山东省泰安市2019-2020高二物理上学期期末试题（PDF版附答案）

高二物理试题 第 页 （共 6 页） 2020.1 试卷类型：A 高 二 年 级 考 试 物 理 试 题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 6 页，满分 100 分，考试时 间 90 分钟。 第Ⅰ卷 （选择题 共40分） 注意事项： 1． 答第 I 卷前，考生务必将自己的姓名、考号、试卷类型、考试科目用铅笔涂写在答 题卡上。 2． 每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡 皮擦干净后，再选涂其它答案，不能答在试卷上。 3． 考试结束后，监考人员将本试卷和答题卡一并收回。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。 在每小题给出的四个选项中，只有 一项符合题目要求。 1. 如图，一束电子沿z轴负向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是 A. +x方向 B. -x方向 C. +y方向 D. -y方向 2. 两列振动方向相同、振幅分别为A1 和A2 的相干简谐横波相遇。 下列 说法正确的是 A. 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 B. 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2 C. 波峰与波谷相遇处质点的振幅为 A1+A2 D. 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 3. 如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和 2r。 圆形匀强磁场B的边 缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 A. 4∶1 B. 1∶4 C. 1∶2 D. 1∶1 1高二物理试题 第 页 （共 6 页） 4. 如图所示，一个质量为m1=50kg 的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长 绳。 气球和长绳的总质量为m2=20kg，长绳的下端刚好和水平面接触。 当静止时 人离地面的高度为h=7m。 如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他 离地面高度是（可以把人看作质点） A. 0 B. 2m C. 5m D. 7m 5. 一列简谐横波沿直线从b向a传播，该直线上平衡位置相距 18m 的a、b两质点的振动图象如右图所示。 下列描述该波的图象 可能正确的是 6. 将一段导线绕成图甲所示的闭合 回路，并固定在水平面（纸面）内。 回路的ab边置于垂直纸面向里的 匀强磁场 B1 中。 回路的圆环区域 内有垂直纸面的磁场 B2。 以向里 为磁场 B2 的正方向，其磁感应强度 B2 随时间t变化的图像如图乙所示。 用F表示ab边受 到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F 随时间t变化的图像是 7. 将一小球从地面以速度v0 竖直向上抛出，上升到某一高度后又回到地面。 若该过程空 气阻力不能忽略，且视为恒力，则小球 A. 重力上升的冲量大于下降的冲量 B. 重力上升的冲量等于下降的冲量 C. 重力的冲量大于小球动量变化量 D. 重力的冲量等于小球动量变化量 2高二物理试题 第 页 （共 6 页） 8. 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电 场。 如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖 直向上的匀强磁场B，环上套一带电量为+q的小球。 已知磁感应 强度B随时间均匀增加，其变化率为 ΔB Δt =k，若小球在环上运动 一周，则感生电场对小球的作用力的大小是 A. 0 B. kqr 2 C. kπqr2 D. kπqr 2 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。 在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求。 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和 2I，此 时a受到的磁场力为F，若以该磁场力的方向为正，当在a、b的正中间再 放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变 为 2F，则此时b受到的磁场力可能为 A. -2F B. -3F C. 2F D. 5F 10. 如图所示，在光滑水平面上,有两个半径相等的小球A、B，质量分 别为mA、mB。 A向右运动过程中与静止的B发生正碰，碰后两球动 量相同，则mA与mB的关系可能 A. mA=0.5mB B. mA=2mB C. mA=3mB D. mA=4mB 11. 如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平 金属圆环中穿过。 现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。 设环经 过磁铁上、下端附近时细线的张力的最大值分别为T1 和T2，重力加速度大 小为g，则 A. T1>mg B. T2>T1 C. T2>mg D. T2=T1 12. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。 当显示屏开启时磁体远 离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入 休眠状态。 如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是 电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。 当显示屏 闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出 现电压U，以此控制屏幕的熄灭。 则元件的 A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 前表面的电势比后表面的电势低 C. 前、后表面间的电压U与v无关 D. 前、后表面间的电压U与v有关 3高二物理试题 第 页 （共 6 页） 第Ⅱ卷（非选择题 共60分） 注意事项：第Ⅱ卷用 0．5 毫米黑色签字笔答在答题卡上。 三、实验题（本题共 2 题，共 14 分）。 13. （6 分）某实验小组在利用摆长约为 1m 的单摆测定当地重力加速度的实验中： （1）周期测量环节进行了下列振动图像所描述的四种操作过程，图中横坐标原点表示 计时开始，A、B、C、D均为 30 次全振动图像，已知 sin5°=0.087，sin15°=0.259，这四 种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号） （2）改变摆长，利用测出的多组周期T、摆长L数据，做出T2-L图像，可以 更准确求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2-L图线的示意图 如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g 值最接近当地重力加速度的值。 则相对于图线b，出现图线a的原因 可能是摆长L测量值 （填“偏大”或“偏小”），出现图线c的原因可能是周期T 测量值 （填“偏大”或“偏小”） 14. （8 分）某学习小组设计了如下碰撞实验，验证动量守恒定律。 装置如图（a）所示，气垫 导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出） 的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画 出）可以记录遮光片通过光电门的时间。 实验测得滑块A质量m1=0.300kg，滑块B的质量 m2=0.105kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。 将光电 门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后 光电计时器显示的时间为Δt=3.5×10-3s，碰撞前后打出的纸带如图所示。 则碰后滑块A的 速度为 m/s，滑块B的动量为 kg·m/s。 若实验允许的相对误差 ×100%≤5%，本实验的相对误差为 。 （数据均保留 两位有效数字） | |碰撞前后总动量之差 碰前总动量 4高二物理试题 第 页 （共 6 页） 四、解答题（本题共 4 小题，共 46 分。 解答时应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得分。 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. (8 分)一列简谐横波在t= 1 3 s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。 图 （b）是质点Q的振动图像。 求： （1）波速及波的传播方向； （2）位于原点处的质点P的振动方程y(t)。 16. （8 分）一质量为m的物体Q静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。 图中ab为粗糙的 水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略 的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块（木块可视为质点）以大小为v0 的水平初速度 从a点向左运动，在斜面上上升到某一高度后返回，最终在ab上与物体Q相对静止。 重 力加速度为g。 （1）求木块在ab段的动摩擦因数μ的取值范围； （2）若取μ= v0 2 6gL ，求木块在bc段能上升的高度h值（h为木块在bc段距离ab平面的高度）。 17. （14 分）如图，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。 纸面内 有A、C、D三点，∠ADC=45°，同 时从C、D两点射 出甲、乙两点 电荷，甲带有 电荷量 -q(q>0),沿与CD成 60°方向从C点射出。 乙带正电荷，在纸面内垂直于CD从D点射出。 两点电荷射出时的动量大小相等，从射出经过相同的时间，在A点发生正碰（甲乙碰撞 时速度方向共线）。 不计两点电荷重力，已知点电荷甲的质量为m，轨道半径为R，求： （1）点电荷乙的电荷量； （2）点电荷乙的速度大小。 5高二物理试题 第 页 （共 6 页） 18. （16 分）如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m，导轨右端接有阻值 R=1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计， 导轨间有边界为抛物线形bOc方向竖直向下的匀强磁场区域，O为抛物线顶点， 抛物 线方程为x=10y2，磁场区域面积为 8 75m2。 bc两点在导轨上且连线与导轨垂直，长度也 为L，从 t=0 时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；t=0 时刻， 棒从导轨左端开始以 v=1m/s 向右匀速运动。 t=1s 时棒刚好进入磁场，立刻给棒施加 一水平向右随 x 变化的外力 F（x）使棒在磁场中沿导轨始终以速度v=1m/s 做直线运 动，（提示：可以用F－x图象下的“面积”代表力F做的功） 求：（1）棒进入磁场前，回路中的感应电动势E； （2）棒在运动过程中受到安培力F的最大值； （3）F（x）的表达式； （4）棒开始运动后的 1.4s 内，电阻R产生的焦耳热Q。 6高二物理试题参考答案 第 1 页 （共 2 页） 高 二 年 级 考 试 物理试题参考答案及评分标准 第I卷(选择题，共40分) 一、单项选择题(24分) 评分：每小题3分，共24分。 二、多项选择题(16分) 评分：全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 三、实验题（14 分） 13. （1）B （2）偏小 偏小 （每空 2 分，共 6 分） 14. （1）0.98 （3 分） 0.30 （3 分） 1.0% （2 分） 四、解答题 15. （1）波速v= λ T = 0.32 1 m/s=0.32m/ ////////////////////s ① 方向沿+x方 ////////////////////////////向 ② （2）设P质点振动方程为y=10sin(2πt+φ)c ////////////////m ③ 则由t= 1 3 s时y=0得φ= π 3 或φ=- 2π 3 波沿+x方向传播，∴φ= π 3 /////////////////////// ④ P点振动方程为y=10sin(2πt+ π 3 )c ///////////////////m ⑤ 评分：①、②、⑤式各 2 分，其余每式各 1 分，共 8 分。 2020.1 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D D C B A C B 9 BD 10 11 12 BC ABC AD高二物理试题参考答案 第 2 页 （共 3 页） 16. （1）由动量守恒定律得 mv0=(m+m) !!!!!!!!!!!!!!!!!!v ① 恰能回到出发点，由能量守恒得 1 2 mv0 2- 1 2 (m+m)v2=2μ1mg !!!!!!!!!L ② 恰能冲上斜面，由能量守恒得 1 2 mv0 2- 1 2 (m+m)v2=μ2mg !!!!!!!!!!!L ③ 取值范围 μ1≤ μ＜ μ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ④ 由①②③得 v0 2 8gL ≤ μ＜ v0 2 4gL !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑤ （2）当μ= v0 2 6gL 时，mv0=(m+m) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!v ⑥ 冲上最高点过程，由能量守恒得 1 2 mv0 2- 1 2 (m+m)v2=μ2mgL+mg !!!!!!!h ⑦ 由①⑥得h= v0 2 12g !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑧ 评分：①~⑧式每式 1 分，共 8 分。 17. （1）设点电荷甲的速度大小为v，由牛顿第二定律得 甲电荷qvB=m v2 R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ① 乙电荷q′v′B′=m′ v′2 R 2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ② mv=m′v !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!′ ③ 由①②③得q′=2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!q ④ （2）设点电荷甲做圆周运动的周期为T，有 T= 2πm Bq !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ③ T′= 2πm′ Bq′ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ④ t甲= 1 6 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!T ⑤ t乙= 1 4 T !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!′ ⑥ t甲=t !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!乙 ⑦ 由②③④⑤⑥⑦ 式得v′= 3qBR 4m 评分：①~⑦式每式 2 分，共 14 分。 18. （1）棒进入磁场前 电动势大小E= ΔBS Δt !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ① E=0.08 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!V ② （2）棒在bc位置时，安培力最大 E=BL !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!v ③I= E R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ④ F1=BI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!L ⑤ 由③④⑤得F1=0.09N （3）导体棒在磁场中匀速运动，F（x）=F !!!!!!!!!!!!!!!!安 ⑥ F 安= B2(2y)2v R !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ⑦ x=10y !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2 ⑧ 由⑥、⑦、⑧式得：F（x）= 9 40 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!x ⑨ （4）0-1s 内的焦耳热Q1= E2 R t=0.64×10-2 !!!!!!!!!!!!!!!!!J ⑩ 1s 到 1.4s 内外力F(x)做功等于生成的焦耳热 Q2 x1=0.4m Q2= 1 2 F（x1)·x1= 1 2 × 9 40x1×x1=1.8×10-2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!J 輥輯訛 Q=Q1+Q2=2.44×10-2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!J 輥輰訛 评分：①、⑦、⑨、輥輯訛式每式 2 分，其余每式 1 分，共 16 分。 高二物理试题参考答案 第 3 页 （共 3 页）