【物理】江西省宜春市高安中学2019-2020学年高一下学期期中考试（A）试卷 (1) 10页

江西省宜春市高安中学2019-2020学年高一下学期期中考试 物理试题 第I卷（选择题)‎ 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,1-8题只有一个选项符合题目要求,9-12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)‎ ‎1.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈、小灯泡、开关和电池组,用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后,闭合开关,小灯泡发光;再断开开关,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )‎ A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大 C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大 ‎2.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动.今在发电机的输出端接一个电阻和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10V.已知,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是(   ) ‎ A.线圈平面与磁场平行时刻,线圈中的瞬时电流为零 B.从线圈平面与磁场平行开始计时,线圈中感应电流瞬时值表达式为 C.流过电阻的电流最大值为 D.电阻上的热功率等于5W ‎3.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速， 经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子 ‎ 在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为( )‎ A.11 B‎.12 ‎C.121 D. 144‎ ‎4.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1:2,接有四个阻值相同的定值电阻,变压器原线圈接到交流电源上,下列说法正确的是(   )‎ A.副线圈电压是电源电压的2倍 B.流过R1的电流是副线圈中电流的2倍 C.R1上的电功率是R2上电功率的2倍 D.R1上的电功率是R2上电功率的9倍 ‎5.水力采煤是利用高速水流冲击煤层进行的。假如煤层受到的压强冲击即会破碎,若高速水流沿水平方向冲击煤层,不考虑水的反向溅射作用,则冲击煤层的水流速度至少应为( )‎ A. ‎30 m/s B. ‎40 m/s C‎.45 m/s D. ‎60 m/s ‎6.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为.电阻为、半径为、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动(轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为(   ) A. B. C. D. ‎ ‎7.A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合, 如图所示。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动,则(   )‎ A.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同, 丝线受到的拉力减小 B.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同, 丝线受到的拉力增大 C.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反, 丝线受到的拉力减小 D.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反,丝线受到的拉力增大 ‎8.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为,原线圈接入电压的交流电源,图中电表均为理想电表,闭合开关后,当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是(    )‎ A.副线圈中交变电流的频率为100Hz B.t=0.02s时,电压表的示数为0 C.电流表的示数先变小后变大 D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小 ‎9.如图所示,在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车,一质量也为m的小球以水平速度沿右端槽口向小车滑去,到达某一高度后,小球又返回右端槽口,则( )‎ A.小球以后将向右做平抛运动 B.小球将做自由落体运动 C.此过程小球对小车做的功为 D.小球在弧形槽上升的最大高度为 ‎10.在如图一所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（图二中的甲光、乙光、丙光）．下列说法中正确的有（　　 ）‎ A. 只要电流表中有电流通过，光电管中就发生了光电效应 B. 同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的极限频率截止频率 C. 图一中电流表G的电流方向可以是a流向b、也可以是b流向a D. 图二中由于甲光和乙光有共同的，可以确定甲光和乙光是同一种色光 ‎11.如图所示，水平放置的U形光滑框架上接一个阻值为的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度为v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计.下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A.此时AC两端电压为 ‎ B.此过程中回路产生的热量 C.此过程中通过电阻的电荷量为 ‎ D.此过程所用时间 ‎12.如图所示，在空间中有一坐标系，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线是它们的边界.区域Ⅰ中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外；区域Ⅱ中的磁感应强度为,方向垂直纸面向内.边界上的P点坐标为. —质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射入区域Ⅰ，经过一段时间后，粒 子恰好经过原点O,忽略粒子重力，已知，.则下列说法中正确的是（ ）‎ A.该粒子一定沿y轴负方向从O点射出 B.该粒子射出时与y轴正方向夹角可能是74°‎ C.该粒子在磁场中运动的最短时间 D.该粒子运动的可能速度为 第II卷（非选择题)‎ 二、填空题(本题共2小题,每空2分，共16分)‎ ‎13.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央。在图乙中 ‎1.S闭合时,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针_______;(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎2.线圈A放在B中不动时,指针将__________;(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎3.线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将__________。(填左偏、不偏、右偏)‎ ‎14.某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置,如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。‎ ‎1.下面是实验的主要步骤:‎ ‎①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;‎ ‎②向气垫导轨通入压缩空气;‎ ‎③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;‎ ‎④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;‎ ‎⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;‎ ‎⑥先_________________,然后_________________,让滑块带动纸带一起运动;‎ ‎⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图乙所示:‎ ‎⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为‎310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为‎205g;试完善实验步骤⑥的内容。‎ ‎2.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为__________kg·m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为__________kg·m/s(保留三位有效数字)。 3.试说明2问中两结果不完全相等的主要原因是__________________________。‎ 三、计算题 （本题共3小题,共36分，每小题12分）‎ ‎15.如图所示,一个质量为m,带电量为q的正离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B.离子的初速度方向在纸面内,与直线AB的夹角为60°.结果离子正好穿过AB的垂线上离A点距离为L的小孔C,垂直AC的方向进入AC右边的匀强电场中.电场的方向与AC平行.离子最后打在AB直线上的B点.B到A的距离为2L.不计离子重力,离子运动轨迹始终在纸面内,求:‎ ‎1.离子从D点入射的速度v0的大小;‎ ‎2.匀强电场的电场强度E的大小.‎ ‎16.如图所示,固定的凹槽内部上表面光滑水平,其内放置一U形滑板N,滑板两端为半径 R=0.45m的1/4光滑圆弧面,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面水平、粗糙,与两圆弧相切,B、C为相切点。小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4m。P1、P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.4,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时滑板N紧靠凹槽的左端,P2静止于B点,P1以v0=4m/s的初速度从A点沿圆弧自由滑下,在B点与P2发生弹性碰撞。当P2滑到C点时,滑板N恰好与凹槽的右端相碰并与凹槽粘牢,P2则继续滑动,到达D点时速度刚好为零。P1与P2可视为质点,取g=10m/s2。问:‎ ‎1.P2与BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?‎ ‎2.BC长度为多少?‎ ‎3.N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?‎ ‎17.如图,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上,一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好, PQbc构成矩形.棒与导轨间动摩擦因数为μ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨bc段长为,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为B.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a.‎ ‎ 1.求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式; 2.经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少? 3.某过程中回路产生的焦耳热为Q,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量.‎ ‎【参考答案】‎ 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,1-8题只有一个选项符合题目要求,9-12题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)‎ 二、填空题(本题共2小题,每空2分，共16分)‎ ‎13. 1.右偏; 2.不偏; 3.左偏 ‎14. 1.接通打点计时器的电源; 放开滑块1; 2.0.620; 0.618; ‎ ‎3.纸带与打点计时器的限位空有摩擦 三、计算题 本题共3小题,共36分，每小题12分）‎ ‎15. 解析：1.离子在磁场中做圆周运动,轨迹如图所示。 由几何关系可知,离子圆周运动半径r满足: ① 离子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力 由牛顿第二定律:                             ② 由①②解得入射速度                            ③ 2.离子进入电场后做类平抛运动,轨迹如图所示。 水平方向                                         ④ 竖直方向                                    ⑤ 由③④⑤解得匀强电场的电场强度          ⑥ 16.解析：1.设P1滑到最低点时的速度为v1,P1、P2相撞后P1的速度为v'1、P2的速度为v2,由动能定理有 ‎ ‎ ‎ 解得v1=‎5m/s ‎ 由题意可知v'1=0,v2=‎5m/s ‎ P2向右滑动时,假P1与滑板相对静止,则把P1、N看成一个整体,由牛顿第二定律有 ‎ ‎ ‎ 代入数据解得a=‎0.8m/s2‎ 此时对P1受力分析,受到摩擦力 ‎ 故P1与滑板相对静止,所以滑板的加速度为‎0.8m/s2。 2.设P2滑到C点时的速度为v'2,由动能定理得 ‎ 代入数据解得v'2=‎3m/s ‎ P1、P2碰撞后瞬间到P2滑到C点的过程中,设P1、N整体在P2到达C点时速度为v, ‎ 由动量守恒定律有 ‎ 解得v=‎0.4m/s ‎ 把P1、P2、N看成一个系统,由能量守恒有 ‎ ‎ ‎ 解得L=‎1.9m。 3.滑板碰后,P1向右滑行的距离 P2向左滑行的距离 所以P1、P2静止后的距离。‎ 17. 解析：1.感应电动势为,导轨做初速度为零的匀加速运动, ,则 回路中感应电流随时间变化的表达式为. 2.导轨受外力、安培力、摩擦力,其中 , ‎ 由牛顿第二定律有 ,‎ ‎ 上式中当, 即时外力取最大值, . 3.设此过程中导轨运动距离为,由动能定理有,, 由于摩擦力, 所以摩擦力做功, μmgs＋μQ ,.‎