【物理】天津市部分区2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版） 13页

天津市部分区2019~2020学年度第一学期期末考试 高二物理 一、单项选择题 ‎1.关于万有引力，下列说法中正确的是 A. 万有引力定律是卡文迪许提出的 B. 万有引力常量是牛顿通过实验测出的 C. 天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律 D. 月一地检验表明地面物体和月球受地球的引力，与太阳一行星间的引力遵从相同的规律 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．万有引力定律是牛顿提出的，故A错误；‎ B．万有引力常量卡文迪许通过实验测出的，故B错误；‎ C．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究，得出了开普勒三大定律，故C错误；‎ D．月-地检验表明地面物体和月球受地球的引力，与太阳行星间的引力遵从相同的规律，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.发电机的路端电压为U，经电阻为r的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P，则 A. 输电线上电流为 B. 用户得到的电压为 C. 输电线上的功率损失为 D. 输电上的功率损失为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据P=UI得，输送电流 故A错误；‎ B．输电线上损失的电压为 用户得到的电压为 ‎ ‎ 故B错误；‎ CD．输电线上的功率损失为 故C错误，D正确。‎ 故选D ‎3.如图所示A、B、C三个物体放在旋转圆盘上，随圆盘一起转动且与圆盘保持相对静止，三者与转盘之间动摩擦因数相同。己知A的质量为‎2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R，则下列判断中正确的是 A. 物体A的向心力最小 B. 物体C所受的静摩擦力最小 C. 当圆盘转速增加时，C比A先滑动 D. 当圆盘转速增加时，B比A先滑动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做圆周运动靠静摩擦力提供向心力，有 所以物体A的向心力为 物体B的向心力为 物体C的向心力为 可知，物体B的向心力最小，故A错误；‎ B．物体做圆周运动靠静摩擦力提供向心力，所以物体B的摩擦力最小，故B错误；‎ CD．根据 得，发生相对滑动的临界角速度 C的半径最大，临界角速度最小，增大转速，C最先滑动，A、B的临界角速度相等，A、B同时滑动，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是 A. 0~2s B. 2s~3s C. 3s~4s D. 4s~6s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据得，感应电动势与磁通量的变化率成正比。Φ-t图线的斜率表示磁通量的变化率，0s～2s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小，故A正确。‎ 故选A。‎ ‎5.质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为 θ 的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是 A. 小物块带正电荷 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大的加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上。根据左手定则知，小球带负电，故A错误；‎ BC．小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力，合外力沿斜面向下，大小为，根据牛顿第二定律知 小球在离开斜面前做匀加速直线运动，故B正确，C错误；‎ D．当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有 解得 故D错误。‎ 故选B。‎ 二、不定项选择题 ‎6.‎2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的娟娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。己知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，娟娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的 A. 线速度 B. 角速度为 C. 周期为 D. 向心加速度为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力有 得 故A错误；‎ B．根据万有引力提供向心力有 得 故B正确；‎ C．根据万有引力提供向心力有 得 故C正确；‎ D．根据万有引力提供向心力有 得 故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎7.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是 A. 副线圈输出电压的频率为50Hz ‎ B. 副线圈输出电压的有效值为31V C. P向右移动时，副线圈两端电压变小 ‎ D. P向右移动时，变压器的输出功率增加 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图像可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，故A正确；‎ B．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V，所以副线圈的电压的最大值为31V，所以电压的有效值为 故B错误；‎ C．由变压器原理可知，副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比决定，所以P向右移动时，副线圈两端电压不变，故C错误；‎ D．P右移，R变小，原副线的电流都变大。而电压不变，故功率增大，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎8.如图所示正方形闭合导线框abcd，置于磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场上方h处。线框由静止自由下落，线框平面始终保持在坚直平面内，且cd边与磁场的上边界平行。则下列说法正确的是 A. 线框进入磁场的过程中一定做匀速运动 B. cd边刚进入磁场时，线框所受的安培力向上 C. ct边刚进入磁场时，线框中产生的感应电动势一定最大 D. 线框从释放到完全进入磁场的过程中，线框减少的重力势能等于它增加的动能与产生的焦耳热之和 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．当cd边刚进入磁场时，受到的安培力大小和重力大小关系不确定，因此线框可能做加速、匀速和减速运动，根据法拉第电磁感应定律E=BLv，可看出线框中产生的感应电动势不一定最大，故AC错误；‎ B．cd边刚进入磁场时，由右手定则可知，感应电流方向由d指向c，由左手定则可知，cd边受到的安培力向上，故B正确；‎ D．根据能量守恒知：线框从释放到完全进入磁场的过程中，线框减少的重力势能等于它增加的动能与产生的焦耳热之和，故D正确。‎ 故选BD。‎ 三、填空题 ‎9.（1）在“研究平抛运动”实验中 ‎①实验中备有下列器材：横挡条、坐标纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台。还需要的器材有___________；‎ A.秒表 B.天平 C.重锤线 D.弹簧测力计 ‎②如图甲是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的__________；‎ A.球心 B.球的上端 C.球的下端 ‎③在此实验中，下列说法正确的是__________；‎ A.斜槽轨道必须光滑 B.y轴的方向根据重锤线确定 C应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放 D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一点 ‎④如图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是__________；‎ A.释放小球时初速度不为0‎ B.释放小球的初始位置不同 C斜槽末端切线不水平 ‎（2）如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，铁环上绕有A、B两个线圈，线圈A接直流电源，线圈B接电流表和开关S。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件，分析这个实验可知：‎ ‎①闭合开关S的瞬间，电流表G中_________（选填“有”、“无”）感应电流产生；‎ ‎②闭合开关S后，向右滑动变阻器滑片，电流表G中有_________（选填“a→b”、“b→a”）的感应电流。‎ ‎【答案】 (1). C A BCD C (2). 无 a→b ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，故C；‎ ‎[2]确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球心，故选A；‎ ‎[3]AC．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A错误，C正确；‎ B．y轴必须是竖直方向，即用铅垂线，故B正确；‎ D．记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎[4]由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，故选：C。‎ ‎(2)[5]闭合开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中均无感应电流；‎ 闭合开关S后，向右滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电流变大，则通过线圈B的磁通量增大了，根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向，再根据楞次定律可得：电流表G中有a→b的感应电流 四、计算题 ‎10.如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道ACB，己知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点B时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求：‎ ‎（1）小球到达轨道最高点B时的速度多大；‎ ‎（2）小球通过半圆轨道最低点A时，轨道对小球的支持力大小；‎ ‎（3）小球落地点距离A点多远。‎ ‎【答案】(1)(2)7mg(3)‎ ‎【解析】(1)小球在最高点时，有 由题意可知，，解得 ‎(2)由机械能守恒得 设在A点，小球受的支持力为N′，由牛顿第二定律得 解得 ‎(3)小球离开轨道平面做平抛运动，由平抛运动规律得 即平抛运动时间 所以 ‎。‎ ‎11.如图所示，P点距坐标原点的距离为L，坐标平面内的第一象限内有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出），磁感应强度大小为B。有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从P点以与y轴正方向夹角为θ =‎ 的速度垂直磁场方向射入磁场区域，在磁场中运动，不计粒子重力。求：‎ ‎（1）若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小；‎ ‎（2）若粒子从y轴离开磁场，求粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)若粒子垂直于x轴离开磁场，粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力得 则有 解得 ‎(2)若粒子从y轴离开磁场，粒子运动轨迹如图所示 由几何关系可和，粒子在磁场中的偏转角为，所以运动时间为 粒子在磁场中做圆周运动的周期为 联立解得 ‎12.如图甲所示，两根间距L=‎1.0m，电阻不计的足够长平行金属导轨MN、PQ水平放置，一端与阻值R=3.0 Ω 的电阻相连，质量m=‎0.5kg、电阻为r=1.0 Ω 的导体棒ab在恒定外力F作用下由静止开始运动，己知导体棒与两根导轨间的滑动摩擦因数为 μ=0.2，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（己知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取‎10m/s2）。求：‎ ‎（1）恒定外力F的大小；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B；‎ ‎（3）若ab棒由静止开始运动距离为x=‎6m时，速度己达v=‎4m/s，求此过程中电阻R上产生焦耳热Q。‎ ‎【答案】(1)5N(2)2.0T(3)12J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图可知：导体棒开始运动时加速度，初速度v0=0，导体棒中无电流，由牛顿第二定律知 ‎(2)由图可知：当导体棒的加速度a=0时，开始以v=‎4m/s做匀速运动，则有 其中 ‎， ‎ 联立解得 ‎(3)由功能关系可知 R上产生的热量为 联立解得