点 a 在 t=2s 时的速度为 0 （2）（10 分）一半径为 R=10cm 的半球形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示。 图中 O 为圆心，MN 为竖直方向的直径。有一束细光线自 O 点沿水平方向射入玻璃砖，可 以观测到有光线从玻璃砖的右侧射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与 O 点的 的 / cmy 6 4 2 a c b / cmxO 2 4 6 8 距离为 h=6cm 时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为 c=3×108m/s， 则： 1）此玻璃的折射率为多少？ 2）若 h=5 cm，求光在玻璃砖中传播的时间。2 物理参考答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C B B D A B A D BD AB AB AD 二、实验题 13.（1）0.960cm （2） （3） （4）系统误差14. （1）黑 （2）B （3）160，3520 （4） ， ， 三、计算题 15.（1）解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力设在 区域，粒子做 匀速圆周运动的半径为 ，周期为 则 ① ② 由①②可得 ③ 设在 区域，粒子做匀速圆周运动的半径为 ，周期为 则 ④ ⑤ 由④⑤可得 ⑥ 粒子运动的轨迹如图所示，在两磁场中运动的时间分别为二分之一周期 故运动时间为 ⑦ 由③⑥⑦可得 x y v0 B0 0B v0 0vO ])()[(2 1 22 AB t d t d s ∆−∆ Mg amMmg )( +−=µ 1.48mA 31.10 10× Ω 2.95V 0x ≥ 1R T 2 0 0 0 1 mvqv B R = 1 1 0 2 RT v π= 1 0 2 mT qB π= 0x < 2R 2T 2 0 0 0 2 mvqv B R λ = 2 2 0 2 RT v π= 2 0 2 mT qB π λ= 1 2 1 1 2 2t T T= + ⑧ （2）解：如图所示，粒子与 点间的距离为在两磁场中圆周运动的直径之差，即 距离为 ⑨ 由①④可得 ⑩ ⑪ 由⑨⑩⑪可得 16. 解析（1）设水平恒力的大小为 F0，小球到达 C 点时所受合力的大小为 F。由力的合成法则 有 ① ② 设小球到达 C 点时的速度大小为 v，由牛顿第二定律得 ③ 由①②③式和题给数据得 ④ ⑤ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在 A 点的动量大小为 ( ) 0 1 mt qB λ π λ += O 1 22 2d R R= − 0 1 0 mvR qB = 0 2 0 mvR qBλ= ( ) 0 0 2 1 mvd qB λ λ −= ⑨ （3）小球离开 C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为 g。设小 球在竖直方向的初速度为 ，从 C 点落至水平轨道上所用时间为 t。由运动学公式有 ⑩ 由⑤⑦⑩ 式和题给数据得 四、选考题 17. （1）BDE （2）设细管的长度为 l，横截面的面积为 S，水银柱高度为 h；初始时，设水银柱上表面到 管口的距离为 h，被密封气体的体积为 V，压强为 p；细管倒置时，气体体积为 V1，压强为 p1。由玻意耳定律有 pV=p1V1① 由力的平衡条件有 p=p0–ρgh③ 式中，p、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0 为大气压强。由题意有 V=S（L–h1–h）④ V1=S（L–h）⑤ 由①②③④⑤式和题给条件得 L=41cm⑥ （2）设气体被加热前后的温度分别为 T0 和 T，由盖–吕萨克定律有 ⑦ 由④⑤⑥⑦式和题给数据得 T=312K⑧ 18. （1）ADE （2）①n = ②t = ×10-8s 1 0 V V T T = 3 5 9 2