湖南省2019-2020学年高二物理下学期期中试题（Word版附答案）

1 2020 年湖南省岳阳县一中下期期中考试高二试题 物 理 考试内容：必修 1， 必修 2， 选修 3-1，选修 3-2，选修 3-5 动量部分 满分:100 分 时量：90 分钟 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项符合题目要求。） 1.物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来 的。有关下面四个实验装置，描述错误的是( ) A．卡文迪许利用装置(1)测出了引力常量的数值 B．库仑利用装置(2)总结出了点电荷间的相互作用规律 C．奥斯特利用装置(3)发现了电流的磁效应 D．牛顿利用装置(4)总结出了自由落体运动的规律 2.一物块沿直线运动的速度一时间（v-t）图象如图所示， 下列说法正确的是（ ) A. 5s 内的位移大小为 17.5m B. 3s 末与 5s 末的速度相同 C. 第 4s 内与第 5s 内的加速度相同 D. 前 4s 的平均速度大小为 4m/s 3.2018 年 11 月 16 日，第 26 届国际计量大会（CGPM）通过决议，修改了国际单位制中的 4 个基本单位，进一步完善了国际单位制．下列说法正确的是(　　) A. “牛顿”是国际单位制中的基本单位 B. “电子伏特（eV）”表示的是电压的单位 C. “毫安时（mAh）”表示的是能量的单位 D. “功率”的单位用国际单位制基本单位表示为 kg·m2·s-3 4.1831 年 8 月 29 日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发 现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接 到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬 间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于“电磁感 应”现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知 识判断以下哪个选项不属于这五类现象（ ） A．恒定的电流 B．变化的磁场 C. 运动的磁铁 D．在磁场中运动的导体 5.在如下图所示的电路中，当闭合开关 S 后，若将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，则正确的 是(　　) A. 电压表和电流表 示数都增大 B. 灯 L2 变暗，电流表的示数减小 C. 灯 L1 变亮，电压表的示数减小 D. 灯 L2 变亮，电容器的带电量增加 的2 6．如图所示，理想变压器的原线圈接入 的交变电压，副线圈对 “220V 880W”的用电器 RL 供电，该用电器正常工作。由此可知（ ） A. 原、副线圈的匝数比为 B.交变电压的频率为 100Hz C. 原线圈中电流的有效值为 4A D. 变压器的输入功率为 880W 7．A、B 为一电场中 x 轴上的两点，如图甲所示。一电子 仅在电场力作用下从 A 点运动到 B 点，x 轴上各点电势随 其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是( ) A．该电场是点电荷形成的电场 B．A、B 两点电场强度大小关系为 EA＜EB C．电子从 A 运动到 B 过程中电场力做负功 D．电子在 A、B 两点的电势能大小关系为 EpA＞EpB 8.如图甲所示，一对间距为 l=20cm 的平行光滑导 轨放在水平面上，导轨的左端接 R=1Ω的电阻，导 轨上垂直放置一导体杆，整个装置处在磁感应强度 大小为 B=0.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨 平面向下．杆在沿导轨方向的拉力 F 作用下做初速 为零的匀加速运动．测得力 F 与时间 t 的关系如图 乙所示．杆及两导轨的电阻均可忽略不计，杆在运动 过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接 触，则杆的加速度大小和质量分别为( ) A. 20m/s2 0.5kg B. 20m/s2 0.1kg C. 10m/s2 0.5kg D. 10m/s2 0.1kg 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.如图所示，用轻绳 OA 把球挂在光滑的竖直墙壁上，O 点为绳的固定点，B 点为球与墙壁的接触点．现保持固定点 O 不动，将轻绳 OA 加长，使绳与墙壁 的夹角θ变小，则球静止后与绳 OA 加长之前相比（　） A．绳对球的拉力变大 B．球对墙壁的压力变小 C．球对墙壁的压力不变 D．球所受的合力不变 10.如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速 行驶，经过时间 t 前进距离 s，速度达到最大值 vm，在这一过程中电动机的功 率恒为 P，小车所受阻力恒为 f，那么这段时间内( ) A. 小车做加速度逐渐减小的加速运动 B. 小车做匀加速运动 C. 电动机所做的功为 D. 电动机所做的功为 11．在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从 壕沟的一侧以速度 v＝10 m/s 沿水平方向飞 向另一侧，壕沟的宽度及两侧的高度如图所示， 若摩托车前后轴距为 1.6m，g = 10m/s2,不计空 气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．摩托车不能越过壕沟 B．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度大小为 4 m/s C．摩托车能越过壕沟，落地瞬间的速度方向与水平地面的夹角的正切值为 0.2 D．在跨越壕沟的过程中，摩托车与人组成的系统动量守恒 8800 2 sin100 (V)u tπ= 40 2 :1 2 m 1 mv2 21 2 mfs mv+3 12．如图所示，半径为 R=2m 的光滑曲面轨道固定在竖直不面内，下端出口处在水不方向上。 一质量为 M =3 kg 的平板车静止在光滑的水不地面上，右端紧靠曲面轨道， 平板车上表面恰 好与曲面轨道下端相切。一质量为 m=1 kg 的小物块从曲面轨道 上某点由静止释放，该点距 曲面下端的高度为 h=0.8m,小物块经曲面轨道下滑后滑上平板车，最终恰好未从平板车的左 端滑下。已知小物块可视为质点，与平板车间的动摩擦因数μ= 0.6,重力加速度 g = 10m/s2,则下列说法正确的是( ) A．小物块滑到曲面轨道下端时对轨道的压力大小为 18 N B．平板车加速运动时的加速度为 6m/s2 C．平板车的长度为 2 m D．平物块与不板车间滑动过程中产生的热量为 6 J 三、实验题（共 14 分，请将答案填在答卷的相应横线上，否则不得分） 13.(6 分)某实验小组的同学利用如图 1 所示的装置“探究物体速度和位移的关系”，并测 量物块和桌面间的动摩擦因数。已知弹簧处于原长时，物块位于光电门左侧。 （1）按如图 1 所示安装实验器材，物块上方装有较窄的遮光条，用游标卡尺测量其宽度如 图 2 所示，则遮光条的宽度为______mm。 （2）实验步骤如下： ①让物块压缩弹簧并锁定； ②释放物块，读出物块通过光电门时的遮光时间△t； ③测量出物块停止运动时遮光条的位置到光电门之间的位移 x； ④重复②③步骤，测出多组遮光时间△t 和位移 x 的值； ⑤计算出物块通过光电门时对应的速度 v。 （3）根据测量的数据在如图 3 所示的坐标纸上做出 v2-x 图象，由图象可知，物块在桌面上 运动的加速度大小为______m/s2．已知重力加速度 g 取 10m/s2，则物块和桌面间的动摩擦因 数为______。（结果均保留两位有效数字） 14.(8 分)某同学设计了如图（a）的电路来测量电源电动势 E 和内阻 r。图中 R0＝7.0Ω，R1 阻值未知，R2 为电阻箱，阻值范围为 0～9999.9Ω， 是理想电压表，S1 为单刀开关，S2 为 单刀双掷开关。 （1）调节电阻箱 R2 的阻值为 10Ω，闭合 S1，将 S2 拨向 a，电压表示数为 0.87V；将 S2 拨 向 b，电压表示数为 1.26V，则 R1 的阻值为　 　Ω（保留 2 位有效数字）； （2）将 S2 拨向 a，多次调节 R2，读出其阻值及对应的电压表示数，经处理得到下表的数据， 请在如图（b）给出的坐标纸上描出剩余的数据点，并绘出 图线。4 实验次数 1 2 3 4 5 6 （Ω﹣1） 0.04 0.07 0.10 0.13 0.17 0.20 （V﹣1） 0.76 0.93 1.15 1.32 1.59 1.79 （3）由 图线得到电源电动势 E＝　　V，内阻 r＝　　Ω（结果均保留 2 位有效数 字）。 三、计算题（共 38 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。请将解题过 程填在答卷上相应位置，否则不得分） 15.(8 分)质量是 40kg 的铁锤从 5m 高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是 0.05s．重力加速度 g＝10m/s2（不计空气阻力），求： （1）撞击水泥桩前铁锤的速度为多少？ （2）撞击时，铁锤对桩的平均冲击力为多少？ 16.(8 分)驾考需要考查坡道定点停车，过程如图所示，汽车从水平路段的 A 点启动，匀加 速行驶 2s 到达斜坡底端 B 点时速度为 2m/s．接着汽车仍以 2m/s 的速度匀速上坡，然后在 恰当位置刹车，刚好停在 C 点．已知汽车在斜坡上刹车 的摩擦阻力恒为车重的 0.2 倍，斜坡倾角的正弦值 ，取重力加速度为 ．求： （1）A、B 两点间距离； （2）汽车开始刹车的位置到 C 点的距离． 17.（10 分）已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g。地可视为质量分布均匀的球体， 不考虑空气的影响。 （1）北京时间 2020 年 3 月 9 日，中国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 54 颗导航卫 星，此次发射的是北斗第 2 颗地球静止轨道卫星（又称地球同步卫星），它离地高度为 h。求此卫星进入地球静止轨道后正常运行时 v 的大小（不考虑地球自转的影响）； （2）为考察地球自转对重力的影响，某研究者在赤道时，用测力计测得一小物体的重力是 F1。在南极时，用测力计测得该小物体的重力为 F2。求地球的质量 M。（已知地球自转周期为 T） 18.（12 分）如图所示的 xOy 坐标系中，在第Ⅰ象限内存在沿 y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ 象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，从 y 轴上的 P 点垂直进入匀强电场，经过 x 轴上的 Q 点以速度 v 进入磁 场，方向与 x 轴正向成 30°角。 若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知 OP＝ ， 粒子的重力不计，电场强度 E 和磁感应强度 B 大小均未知。求： sin 0.3θ = 210m/s5 （1）OQ 的距离； （2）磁感应强度 B 的大小； （3）若在 O 点右侧 22L 处放置一平行于 y 轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从 P 点进入电场到击中挡板的时间。6 物理 参考答案 13.（1）6.75 （3） 5.0 0.50 14.（1）4.5；（2）图象如图所示；（3）2.0，1.3。 15.解：（1）撞击前，铁锤只受重力作用，机械能守 恒， 有： ， 可 以 求 出 撞 击 水 泥 桩 前 铁 锤 的 速 度 v ＝ m/s＝10m/s． （2）设桩对铁锤的冲击力大小为 F，取竖直向下为 正方向，根据动量定理，有 （mg﹣F）△t＝0﹣mv， 代入数据解得 F＝8400N． 由牛顿第三定律可得：撞击过程中铁锤对水泥桩的 平均冲击力 F′＝F＝8400N。 16.解：（1）A、B 两点间距离: （2）汽车刹车时，由牛顿第二定律： 解得： a=5m/s2 汽车开始刹车的位置到 C 点的距离 17.解：（1）（5 分）设该卫星质量为 m，根据万有引力定律和牛顿第二定律 万有引力提供向心力 在地球表面，根据万有引力和重力的关系可得： 解得线速度 ＝ ； （2）（5 分）设小物体质量为 m0，在赤道地面，小物体随地球自转做匀速圆周运动， 受到万有引力和弹簧秤的作用力，有 在南极地面 联立得地球质量 18.解：（1）粒子在 Q 点进入磁场时， 沿 x 方向的分速度：vx＝vcos30° 沿 y 方向的分速度：vy＝vsin30° 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D C D A C D D D BD AD BC AD 2 2m 2m2 2AB vx t= = × = sinkmg mg maθ+ = 2 22 m 0.4m2 2 5 vs a = = =× hR vmhR GMm +=+ 2 2)( 2 0 1 02 2 4πMmG F m RR T − = 0 22 MmG FR = GTFF RFπM 2 12 3 2 2 )-( 4=7 OP 间的距离： ＝ t OQ 的距离：OQ＝vxt＝3L （2）粒子恰好能回到电场，即粒子在磁场中轨迹的左侧恰好与 y 轴相切，设半径为 R， 根据几何关系可得：R（1+sin30°）＝3L， 根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB＝m 联立可得磁感应强度的大小：B＝ （3）粒子在电场和磁场中做周期性运动，轨迹如图， 一个周期运动过程中，在 x 轴上发生的距离为：△L＝3L+3L﹣2Rsin30°＝4L， P 点到挡板的距离为 22L，所以粒子能完成 5 个周期的运动，然后在电场中沿 x 轴运动 2L 时击中挡板。 5 个周期的运动中，在电场中的时间为：t1＝5× ＝ 磁场中运动的时间：t2＝5× ＝ 剩余 2L 中的运动时间：t3＝ ＝ 总时间：t 总＝t1+t2+t3＝