江苏省南通中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题 16页

江苏省南通中学2019-2020学年度第一学期期中考试高二物理试卷 一、单选题 ‎1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，选项A错误，C正确；只要闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导线中就不一定有感应电流，比如导线框全部处于垂直导线框平面的磁场中移动，虽然切割磁感线，但回路磁通量不变，没有感应电流，选项B错误；若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但闭合电路所处的位置，磁场发生变化，就会产生感应电流，故D错误；‎ 点睛：此题考查产生感应电流的条件，应注意以下几点：“闭合电路”、“磁通量变化”或者“闭合电路”、“部分导体”、“切割磁感线运动”，这些条件缺一不可.‎ ‎2.取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）‎ A. 0 B. 0.5B C. B D. 2 B ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故A正确．‎ 考点：磁场的叠加 名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解答本题。‎ ‎3.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）‎ A. B. C. D. 不能判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项C正确.ABD错 故选C ‎4.一小船（不含游客）的质量为2m，以1m/s的速度匀速行驶.当质量为m的游客从船上以相对海岸4m/s的水平速度向前跳入水中后，船的速度为（不计水的阻力）（ ）‎ A. 3.5m/s B. -1m/s C. 3m/s D. -0.5m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】把小船和人看成一个系统满足动量守恒：，代入数据解得：‎ v1=-0.5‎ 负号表示运动方向向后 A．3.5m/s。故A不符合题意。 ‎ B．-1m/s。故B不符合题意。 ‎ C．3m/s。故C不符合题意。 ‎ D．-0.5m/s。故D符合题意。‎ ‎5.如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止。若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止，则此时A车和B车的速度大小之比为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】A、B两车以及人组成的系统，动量守恒，规定向右为正方向，有：0＝MvB﹣（M+m）vA，解得：，故选C。‎ ‎6.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(　 　)‎ A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的P1极板带负电 C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故A错误； B、在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电，故B错误； C、进入磁场中的粒子速度是一定的，根据得，，知r越大，荷质比越小，而质量m不一定大，故C错误，D正确。‎ 二、多选题 ‎7.在光滑水平面上，A、B两小车中间有一弹簧，如图所示.用左、右手分别抓住小车A、B，将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手再放开右手后，系统总动量不守恒 C. 先放开左手再放开右手后，系统总动量向左 D. 先放开左手再放开右手后，系统总动量向右 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零。故A正确。 B．先放开左手，再放开右手后，两车与弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。故B错误。 CD．先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左。故C正确；D错误。‎ ‎8.水平面上有一固定的U形光滑金属框架，框架上置一金属杆ab，如图（纸面即水平面），在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是：‎ A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆ab将向右移动 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆ab将向右移动 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆ab将向右移动 D. 若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆ab将向右移动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，由左手定则，ab受到的安培力向左，故杆ab将向左移动。故A错误；‎ B. 若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。故B正确；‎ C. 若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，ab中感应电流方向b→a，由左手定则，ab受到的安培力向左，杆ab将向左移动。故C错误；‎ D. 若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，ab中感应电流方向a→b，由左手定则，ab受到的安培力向右，杆ab将向右移动。故D正确。‎ 故选：BD ‎9.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直于磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子带负电 B. 粒子在b点的速率大于在a点的速率 C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出 D. 若仅减小入射速率，则粒子磁场中运动时间变短 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电。故A正确。 B．粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在b点速率等于在a点速率。故B错误。 C．根据可知，若仅减小磁感应强度，则粒子运动的半径增大，粒子可能从b点右侧射出。故C正确。 D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大，根据T，可知粒子运动时间可能增加。故D错误。‎ ‎10.光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法正确的是( )‎ A. A、B系统总动量仍然为mv B. A的动量变为零 C. B的动量达到最大值 D. A、B的速度相等 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ A、B组成的系统所受的外力之和为零，动量守恒，总动量为mv，则弹簧压缩最短时，A、B系统总动量仍然为mv，故A正确。弹簧压缩到最短时，A、B速度相等，则A的动量不为零。故B错误，D正确。A在压缩弹簧的过程中，B做加速运动，A做减速运动，弹簧压缩量最大时，速度相等，然后B继续加速，A继续减速。所以弹簧压缩最短时，B的动量未达到最大值。故C错误。故选AD。‎ 点睛：解决本题的关键知道动量守恒定律的条件，通过分析两个物体运动的物理过程，分析两物体的距离变化，知道速度相等时，弹簧压缩量最大．‎ ‎11. 如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关 B. 球滑到D时，速度大小v=‎ C. 球滑到D点时，对D的压力一定大于mg D. 滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 试题分析：小球的运动导致洛伦兹力出现，由于速度大小不变，当磁场不同时，洛伦兹力大小不同．但小球由M滑到最低点D所用时间却不变，故A正确；小球下滑过程中，受到重力、支持力、洛伦兹力，但支持力与洛伦兹力不做功，所以只有重力做功，由小球机械能守恒可得，小球通过D点的速度大小，B正确，由于小球机械能守恒，虽然小球滑到最低点的速度大小不变，但由于小球的运动方向不同，导致洛伦兹力的方向也不同．所以小球对D点的压力可能大于重力，也可能小于重力，也可能等于重力．C错误D正确，‎ 考点：考查了洛伦兹力的应用 点评：虽受洛伦兹力，但其不做功，所以小球运动到最低点的速率不变．随着运动的方向不同，导致洛伦兹力方向也不同．‎ ‎12.如图所示，一质量为M =3.0 kg的长方形木块B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量m =1.0 kg的小木块A.现以地面为参考系，给A和B一大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动、B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板.站在地面上的观察者看到在一段时间内物块A做加速运动.则在这段时间内的某时刻，木块B相对地面的速度大小可能是（ ）‎ A. 2.8 m/s B. 2.5 m/s C. 2.2 m/s D. 1.9 m/s ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A先向左做减速运动，后向右做加速运动，B一直向右做减速运动，当A的速度为0时，设B的速度为v1，以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv0-mv0=Mv1，代入数据得：‎ 最后两者一起向右做匀速直线运动，设最终的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv0-mv0=（M+m）v，代入数据解得：‎ v=2m/s 这段时间内木板B相对地面的速度范围是：2m/s≤v≤2.67m/s。‎ A．2.8 m/s。故A不符合题意。 ‎ B．2.5 m/s。故B符合题意。 ‎ C．2.2 m/s。故C符合题意。 ‎ D．1.9 m/s。故D不符合题意。‎ 三、实验题 ‎13. 在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池。‎ ‎（1）用图（a）所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表变化不明显，原因是 ，从而影响测量值的精确性。‎ ‎（2）为了提高实验的精确度采用（b）所示电路，提供器材：‎ A．量程3V和15V的双量程电压表V B．量程0．6A和3A的双量程电流表A C．定值电阻R0（R0=1．5Ω）‎ D．滑动变阻器R1（0～10Ω）‎ E．滑动变阻器R2（0～200Ω）‎ F．开关S和一些导线．‎ ‎①图（b）电路中，加接电阻R0有两方面的作用：一是方便实验操作和数据测量；‎ 二是 ．‎ ‎②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用 （填R1或 R2）．‎ ‎③用笔画线代替导线在图（c）中完成实物连接图．‎ ‎④实验中改变滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，并在给出的U-I坐标系中画出U-I图线如图（d）所示，则新干电池的内阻r= Ω（结果保留两位有效数字）．‎ ‎【答案】（1）电源内阻太小 （2）①保护电路中电源和电流表的安全 ② R1③如图所示 ④0．29‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据U=E-Ir可知，由于新电池内阻很小，电池内压降很小，电压表的读数变化很小，所以如果采用一节新干电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，即原因是新电池的内阻很小，内电路的电压降很小。‎ ‎（2）①加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏，即保护电路中电源和电流表的安全。‎ ‎②因为电流表的量程使用IA=0．6A，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻应为，所以变阻器应选R1。‎ ‎③如图所示 ‎④在U-I图象中图线的斜率为R0与r之和：即 ‎，解得r=0．29。‎ 考点：测电池的电动势和内阻 ‎【名师点睛】本题主要考查了测电池的电动势和内阻。本题的关键是明确新电池的内阻很小，电池的内压降很小，电压表的读数变化很小，所以实验应选内阻较大的旧电池；明确定值电阻除方便操作和测量外，还可以保护电池和电流表；根据闭合电路欧姆定律求出电路中需要的最大电阻即可；根据闭合电路欧姆定律写出关于U与I的函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解。‎ 四、计算题 ‎14.一个质量为m=100g的小球从离厚垫h=0.8m高处自由下落，落到厚软垫上，若从小球接触到软垫到小球陷至最低点经历的时间Δt = 0.2s，（g=10m/s2），求：‎ ‎（1）小球接触到软垫前的一瞬间的动量；‎ ‎（2）小球从开始下落到陷至最低点的过程中，重力的冲量；‎ ‎（3）软垫对小球的平均冲力.‎ ‎【答案】(1)0.4N·s 向下 (2)0.6N·s 向下 (3)3N 向上 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由机械能守恒可得，小球接触后软垫时的速度为：‎ 球与软垫碰撞前动量为：‎ P1=mv=0.1×4N•s=0.4N•s 方向竖直向下 (2)落地前后动量的变化为：‎ ‎△P=0-P1=0-0.4N•s=-0.4N•s 落时过程中，小球重力的冲量为：‎ I=mgt=0.1×10×0.2N•s=0.2N•s 方向竖直向下 由动量定理可知：I+mgt=△P，即为：I+0.2N•s=-0.4N•s 解得：‎ I=-0.6N•s （负号表示方向向上）‎ ‎(3)设小球刚落到软垫瞬间的速度为v，对小球自由下落的过程，‎ 由机械能守恒可得：‎ 解得：‎ 选取小球接触软垫的过程为研究过程，取向下为正方向。设软垫对小球的平均作用力为F，由动量定理有：，解得：‎ ‎15.如图所示，水平平行放置的金属导轨PQ和MN相距1 m，导体棒ab放在导轨上，棒的质量为m = 0.4kg，棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）‎ ‎【答案】a→b 0.5A-2.5A ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒的最大静摩擦力大小为fmax=0.5mg=2N，M的重力为G=Mg=3N，则fmax＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。 根据受力分析，由平衡条件，当摩擦力向右时有：F安=T+f=BI1L，代入数据解得：‎ 当摩擦力向左时有：F安=T-f=BI2L，代入数据解得：‎ I2=0.5A 所以电流范围：0.5A到2.5A之间。‎ ‎16.在光滑水平面上有一凹槽A，中央放一小物块B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示，L=1.0m，凹槽与物块的质量均为m =1kg，两者之间的动摩擦因数μ = 0.05，开始时物块静止，凹槽以v0 =5m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失，且碰撞时间不计，g取10 m/s2，求：‎ ‎（1）物块与凹槽相对静止时的共同速度；‎ ‎（2）从凹槽开始运动到两者相对静止，系统产生的总热量；‎ ‎（3）从凹槽开始运动到两者相对静止，物块与右侧槽壁碰撞的次数.‎ ‎【答案】(1)2.5m/s (2)6.25J (3)6次 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设两者间相对静止时的速度为v，由动量守恒定律得：‎ 解得：‎ ‎(2)根据能量守恒可得系统产生的总热量为：‎ ‎(3)物块与凹槽间的滑动摩擦力f=μN=μmg   ‎ ‎ 设两者间相对静止前，相对运动的路程为s1，由动能定理得：‎ 解得：‎ s1=12.5m 已知L=1m，可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞。‎ ‎17.同步回旋加速器结构如图所示，轨道磁铁产生的环形磁场在同一时刻处处大小相等，带电粒子在环形磁场的控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动，穿越沿途设置的高频加速腔从中获取能量.如题图所示．同步加速器中磁感应强度随被加速粒子速度的增加而增加，高频加速电场的频率与粒子回旋频率保持同步．已知圆形轨道半径为R，被加速粒子的质量为m、电荷量为+q，加速腔的长度为L，且L<