江苏省2019-2020高二物理上学期期中试题（Word版带解析）

江苏省 2019-2020 学年度第一学期期中考试高二物理试卷 一、单选题 1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，选项 A 错误，C 正 确；只要闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导线中就不一定有感应电流，比如导线框 全部处于垂直导线框平面的磁场中移动，虽然切割磁感线，但回路磁通量不变，没有感应电 流，选项 B 错误；若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但闭合电路所处的位置， 磁场发生变化，就会产生感应电流，故 D 错误； 点睛：此题考查产生感应电流的条件，应注意以下几点：“闭合电路”、“磁通量变化”或者 “闭合电路”、“部分导体”、“切割磁感线运动”，这些条件缺一不可. 2.取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电 流强度为 I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B，若将另一根长导线对折后绕 成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为 I 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强 度大小为（ ） A. 0 B. 0.5B C. B D. 2 B 【答案】A 【解析】 试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故 A 正 确． 考点：磁场的叠加 名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围 磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法 的异同即可正确解答本题。 的3.如图所示，通有恒定电流的导线 MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位 置Ⅱ，第二次将金属框绕 cd 边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为 和 ，则（） A. B. C. D. 不能判断 【答案】C 【解析】 【详解】第一次将金属框由位置 I 平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框 方向没有改变，磁通 量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线 穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以 ，选项 C 正确.ABD 错 故选 C 4.一小船（不含游客）的质量为 2m，以 1m/s 的速度匀速行驶.当质量为 m 的游客从船上以相 对海岸 4m/s 的水平速度向前跳入水中后，船的速度为（不计水的阻力）（ ） A. 3.5m/s B. -1m/s C. 3m/s D. -0.5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】把小船和人看成一个系统满足动量守恒： ，代入数据解得： v1=-0.5 负号表示运动方向向后 A．3.5m/s。故 A 不符合题意。 B．-1m/s。故 B 不符合题意。 的 。 1 φ∆ 2 φ∆ 1 2 φ φ∆ > ∆ 1 2 φ φ∆ = ∆ 1 2 φ φ∆ < ∆ 1 2 φ φ∆ < ∆ 0 1 23 2mv mv mv= + m / sC．3m/s。故 C 不符合题意。 D．-0.5m/s。故 D 符合题意。 5.如图所示，两辆质量均为 M 的小车 A 和 B 置于光滑的水平面上，有一质量为 m 的人静止站 在 A 车上，两车静止。若这个人自 A 车跳到 B 车上，接着又跳回 A 车并与 A 车相对静止，则 此时 A 车和 B 车的速度大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A、B 两车以及人组成的系统，动量守恒，规定向右为正方向，有：0＝MvB﹣（M+m） vA，解得： ，故选 C。 6.1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是 (　 　) A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的 P1 极板带负电 C. 在 B2 磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D. 在 B2 磁场中运动半径越大的粒子，比荷 越小 【答案】D 【解析】 【详解】A、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒 M m m + M m M + M M m+ m M m+ A B v M v M m = + q m子带正电，故 A 错误； B、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的 方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的 极板带正电，故 B 错误； C、进入 磁场中的粒子速度是一定的，根据 得， ，知 r 越大，荷质比 越小，而质量 m 不一定大，故 C 错误，D 正确。 二、多选题 7.在光滑水平面上，A、B 两小车中间有一弹簧，如图所示.用左、右手分别抓住小车 A、B， 将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的 是（ ） A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手再放开右手后，系统总动量不守恒 C. 先放开左手再放开右手后，系统总动量向左 D. 先放开左手再放开右手后，系统总动量向右 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若两手同时放开 A、B 两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初 动量为零，则系统总动量为零。故 A 正确。 B．先放开左手，再放开右手后，两车与弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。故 B 错误。 CD．先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总 动量向左。故 C 正确；D 错误。 8.水平面上有一固定的 U 形光滑金属框架，框架上置一金属杆 ab，如图（纸面即水平面），在 垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是： 1P 2B 2vqvB m r = mvr qB = q mA. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆 ab 将向右移动 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆 ab 将向右移动 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆 ab 将向右移动 D. 若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆 ab 将向右移动 【答案】BD 【解析】 【详解】A. 若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab 中感应电 流方向 a→b，由左手定则，ab 受到的安培力向左，故杆 ab 将向左移动。故 A 错误； B. 若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab 中感应电流方向 b→a， 由左手定则，ab 受到的安培力向右，杆 ab 将向右移动。故 B 正确； C. 若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab 中感应电流方向 b→a， 由左手定则，ab 受到的安培力向左，杆 ab 将向左移动。故 C 错误； D. 若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab 中感应电流方向 a→b， 由左手定则，ab 受到的安培力向右，杆 ab 将向右移动。故 D 正确。 故选：BD 9.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直于磁场边界从 a 点射入， 从 b 点射出。下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 粒子在 b 点的速率大于在 a 点的速率 C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从 b 点右侧射出 D. 若仅减小入射速率，则粒子 磁场中运动时间变短 【答案】AC 在【解析】 【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电。故 A 正确。 B．粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在 b 点速率等于在 a 点速率。故 B 错误。 C．根据 可知，若仅减小磁感应强度，则粒子运动的半径增大，粒子可能从 b 点右侧 射出。故 C 正确。 D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大， 根据 T，可知粒子运动时间可能增加。故 D 错误。 10.光滑水平地面上，A、B 两物体质量都为 m，A 以速度 v 向右运动，B 原来静止，左端有一 轻弹簧，如图所示，当 A 撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法正确的是( ) A. A、B 系统总动量仍然为 mv B. A 的动量变为零 C. B 的动量达到最大值 D. A、B 的速度相等 【答案】AD 【解析】 A、B 组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，总动量为 mv，则弹簧压缩最短时，A、B 系 统总动量仍然为 mv，故 A 正确。弹簧压缩到最短时，A、B 速度相等，则 A 的动量不为零。故 B 错误，D 正确。A 在压缩弹簧的过程中，B 做加速运动，A 做减速运动，弹簧压缩量最大时， 速度相等，然后 B 继续加速，A 继续减速。所以弹簧压缩最短时，B 的动量未达到最大值。故 C 错误。故选 AD。 点睛：解决本题的关键知道动量守恒定律的条件，通过分析两个物体运动的物理过程，分析 两物体的距离变化，知道速度相等时，弹簧压缩量最大． 11. 如图所示，MDN 为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为 R，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为 m 的小球自 M 点无初速下落，下列说法中正确 的是（ ） mvR Bq = 2t θ π=A. 由 M 滑到最低度点 D 时所用时间与磁场无关 B. 球滑到 D 时，速度大小 v= C. 球滑到 D 点时，对 D 的压力一定大于 mg D. 滑到 D 时，对 D 的压力随圆半径增大而减小 【答案】ABD 【解析】 试题分析：小球的运动导致洛伦兹力出现，由于速度大小不变，当磁场不同时，洛伦兹力大 小不同．但小球由 M 滑到最低点 D 所用时间却不变，故 A 正确；小球下滑过程中，受到重力、 支持力、洛伦兹力，但支持力与洛伦兹力不做功，所以只有重力做功，由小球机械能守恒可 得，小球通过 D 点的速度大小 ，B 正确，由于小球机械能守恒，虽然小球滑到最低 点的速度大小不变，但由于小球的运动方向不同，导致洛伦兹力的方向也不同．所以小球对 D 点的压力可能大于重力，也可能小于重力，也可能等于重力．C 错误 D 正确， 考点：考查了洛伦兹力的应用 点评：虽受洛伦兹力，但其不做功，所以小球运动到最低点的速率不变．随着运动的方向不 同，导致洛伦兹力方向也不同． 12.如图所示，一质量为 M =3.0 kg 的长方形木块 B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量 m =1.0 kg 的小木块 A.现以地面为参考系，给 A 和 B 一大小均为 4.0 m/s、方向相反的初速度， 使 A 开始向左运动、B 开始向右运动，但最后 A 并没有滑离 B 板.站在地面上的观察者看到在 一段时间内物块 A 做加速运动.则在这段时间内的某时刻，木块 B 相对地面的速度大小可能是 （ ） A. 2.8 m/s B. 2.5 m/s C. 2.2 m/s D. 1.9 m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A 先向左做减速运动，后向右做加速运动，B 一直向右做减速运动，当 A 的速度为 0 时，设 B 的速度为 v1，以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv0-mv0=Mv1，代入数据得： 2v gR=最后两者一起向右做匀速直线运动，设最终的速度为 v，以向右为正方向，由动量守恒定律得： Mv0-mv0=（M+m）v，代入数据解得： v=2m/s 这段时间内木板 B 相对地面的速度范围是：2m/s≤v≤2.67m/s。 A．2.8 m/s。故 A 不符合题意。 B．2.5 m/s。故 B 符合题意。 C．2.2 m/s。故 C 符合题意。 D．1.9 m/s。故 D 不符合题意。 三、实验题 13. 在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池。 （1）用图（a）所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表变化不明显， 原因是 ，从而影响测量值的精确性。 （2）为了提高实验的精确度采用（b）所示电路，提供器材： A．量程 3V 和 15V 的双量程电压表 V B．量程 0．6A 和 3A 的双量程电流表 A C．定值电阻 R0（R0=1．5Ω） D．滑动变阻器 R1（0～10Ω） E．滑动变阻器 R2（0～200Ω） F．开关 S 和一些导线． 1 8 m / s3v =①图（b）电路中，加接电阻 R0 有两方面的作用：一是方便实验操作和数据测量； 二是 ． ②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填 R1 或 R2）． ③用笔画线代替导线在图（c）中完成实物连接图． ④实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，并在给出的 U-I 坐标系 中画出 U-I 图线如图（d）所示，则新干电池的内阻 r= Ω（结果保留两位有效数 字）． 【答案】（1）电源内阻太小 （2）①保护电路中电源和电流表的安全 ② R1③如图所示 ④0．29 【解析】 试题分析：（1）根据 U=E-Ir 可知，由于新电池内阻很小，电池内压降很小，电压表的读数 变化很小，所以如果采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大 的范围内调节时，电压表读数变化很小，即原因是新电池的内阻很小，内电路的电压降很小。 （2）①加接电阻 R0 有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是防止变阻器电阻过 小时，电池被短路或电流表被烧坏，即保护电路中电源和电流表的安全。 ②因为电流表的量程使用 IA=0．6A，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻应 为 ，所以变阻器应选 R1。 ③如图所示 ④在 U-I 图象中图线的斜率为 R0 与 r 之和：即 ，解得 max 1.5 7.51 1 0.63 3A ER I = = Ω = Ω × 0 1.50 1.00 1.790.28 UR r I ∆ −+ = = Ω = Ω∆r=0．29。 考点：测电池的电动势和内阻 【名师点睛】本题主要考查了测电池的电动势和内阻。本题的关键是明确新电池的内阻很小， 电池的内压降很小，电压表的读数变化很小，所以实验应选内阻较大的旧电池；明确定值电 阻除方便操作和测量外，还可以保护电池和电流表；根据闭合电路欧姆定律求出电路中需要 的最大电阻即可；根据闭合电路欧姆定律写出关于 U 与 I 的函数表达式，然后根据斜率和截 距的概念即可求解。 四、计算题 14.一个质量为 m=100g 的小球从离厚垫 h=0.8m 高处自由下落，落到厚软垫上，若从小球接触 到软垫到小球陷至最低点经历的时间 Δt = 0.2s，（g=10m/s2），求： （1）小球接触到软垫前的一瞬间的动量； （2）小球从开始下落到陷至最低点的过程中，重力的冲量； （3）软垫对小球的平均冲力. 【答案】(1)0.4N·s 向下 (2)0.6N·s 向下 (3)3N 向上 【解析】 【详解】(1)由机械能守恒可得，小球接触后软垫时的速度为： 球与软垫碰撞前动量为： P1=mv=0.1×4N•s=0.4N•s 方向竖直向下 (2)落地前后动量的变化为： △P=0-P1=0-0.4N•s=-0.4N•s 落时过程中，小球重力的冲量为： I=mgt=0.1×10×0.2N•s=0.2N•s 方向竖直向下 由动量定理可知：I+mgt=△P，即为：I+0.2N•s=-0.4N•s 解得： I=-0.6N•s （负号表示方向向上） (3)设小球刚落到软垫瞬间的速度为 v，对小球自由下落的过程， 2 2 10 0.8m / s 4m / sv gh= = × × =由机械能守恒可得： 解得： 选取小球接触软垫的过程为研究过程，取向下为正方向。设软垫对小球的平均作用力为 F，由 动量定理有： ，解得： 15.如图所示，水平平行放置的金属导轨 PQ 和 MN 相距 1 m，导体棒 ab 放在导轨上，棒的质量 为 m = 0.4kg，棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连，物体的质量 M=0.3kg，棒与导轨间 的动摩擦因数为 μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度 B=2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止， 应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g 取 10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 【答案】a→b 0.5A-2.5A 【解析】 【详解】导体棒的最大静摩擦力大小为 fmax=0.5mg=2N，M 的重力为 G=Mg=3N，则 fmax＜G，要 保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方 向为由 a 到 b。 根据受力分析，由平衡条件，当摩擦力向右时有：F 安=T+f=BI1L，代入数据解得： 当摩擦力向左时有：F 安=T-f=BI2L，代入数据解得： I2=0.5A 所以电流范围 ：0.5A 到 2.5A 之间。 16.在光滑水平面上有一凹槽 A，中央放一小物块 B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示， L=1.0m，凹槽与物块的质量均为 m=1kg，两者之间的动摩擦因数 μ=0.05，开始时物块静止， 凹槽以 v0 =5m/s 初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失，且碰撞时间 不计，g 取 10 m/s2，求： 是 21 2mgh mv= v 4m /s= 0mg F t mv− = −（ ） 3NmvF mg t = + = 1 2.5AI =（1）物块与凹槽相对静止时的共同速度； （2）从凹槽开始运动到两者相对静止，系统产生的总热量； （3）从凹槽开始运动到两者相对静止，物块与右侧槽壁碰撞的次数. 【答案】(1)2.5m/s (2)6.25J (3)6 次 【解析】 【详解】(1)设两者间相对静止时的速度为 v，由动量守恒定律得： 解得： (2)根据能量守恒可得系统产生的总热量为： (3)物块与凹槽间的滑动摩擦力 f=μN=μmg 设两者间相对静止前，相对运动的路程为 s1，由动能定理得： 解得： s1=12.5m 已知 L=1m，可推知物块与右侧槽壁共发生 6 次碰撞。 17.同步回旋加速器结构如图所示，轨道磁铁产生的环形磁场在同一时刻处处大小相等，带电 粒子在环形磁场的控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动，穿越沿途设置的高频加速腔 从中获取能量.如题图所示．同步加速器中磁感应强度随被加速粒子速度的增加而增加，高频 加速电场的频率与粒子回旋频率保持同步．已知圆形轨道半径为 R，被加速粒子的质量为 m、 电荷量为+q，加速腔的长度为 L，且 L