湖北省重点高中联考协作体2020学年高二物理上学期期中试题 51页

‎2020 年秋季湖北省重点高中联考协作体期中考试 ‎ 高二物理试卷 考试时间：2020 年 11 月 16 日上午 试卷满分：110 分 第 I卷（选择题，共 45分）‎ 一、单项选择题．（本题共 5个小题，每小题 4分，共 20分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项 正确．）‎ ‎1．下列说法正确的是（ ）‎ A．当电源正常工作时，电动势为 2 伏的蓄电池比电动势为 1.5 伏的干电池提供的电能多 B．从能量转化的角度看，电源通过非静电力做功把电能转化为其他形式的能 C．电源的电动势在数值上不一定等于电源正负极之间的电压 D．打开教室开关，日光灯立刻就亮了，表明导线中自由电荷定向运动的速率接近光速 ‎2．用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示，其中 Rx 为待测电阻．关于电表内阻对测量结果的影响，‎ 下列说法中正确的是（ ）‎ A．电流表有分流作用 B．电压表有分压作用 C．测量值小于真实值 D．测量值大于真实值 ‎3．如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为 m1 和 m2，中间用一原长为 L、劲度系数 为 k 的轻质弹簧连接起来，现用一水平恒力 F 向左推木块甲，当两木块保持相对静止一起向左做匀加 速运动时，两木块之间的距离是（ ）‎ Fm A． 2‎ L - ‎(m + m )k ‎1 2‎ Fm ‎1‎ L - B． m m k ‎ ( 1 + 2)‎ Fm ‎1‎ L - D．‎ C． m k ‎2‎ L - Fm ‎2‎ m k ‎1‎ 孝感市五校协作体高二物理试卷（共 6 页）第 1 页 ‎4．如图所示，带正电的点电荷固定于 Q 点，电子仅在库仑力作用下，做以 Q 为焦点的椭圆运动．M、P、‎ N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离 Q 最近的点．电子在从 M 经 P 到达 N 点的过程中（ ）‎ A．加速度先减小后增大 B．所经过的位置的电势先升高后降 低 C．速率先减小后增大 D．电势能先增大后减小 ‎5．在磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l．在 两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度大小为 ‎2B0，方向与原匀强磁场方向相反．如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小 为 ‎（ ）‎ A．0 B．2B0‎ C．‎ ‎2 3‎ ‎3‎ B D．3B0‎ ‎0‎ 二、多项选择题．（本题共 5个小题，每小题 5分，共 25分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正 确，漏选得 3分，错选或不选得 0分．）‎ ‎6．质子流是高能物理研究的对象之一，质子流单位体积内包含的能量叫做质子流的能量密度．假设将高速 质子流控制为圆柱体平行粒子束，其横截面半径为 r，该质子流的能量密度为 A，每个质子的能量为 E0，带 电量为 e，运动速度为 v，下列说法正确的是（ ）‎ pvAr ‎2‎ A． 能量密度 A 的国际单位制单位为 W/m3 B．该质子流单位时间通过横截面的电荷量为 E ‎0‎ C．该质子流单位体积内的质子数为 A E ‎0‎ pevAr ‎2‎ D．该质子流形成等效电流的电流强度为 E ‎0‎ ‎7．如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子仅在电场力作用下恰能 沿图中的实线从 C 经过 B 运动到 A．下列判断正确的是( )‎ A．粒子一定带负电 B．A 处场强大于 C 处场强 C．粒子从 C 到 B 电场力所做的功等于从 B 到 A 电场力所做的功 D．粒子在 A 处电势能大于在 C 处电势能 孝感市五校协作体高二物理试卷（共 6 页）第 2 页 ‎8．两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动(A 刹车，B 加速启动)，它们的速度的平方(v2) 随 位移(x)的变化关系如图象所示，下列判断正确的是( )‎ A．汽车 B 的加速度大小为 2 m/s2‎ B．汽车 A、B 在 x＝6 m 处的速度大小均为 2 3m/s C．汽车 A 的运动时间为 3s D．汽车 A、B 在 x＝9 m 处相遇 ‎9．如图所示，A、B 为两块平行带电金属板，A 带正电，B 带负电且与大地相接，两板间 P 点处固定一负电 荷，设此时两极间的电势差为 U，P 点场强大小为 E，电势为 φP，负电荷的电势能为 Ep，现将 A、B 两板水 平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法正确的是( )‎ A．U 变大，E 变大 B．U 变小，φP 变小 C．φP 变小，Ep 变大 D．φP 变大，Ep 变小 ‎10． 如图所示电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，闭合开关 S，增大可变电阻 R 的阻值后，理想电压表示 数的变化量为 ΔU．在这个过程中，下列判断正确的是( )‎ A．电容器的带电量减小，减小量小于 CΔU B．电源的输出功率增大 C．电压表示数变化量 ΔU 和电流表示数变化量 ΔI 的比值不变 D．电压表的示数 U 和电流表的示数 I 的比值不变 第 II卷（非选择题，共 65分）‎ 三、实验题．（本题共 2个小题，满 15分，按题目要求作答．）‎ ‎11．（6 分）如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为 2kΩ 的电阻，测量步骤如下：‎ 孝感市五校协作体高二物理试卷（共 6 页）第 3 页 甲 乙 ‎(1)调节 ，使电表指针停在 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．‎ ‎(2)将选择开关旋转到欧姆挡的 (填“×1”、“×10”、“×100”或“×1 k”)位置．‎ ‎(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节 ，使电表指针对 准 (填“电阻”或“电流”)的“0”刻线．‎ ‎(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为 kΩ．‎ ‎(5)测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置．‎ ‎12．（10 分）某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的电动势约为 12V．‎ A．量程是 0.6 A，内阻约为 0.5 Ω 的电流表；‎ B．量程是 3 V，内阻约 6 kΩ 的电压表；‎ C．量程是 15 V，内阻约 30 kΩ 的电压表；‎ D．阻值为 0～1 kΩ，额定电流为 20A 的滑动变阻器；‎ E．阻值为 0～10 Ω，额定电流为 10A 的滑动变阻器；‎ F．定值电阻 3 Ω，额定功率 10 W；‎ G．开关 S 一个，导线若干．‎ ‎(1)为了减小实验误差，电压表应选择 (填器材代号)，上图中的导线应连接到________处(填“①”‎ 或“②”)，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择 ‎________(填器材代号)．‎ ‎(2)用(1)问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对 应的 U－I 图线如右图所示，由图线可得该蓄电池的电动势 E＝______ V，内 阻 r＝______ Ω．(计算结果保留 3 位有效数字)‎ 四、计算题．（本题共 4个小题，满分 49分，解答要写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，直 接写出最后答案的不得分．）‎ ‎13.（10 分）如图所示，电源电动势为 12V，内阻为 0.2Ω .将一盏标有“10V、10W”的灯泡与一只线圈电阻 为 0.1Ω 的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，求：‎ ‎（1）电路消耗电能的总功率；‎ ‎（2）电动机的输出功率．‎ M L 孝感市五校协作体高二物理试卷（共 6 页）第 4 页 ‎14．（12 分）如图所示，用一条长为 10cm 的绝缘轻细线悬挂一个带正电小球，小球质量为 1×10‎ ‎－2 kg，所 带电荷量为 2×10‎ ‎－7 C．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘细线与铅垂线夹 30°角．（取 g=10m/s2，计 算结果均保留三位有效数字）‎ ‎（1）求这个匀强电场的电场强度；‎ ‎（2）若将小球拉至虚线位置（线绷直）由静止释放，求释放后瞬间小球的加速度及之后运动过程中的最 大动能．‎ ‎15．（12 分）如图所示，平行金属导轨弯成直角，其中 MNQP 水平粗糙，NFGQ 竖直光滑，导轨间的距 离 L= 0.4m，金属导轨电阻不计；在导轨所在空间分布着方向与 MNQP 平面夹q =370 斜向右上的匀强磁 场；金属导轨的一端接有电动势 E= 4V，内阻 r= 0.5 W 的直流电源，电阻均为 R= 3W 的导体棒 ab、cd 分 别放置在金属导轨 MNQP 上方和金属导轨 NFGQ 右侧，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，两棒均保持 静止．导体棒 ab 的质量为 M=0.08kg，导体棒 cd 的质量为 m= 0.04kg．（g 取 10m/s2 ， sin 370= 0.6，cos ‎370= 0.8）‎ ‎（1）求匀强磁场的磁感应强度 B；‎ ‎（2）若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则金属导轨 MNQP 与导体棒 ab 间的动摩擦因数 m 应满足什么 条件？‎ P b Q E，r a M N d c G F 孝感市五校协作体高二物理试卷（共 6 页）第 5 页2020 年秋季湖北省重点高中联考协作体期中考试高二物理参考答案及评分细则 一、 单项选择题：‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 答案 C D A B B 二、 多项选择题：‎ 题号 ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 CD BC BCD AD AC 三、 实验题 ‎11、（1）指针定位螺丝 电流 （2） X100 （3）欧姆调零旋钮 电阻 ‎（4）1.90 （以上均为唯一确定答案，每空 1 分）‎ ‎12、（1） C ① E （2）12.2 2.37 （以上均为唯一确定答案，每空 2 分）‎ ‎13、（1）通过电源的电流为： 电动机输出功率为：‎ E -U 12 -10‎ ‎P =U I -I 2 r = 10´9 - 92 ´ 0.1 = 81.9W （3 分）‎ I = L = = 10A ‎（3 分）‎ ‎出 L M M r 0.2‎ 电路消耗电能的总功率为：‎ P = EI =12´10 =120W ‎（2 分）‎ ‎14、（1）由三力平衡可知 = tan 300 (3 分)‎ Eq mg ‎（2）通过灯泡的电流为：‎ ‎代入数据解得：‎ P 10‎ ‎E = 5 3 ´105 = 2.89´105V / m ‎（1 分）‎ IL = L = = 1A ‎（1 分） 3‎ UL 10‎ 通过电动机的电流为：‎ ‎（2）释放后小球将摆动，根据圆周运动规律，释放瞬间向心力为 0，即线的拉力与重力相等，则：‎ IM = I - IL = 9A ‎（1 分）‎ ‎Eq = ma ‎（3 分）‎ 代入数据解得a = 10 3 = 5.77m / s2‎ ‎3‎ ‎‎ ‎（1 分）‎ ‎16、（1）如图（5 分）‎ 释放后运动到原静止位置时动能最大，则：‎ km EqLsin 300 - mg(L - L cos300 ) = E ‎（3 分）‎ ‎‎ ‎（2）设电子质量为 m、电量为 e，在加速电场中：‎ 代入数据解得 ‎eU = 1 mv2‎ ‎‎ ‎（2 分）‎ Ekm ‎‎ = ( 2 3 -1) ´10-2 = 1.55´10-3 J ‎3‎ ‎（1 分）‎ ‎0 2 0‎ ‎15、（1）通过电源的电流为：‎ I = E = 2 A （1 分）‎ E ‎ ‎ ‎在YY ' 偏转电场中，当电压为 U1 时，打在荧光屏上偏移的距离最大，此时有：‎ eU r + R ‎2‎ ‎加速度a = 1‎ md ‎（1 分）‎ 通过导体棒的电流为：‎ ‎1‎ ‎平行极板方向： d = v0t ‎（1 分）‎ ‎2‎ I = 2 IE = 1A （1 分）‎ ‎垂直极板方向： y1 = 2 at ‎（1 分）‎ ‎1‎ 对导体棒 cd，据平衡条件：‎ BIL cos370 = mg （2 分）‎ ‎‎ 设出YY ' 偏转电场时偏向角为j ，则：‎ at 解得 B =1.25T ‎（1 分）‎ ‎tan j = v0‎ ‎（1 分）‎ ‎（2）摩擦力恰为最大静摩擦力，动摩擦因数最小， 设为 mm ，则对导体棒 ab,据平衡条件：‎ ‎‎ 出YY ' 偏转电场后继续沿竖直方向运动的位移为：‎ N BIL cos 370 + F ‎‎ = Mg ‎‎ ‎（4 分）‎ ‎y2 = L2 tanj ‎（2 分）‎ BIL sin 370 = f ‎故亮线长度为：‎ ‎1 2 2‎ 又 f = mm FN （1 分）‎ ‎‎ Dy = 2( y + y )= U1 (L + d )‎ ‎‎ ‎（2 分）‎ 代入数据解得 mm = 0.75‎ ‎‎ ‎（1 分）‎ ‎U0 2‎ d 即 m ³ 0.75‎ ‎（1 分）‎ ‎（直接用结论 y = (L2 + 2 ) tanj ，其他都正确的给 6 分)‎