湖北省黄石二中2020学年高二物理下学期期末考试模拟卷 15页

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ ‎2020学年下学期高二期末考试模拟测试卷 ‎ 物 理 （B）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。‎ ‎1．如图，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等(　　)‎ A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 B．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回 C．α粒子经过a、c两点时动能相等 D．从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大 ‎2．如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)(　　)‎ A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 ‎3．如图所示的钳形电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的载流导体放入后，松开手柄，铁芯闭合。导线中的交流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导线中的电流，被测导线、铁芯、线圈构成一个电流互感器。下列对钳形电流表的说法正确的是(　　)‎ A．其工作原理与降压变压器一样 B．需要断开电路将此钳式电流表串接在电路中 C．如果钳口没有闭合紧密，则电流的测量值会偏小 D．如果通电导线在钳形口多绕几圈，则读数会偏小 ‎4．如图所示，质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面，由静止从同一高度h2开始下滑到同样的另一高度h1的过程中，A、B两个物体相同的物理量是(　　)‎ A．所受重力的冲量 B．所受支持力的冲量 C．所受合力的冲量 D．动量改变量的大小 ‎5．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法不正确的是(　　)‎ A．线圈先后两次转速之比为3 : 2‎ B．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量为零 C．交流电a的瞬时值为u＝10sin 5πt (V)‎ D．交流电b的最大值为V ‎6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 3，R1＝10 Ω，R2＝5‎ ‎ Ω，电容器的电容C＝150 μF。若电容器下极板所带电荷量q＝0.003sin100πt C，则(　　)‎ A．电阻R2的电功率为160 W B．原线圈两端电压的有效值为200 V C．原线圈中电流的有效值大于1.2 A D．原线圈两端电压的频率大于50 Hz ‎7．如图1所示，理想变压器的原线圈接有保险丝FU，其熔断电流为6 A，副线圈接有阻值为R0＝10 Ω的定值电阻、铭牌上标有“100 V　50 W”字样的灯泡以及最大阻值为400 Ω的滑动变阻器R。现在原线圈的ab间接如图2所示的交流电源，当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是(　　)‎ A．原线圈两端输入的交变电压为u＝22sin100πt(V)‎ B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶5‎ C．若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，灯泡变亮 D．若持续向下移动滑动变阻器的滑片，变压器的输入功率变大，可能会使熔断器熔断 ‎8．如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电流随时间变化的图象是(　　)‎ ‎ ‎ ‎9．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中(　　)‎ A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统在水平方向上动量守恒 C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 D．在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反(或者都为零)‎ ‎10．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核()结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(取1 u＝kg)，以下说法正确的是(　　)‎ 粒子名称 质子(p)‎ α粒子 正电子(e)‎ 中子(n)‎ 质量/u ‎1.0073‎ ‎4.0015‎ ‎0.00055‎ ‎1.0087‎ A．核反应方程为 B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kg C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29 kg D．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12 J ‎11．如图所示，在竖直方向上固定平行的金属导轨上端连接阻值为R的定值电阻，虚线的上方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，长为d的导体棒套接在金属导轨上，且与导轨有良好的接触。现给导体棒一向上的速度，当其刚好越过虚线时速度为v0，导体棒运动到虚线上方h处时速度减为零，此后导体棒向下运动，到达虚线前速度已经达到恒定。已知导轨和导体棒的电阻均可忽略，导体棒与导轨之间的阻力与重力的比值恒为n(n<1)，重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　)‎ A．导体棒的最大加速度为g B．导体棒上升过程流过定值电阻的电荷量为 C．导体棒从越过虚线到运动到最高点所需的时间为 D．导体棒下落到达虚线时的速度大小为 ‎12．如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直于磁场方向从实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置时，线框的速度为。下列说法正确的是(　　)‎ A．在虚线位置时线框中的电功率为 B．此过程中线框产生的内能为 C．在虚线位置时线框的加速度为 D．此过程中通过线框截面的电荷量为 二、非选择题（本题共5小题，共52分。按题目要求做答，解答题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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．(6分)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。‎ ‎(1)将图中所缺的导线补接完整。‎ ‎(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能现的情况有：（选填“左偏”“右偏”或“不偏”）‎ ‎①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 。‎ ‎②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针 。‎ ‎14．(8分)如图所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做“验证碰撞中的动量守恒”的实验：‎ ‎①‎ 把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态。‎ ‎②按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A运动至C的时间t1，B运动至D的时间t2。‎ ‎③重复几次取t1、t2的平均值。‎ 请回答以下几个问题：‎ ‎(1)在调整气垫导轨时应注意____________________________________；‎ ‎(2)应测量的数据还有__________________________________________；‎ ‎(3)作用前A、B两滑块的总动量为________，作用后A、B两滑块的总动量为______________(用测量的物理量符号和已知的物理量符号表示)‎ ‎15．(10分)如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转数n＝60 r/min，若已知ab＝bc＝10 cm，匝数N＝100，线圈总电阻r＝2 Ω，外接电阻R＝8 Ω，磁感应强度B＝T，若从图示位置开始计时，求：‎ ‎(1)线圈转动过程中产生电动势的有效值；‎ ‎(2)线圈中感应电动势的瞬时表达式及线圈转一圈电阻R上产生的焦耳热。‎ ‎16．(12分)如图甲所示，导体框架abcd水平固定放置，ab平行于dc且bc边长L＝0.20 m，框架上有定值电阻R＝9 Ω(其余电阻不计)，导体框处于磁感应强度大小B1＝1.0‎ ‎ T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n＝300匝、面积S＝0.01 m2、电阻r＝1Ω的线圈，通过导线和开关K与导体框架相连，线圈内充满沿其轴线方向的匀强磁场，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。B1与B2互不影响。‎ ‎(1)求0～0.10 s线圈中的感应电动势大小E；‎ ‎(2)t＝0.22 s时刻闭合开关K，若bc边所受安培力方向竖直向上，判断bc边中电流的方向，并求此时其所受安培力的大小F；‎ ‎(3)从t＝0时刻起闭合开关K，求0.25 s内电阻R中产生的焦耳热Q。‎ ‎17．(16分)如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，两导轨间距L＝1 m，M、P两点间接有阻值R＝3 Ω的电阻。整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。一根质量m＝1 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计。金属杆ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度取g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)金属杆ab沿导轨向下运动时的最大速度v以及此时杆中电流方向；‎ ‎(2)若金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为QR＝1.5 J，则流过电阻R的总电荷量q为多少；‎ ‎(3)金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，经历的时间t。‎ ‎2020学年下学期高二期末考试模拟测试卷 物 理（B）答 案 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。‎ ‎1．【答案】C ‎【解析】卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构理论，选项A错误； 大多数粒子击中金箔后几乎不改变方向而沿原方向前进，选项B错误；因ac两点距离金原子核的距离相等，可知电势能相等，则粒子经过两点时动能相等，选项C正确；从经过运动到的过程中，电场力先做负功，后做正功，可知粒子的电势能先增大后减小，选项D错误.‎ ‎2．【答案】A ‎【解析】当磁铁N极朝下，向下运动时，穿过线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，方向向上，则线圈中的电流方向与箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥，故A正确。‎ ‎3．【答案】C ‎【解析】钳形电流测量仪实质上是“降流”，则原理是与升压变压器一样，故A错误。此仪器不需要断开电路，只需将将此钳式电流表的钳口扣在导线上即可，选项B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，载流导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，在内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，故C正确。根据n1I1＝n2I2，知若将载流导线在铁芯上多绕几匝，即n1变大，I1、n2不变，则钳形电流测量仪的示数I2 将变大，即读数会偏大。故D错误。‎ ‎4．【答案】D ‎【解析】物体下滑过程中，下滑高度h＝h2-h1相等，由机械能守恒定律得：mgh＝mv2，物体到达斜面底端时，速度 ‎，由牛顿第二定律得：mgsinθ＝ma，加速度a＝gsinθ，物体沿斜面下滑的时间：，由于斜面倾角θ不同，物体下滑的时间t不同，重力的冲量I＝mgt不同，故A错误；物体下滑的时间t不同，所受支持力的方向不同，所以所受支持力的冲量一定不同，故B错误；由于斜面倾角不同，滑到h1高度时，两物体动量方向不同，但两物体动量大小相等，所以两个物体动量变化量的大小是相等的；由动量定理可知，物体动量变化量等于物体所受合外力的冲量，所以物体所受合力的冲量大小相等，但方向不同，故C错误，D正确。‎ ‎5．【答案】B ‎【解析】由图读出两电流周期之比为Ta：Tb＝0.4s:0.6s＝2:3，而，故线圈先后两次转速之比为3:2，故A正确；t＝0时刻U＝0，根据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，故B错误；正弦式电流a的瞬时值为，故C正确；根据电动势最大值公式，得到两电动势最大值之比为Ema：Emb＝Tb:Ta＝3:2，Ema＝10V，则得到正弦式电流b的最大值为，故D正确。‎ ‎6．【答案】C ‎【解析】两端电压的最大值，有效值，电功率，故选项A错误；通过中的电流，通过中的电流，由可得原线圈中电流，故选项C正确；副线圈两端的电压，由得 ‎，故选项B错误；原线圈两端电压的频率，故选项D错误。‎ ‎7．【答案】D ‎【解析】由题图2可知，交变电压的最大值为22 V，周期为T＝2×10－2 s，所以角速度为ω＝＝100π(rad/s)，则原线圈两端的交变电压为u＝22sin 100πt(V)，选项A错误；灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝200 Ω，电流为IL＝＝0.5 A，当滑动变阻器的滑片处在中点时接入电路的电阻为200 Ω，根据并联电路的特点可知，通过电阻R0的电流为I0＝1 A，所以变压器的输出电压为U2＝UL＋I0R0＝110 V，则有，选项B错误；若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，接入电路的电阻变小，则副线圈中的电流变大，电阻R0两端的电压增大，所以灯泡两端的电压减小，亮度变暗，选项C错误；若持续向下移动滑动变阻器的滑片，副线圈中的电流会持续增大，由P出＝U2I2可知输出功率变大，又P入＝P出，所以输入功率变大，原线圈中的电流I1也增大，因此可能超过熔断电流6 A，熔断器可能会熔断，选项D正确。‎ ‎8．【答案】A ‎【解析】当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流；当线框出离磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为顺时针方向，为负值，故A正确，BCD错误。‎ ‎9．【答案】BD ‎【解析】‎ 以小球和小车组成的系统为研究对象，在水平方向上不受外力的作用，所以系统在水平方向上动量守恒。由于初始状态小车与小球均静止，所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零，要么大小相等、方向相反，故AC错误，BD正确。‎ ‎10．【答案】ACD ‎【解析】由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得，故A正确；反应中的质量亏损为Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55) u＝0.026 6 u＝4.43×10－29 kg，故C正确，B错误；由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4×10－12 J，故D正确。‎ ‎11．【答案】CD ‎【解析】导体棒向上运动时重力、阻力、安培力的方向均向下，且向上做减速运动，因此导体棒刚好经过虚线时的合力最大，加速度最大，则由牛顿第二定律得，导体棒切割磁感线产生的感应电动势为，又、，解得，A错误；导体棒在磁场中上升的过程，由动量定理得：，由法拉第电磁感应定律得，又、，则上升过程中流过定值电阻的电荷量为，由以上可解得，B错误，C正确；导体棒下落的过程中，受向下的重力、向上的安培力以及阻力，当导体棒匀速时，则，又、，整理解得，D正确。‎ ‎12．【答案】AB ‎【解析】在虚线位置时线框中产生的感应电动势为，感应电流为，此时线框中的电功率，故A正确；线框在虚线位置时，根据能量守恒定律可得，此过程中线框产生的内能 ‎，故B正确；在虚线位置时，线框所受安培力大小为，方向向左，根据牛顿第二定律得加速度为，故C错误；此过程中穿过线框的磁通量的变化量为ΔΦ＝Ba2，通过线框截面的电荷量为，故D错误。‎ 二、非选择题（本题共5小题，共52分。按题目要求做答，解答题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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．(6分)‎ ‎【答案】(1)如图所示 (2)右偏 左偏 (每空2分)‎ ‎【解析】(1)探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示。‎ ‎(2)在闭合开关时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下；①闭合开关，将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻变大，电流减小，则穿过线圈的磁通量减少，灵敏电流计指针左偏。‎ ‎14．(8分)‎ ‎【答案】(1)用水平仪测量并调试使得气垫导轨水平 (2)A至C的距离L1、B至D的距离L2 (3)0 或 (每空2分)‎ ‎【解析】(1)为了保证滑块A、B作用后做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试。‎ ‎(2)要求出A、B两滑块在电动卡销放开后的速度，需测出A至C的时间t1和B至D的时间t2‎ ‎，并且要测量出两滑块到两挡板的运动距离L1和L2，再由公式求出其速度。‎ ‎(3)设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为，。作用前两滑块静止，总动量为0；作用后两滑块的总动量为。若设向右为正方向，同理可得作用后两滑块的总动量为。‎ ‎15．(10分)‎ ‎【解析】(1)线圈的转速：‎ 频率： (1分)‎ 角速度： (1分)‎ 最大电动势： (1分)‎ 电动势的有效值为：(2分)‎ ‎(2)瞬时电动势为：V (2分)‎ 电阻R的发热量为： (3分)‎ ‎16．(12分)‎ ‎【解析】(1)由法拉第电磁感应定律得 (2分)‎ 代入数据得 (2分)‎ ‎(2)由左手定则得电流方向为b→c (2分)‎ 代入数据得 (1分)‎ 由闭合电路的欧姆定律得 (1分)‎ 安培力大小F＝I2LB1＝1.2 N (1分)‎ ‎(3)由法拉第电磁感应定律得 (1分)‎ ‎ (2分)‎ ‎17．(16分)‎ ‎【解析】(1)金属棒速度最大时，满足： (2‎ 分)‎ 解得v＝6m/s，电流方向为由a到b；(2分)‎ ‎(2)金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，由动能定理：‎ ‎ (2分)‎ 其中：‎ 流过电阻 R 的总电荷量 q 为： (2分)‎ 联立解得 (2分)‎ ‎(3)由动量定理： (2分)‎ 其中安培力的冲量： (2分)‎ 联立解得： (2分)。‎