2018-2019学年安徽省郎溪中学高二下学期期末模拟考试物理试题 Word版 14页

安徽省郎溪中学 2018—2019 学年第二学期高二年级期末考试 物理学科 总分：100 分 考试时间：100 分钟 一、选择题(1~8 单选，9~12 多选，每个 4 分，半对得 2 分，选错不得分，共 48 分） 1. 在物理学发展过程中，下列叙述不符合史实的是（ ） A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量 G 和静电力常量 k 的数值 D. 开普勒提出了三大行星运动定律后，牛顿发现了万有引力定律 2. 如图所示，物块 A 放在木板 B 上，A、B 的质量分别为 m 和 2m，A、B 之间的动摩擦因数为 ，B 与地面之间光滑。若将水平力作用在 A 上，使 A 刚好要相对 B 滑动，此时 A 的加速度为 ；若将水平力作用在 B 上，使 B 刚好要相对 A 滑动，此时 B 的加速度为 ，则 与 的比 为（ ） A.1:2 B.2:1 C.1:3 D. 3:1 3. 火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器在着陆前，绕火星表面匀速飞行(不 计周围其他天体的影响)，航天员测出飞行 N 圈用时 t，已知地球质量为 M，地球半径为 R，火 星半径为 r，地球表面重力加速度为 g，则（ ）） A. 火星探测器匀速飞行的速度约为 B. 火星探测器匀速飞行的向心加速度约为 C. 火星探测器的质量为 D. 火星的平均密度为 4.一带正电的粒子仅在电场力作用下从 A 点经 B、C 运动到 D 点，其“速度—时间”图象如图 所示。分析图象后，下列说法正确的是（ ） A.粒子在 A 处的电势能大于在 C 处的电势能 B. A、C 两点的电势差大于 B、D 两点间的电势差 C. B、D 两点的电场强度和电势一定都为零 D. A 处的电场强度大于 C 处的电场强度 5. 如图所示，匀强电场方向平行于 xOy 平面，在 xOy 平面内有一个半径为 R＝5 cm 的圆，圆 上有一动点 P，半径 OP 与 x 轴方向的夹角为 θ，P 点沿圆周移动时，O、P 两点的电势差满足 UOP＝25sin θ(V)，则该匀强电场的大小和方向分别为(　　) A. 5 V/m，沿 x 轴正方向 B. 500 V/m，沿 y 轴负方向 C. 500 V/m，沿 y 轴正方向 D. 250 V/m，沿 x 轴负方向 6. 如图所示的电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r，平行板电容器 C 的两金属板水平放置， R1 和 R2 为定值电阻，P 为滑动变阻器 R 的滑动触头，G 为灵敏电流计，A 为理想电流表.开关 S 闭合后，C 的两板间恰好有一质量为 m、电荷量为 q 的油滴处于静止状态，则以下说法正确的 是（ ） A. 在 P 向上移动的过程中，A 表的示数变大，油滴仍然静止，G 中有方向由 a 至 b 的电流 B. 在 P 向上移动的过程中，A 表的示数变小，油滴向上加速运动，G 中有方 向由 b 至 a 的电流 C.在 P 向下移动的过程中，A 表的示数变大，油滴向下加速运动，G 中有方向由 b 至 a 的电流 D. 在 P 向下移动的过程中，A 表的示数变小，油滴向下加速运动，G 中有由 a 至 b 的电流 7. 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 为两个磁场的理想边界，磁场范围足够大。 一个边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的单匝正方形金属线框，以速度 v 垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ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Ⅱ时，线框的速度为 v/2。则下列说法错误的是（ ） A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程中回路产生的电能为 C. 在位置Ⅱ时线框的加速度为 D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为 8. 如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球 a 和 b，跨在两根固定在同一高度的光 滑水平细杆 C 和 D 上，a 球置于 C 点正下方的地面上时，轻绳 Cb 恰好处于水平拉直状态．现 将 b 球由静止释放，当 b 球摆至最低点时，a 球对地面压力刚好为零．现把细杆 D 水平移动少 许，让 b 球仍从原位置由静止释放摆至最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的 是（　　） A. 若细杆 D 水平向左移动，则 b 球摆至最低点时，a 球会离开地面 B. 若细杆 D 水平向右移动，则 b 球摆至最低点时，a 球会离开地面 C. b 球重力的功率先变大后变小 D. b 球所受拉力的功率不断增大 9．甲、乙、丙、丁四个物体的运动情况分别如图所示，甲图和乙图的中图线都是倾斜直线， 丙图和丁图的中图线都是平行横轴的直线，从图中可以判断这四个物体分别所受合力的特征， 下列说法正确的是 A 甲物体受到的合外力与初位移 x0 方向一定相反 B 乙物体受到的合外力方向先与初速度 v0 方向相反，一段时间后与速度方向相同 C 丙物体受到的合外力不为零 D 丁物体受到的合外力方向与初速度方向可能不同 10. 如图所示，小车内固定着一个倾角为 60°的斜面 OA，挡板 OB 与水平面的夹角 θ=60°。 可绕转轴 O 在竖直平面内转动，现将一成量为 m 的光滑圆球放在斜面与挡板之间，下列说法 正确的是( ） A. 当小车与挡板均静止时，球对斜面 0A 的压力小于 mg B. 保持 θ=60°不变，使小车水平向右运动，则球对斜面 OA 的压力可能为零 C. 保持小车静止， 在 θ 由 60°缓慢减小至 15°的过程中，球对挡板 OB 的压力逐渐先减小 再增大 D. 保持小车静止， 在 θ 由 60°缓慢减小至 15°的过程中，球对挡板 OA 的压力逐渐增大 11. 如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1，A 、V 均为理想电表，R、L 和 D 分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙所 示的正弦交流电压 u，下列说法正确的是（ ） A. 电压 u 的频率为 100 Hz B. V 的示数为 V C. 有光照射 R 时，A 的示数变大 D. 抽出 L 中的铁芯，D 变亮 12.如图所示，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时 物块位于 O 点．现将物块拉到 A 点后由静止释放，物块运动到最低点 B，图中 B 点未画出．下 列说法正确的是（　　） A. B 点一定在 O 点左下方 B. 速度最大时，物块的位置可能在 O 点左下方 C. 从 A 到 B 的过程中，物块和弹簧的总机械能一定减小 D. 从 A 到 B 的过程中，物块减小的机械能一定等于它克服摩擦力做的功 二、实验题（每空 2 分，共 18 分） 13.某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上 安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器 A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一 端系在一起，形成结点 O，并使结点 O 位于半圆形刻度盘的圆心。在 O 点挂上重 G＝2.00 N 的 钩码，记录两传感器 A、B 的示数 F1、F2 及轻绳与竖直方 向的夹角 θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边 形定则。 (1)当 F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30° 时，请在图乙中用力的图示法作图________，画出两绳拉 力的合力 F，并求出合力 F＝________N。(结果保留三位 有效数字) (2)该组同学在实验中，将传感器 A 固定在某位置后，再 将传感器 B 从竖直位置的 P 点缓慢顺时针旋转，得到了 一系列 B 传感器的示数 F2 和对应的角度 θ2，作出了如图丙所示的 F2—θ2 图象，由图丙可知 A 传感器所处位置的角度 θ1＝________。 14. 实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择： A．待测干电池（电动势约为 1.5V，内阻约为 1.0Ω） B．电压表（量程 3V） C．电压表（量程 15V） D．电流表（量程 0.6A） E．定值电阻（阻值为 50Ω） F．滑动变阻器（阻值范围 0-50Ω） G．开关、导线若干 ⑴为了尽量减小实验误差，在如图 1 所示的四个实验电路中应选用___________。 ⑵实验中电压表应选用___________。（选填器材前的字母） ⑶实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。 序号 1 2 3 4 5 6 电压 U（V） 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流 I（A） 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 请你将第 5 组数据描绘在图 2 中给出的 U－I 坐标系中并完成 U－I 图线； ⑷由此可以得到，此干电池的电动势 E=________V，内电阻 r =________Ω。（结果均保留两 位有效数字） ⑸有位同学从实验室找来了一个电阻箱，用如图 3 所示的电路测量电池的电动势和内电阻。 闭合开关后，改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为 R1 时，电流表示数为 I1；当电阻箱阻值为 R2 时，电流表示数为 I2。已知电流表的内阻为 RA。请你用 RA、R1、R2、I1、I2 表示出电池的内电 阻 r =_________________。 三、解答题（15 题 10 分，16 题 12 分，17 题 12 分，共 34 分） 15.某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口 A 进入匝道，先匀减速直线 通过下坡路段至 B 点（通过 B 点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至 C 点，最后 从 C 点沿平直路段匀减速到 D 点停下。已知轿车在 A 点的速度 v0=72km/h，AB 长 L1＝l50m；BC 为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度）v=36km/h，轮胎与 BC 段路面间的动摩 擦因数 μ=0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD 段为平直路段长 L2=50m,重力加速 度 g 取 l0m/s2。 （1）若轿车到达 B 点速度刚好为 v =36 km/h，求轿车在 AB 下坡段加速度的大小； （2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段 BC 半径 R 的最小值； （3）轿车 A 点到 D 点全程的最短时间。 16．在 xoy 平面直角坐标系的第 I 象限有分界线 OA，OA 与 x 轴正方向夹角为 30°，如图所示， OA 与 y 轴所夹区域存在沿 y 轴负方向的匀强电场，电场强度为 E，其他区域存在垂直坐标平 面向外的匀强磁场；有一带正粒子质量 m，电量 q，从 y 轴上的 P 点沿着 x 轴正方向以大小为 的初速度射入电场，运动一段时间后沿垂直于 OA 方向经过 Q 点进入磁场，在磁场中偏转 后垂直 y 轴进入第 III 象限，最终从 y 轴上 M 点再次进入匀强电场，不计粒子的重力。 （1）求 Q 点坐标； （2）求匀强磁场的磁感应强度 B0； （3）粒子从 P 点运动至 M 点过程所用时间 t。 [] 17. 如图所示，两光滑金属导轨，间距 d＝2m，在桌面上的部分是水平的，仅在桌面上有磁感 应强度 B＝1T、方向竖直向下的有界磁场，电阻 R＝3Ω，桌面高 H＝0.8m，金属杆 ab 质量 m＝ 0.2kg，其电阻 r＝1Ω，从导轨上距桌面 h＝0.2m 的高度处由静止释放，落地点距桌面左边缘 的水平距离 s＝0.4m，取 g＝10m/s2，求： （1）金属杆刚进入磁场时，R 上的电流大小； （2）整个过程中电阻 R 放出的热量； （3）磁场区域的宽度。 0v 2018—2019 学年第二学期郎溪中学高二年级期末考试（模拟） 物理学科试题——答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C A B D C B C C BD BC CD BC[] 13.【答案】 (1). (1)如图所示 (2). 2.01(1.97～2.05) (3). (2)60° 【解析】（1）F1、F2 的图示及力的合成图如图所示，根据比例关系可知合力大小为 2.01N． （2）根据丙图可知，当 θ2＝ 时，F2=2.0N F1、F2 的合力仍为重力 G=2N，根据平衡条件则有：F1cosθ1+F2cos60°=G， F1sinθ1=F2sin60°， 解得：F1=2N，θ1=60° 14.【答案】 (1). ⑴丙 (2). ⑵B (3). ⑶见图： (4). ⑷1.5（1.49～1.51）；0.83（0.81～0.85） (5). 【解析】试题分析：（1）测干电池的电动势和内阻，采用的方法是作出 U-I 图象，然后求出 电源电动势与内阻，故甲、乙电路不行，误差太大；根据 U=E-Ir 测量干电池电动势和内阻时， 需要测出多组对应的路端电压 U 和干路电流 I，电压表和电流表内阻影响会造成实验误差．干 电池内阻较小，所以丁电路中的电流表分压影响较大，因此应选择丙电路． （2）由于待测干电池电动势约为 1.5V，故选择量程为 3V 的电压表即可，故选 B； （3）将第 5 组数据描绘在图 2 中给出的 U-I 坐标系中作出 U-I 图线如右图所示； （4）由作出的 U-I 图线，可得干电池的电动势 E=1.50V 内电阻 r 等于图线的斜率，则 （5）当电阻箱阻值为 R1 时，电流表示数为 I1，由闭合电路的欧姆定律有： 当电阻箱阻值为 R2 时，电流表示数为 I2，由闭合电路的欧姆定律有： 联立解得电池的内电阻为： ． 考点：测定电源的电动势及内阻 15.【答案】（1）1m/s2（2）20m（3）23.14 s 【解析】试题分析：①本题有三个过程：AB 匀减速直线运动；BC 匀速圆周运动；CD 匀减速直 线运动。②车轮不打滑的临界条件是向心力由最大静摩擦力提供。 （1）v0=72km/h=20m/s，AB 长 L1=l50m，v=36km/h=10m/s，对 AB 段匀减速直线运动有 v2−v02=-2aL1 代入数据解得 a=1m/s2 （2）汽车在 BC 段做圆周运动，静摩擦力提供向心力， 为了确保安全，则须满足 Ff≤μmg 联立解得：R≥20m，即：Rmin=20m　 （3）设 AB 段时间为 t1，BC 段时间为 t2，CD 段时间为 t3，全程所用最短时间为 t． t=t1+t2+t3 解得：t=23.14 s 16.（1）设垂直 OA 到达 Q 点的速度为 vQ，将速度分解为水平方向的 v0 和竖直方向的 vy，如 图所示，则 ， ， ， Δx= 则 Q 点坐标为（ ）即（ ， ） （2）做出粒子在磁场中的运动轨迹如图，根据几何知识可得出原点 O 即为轨迹圆的圆心，半 径设为 R．在电场中的运动，由类平抛的知识可得： ， 0 0330y vv vtan = °＝ 2 2 0 2 3 2 yvy a mv Eq ∆ = = 0 1x v t∆ = 1 0 1 1 1 13 32 2 2yy v t v t x∆ = = = ∆ 2 03mv Eq / 2x x∆ ∆， 2 03mv Eq 2 03 2 mv Eq 3 2 Rx∆ = 0 0230Q vv vsin = °＝ 在磁场中的运动，由圆周运动的知识可得： ， 所以 （3）在电场中有 ， 磁场中 总时间 ． 17.【答案】（1）1A（2）0.225J（3）0.2m 【解析】（1）设棒刚进入磁场时速度为 v0，由机械能守恒定律有：mgh= mv02 解得：v0=2m/s 又由法拉第电磁感应定律有：E=Bdv0=4 V 由闭合欧姆定律有： ； （2）设金属杆离开磁场时速度为 v1，金属杆离开磁场做平抛运动，由平抛运动规律，在竖直 方向，H= gt2， 在水平方向，s= v1t， 联立解得：v1=1m/s。 根据能量守恒定律，整个过程中回路产生的焦耳热 Q= mv02- mv2， 2 0 0 (2 )2 m vqv B R = 02mvB qR = 0 0 EB v = 0 1x v t∆ = 1 0 03xt Eqv mv∆= = 0 2 55 / 3 2 m 2 3 mvt Bq Eq ππ π π= ⋅ = 0 1 1 5( 3 )3t mt Eqt v π= + = + 电阻 R 放出的热量 QR= Q 联立解得：QR=0.225J。 （3）设磁场区域的宽度为 L，金属杆通过磁场过程中某一时刻的速度为 v，在接下来的一段 很短时间内△t 内速度变化为△v，则由牛顿第二定律， -F=ma=m ， F=BdI，I= , E=Bd v , 或根据动量定理：- BdI△t=△p 整理得：- v△t=m△v。 对于整个金属杆通过磁场的过程，- ∑v△t=m∑△v。 而：∑v△t=L，∑△v= v1- v0 联立解得：L=0. 2m[]