2020-2021学年北京市延庆区高二下学期期中考试物理试题 Word版

北京市延庆区2020-2021学年度第二学期期中试卷

高二物理  第Ⅰ卷

2021.5

一、单项选择题（下面的各小题中，每一个小题有四个选项，其中只有一个选项是正确的，请把正确的选项选出。每小题3分，共45分）

1．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（　　）

A．电视机遥控接收器    B．热敏电阻    C．霍尔元件     D．电阻应变片

2．下列关于交变电流的说法中正确的是（　　）

A．让交变电流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流一周期内交变电流产生的热效应与等时间内恒定电流产生的热效应相同，则恒定电流的电压、电流表示该交变电流的电压、电流平均值

B．让交变电流和恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流一周期内交变电流产生的热效应与等时间内恒定电流产生的热效应相同，则恒定电流的电压、电流表示该交变电流的电压、电流有效值

C．交流电表上显示的电流数值是该交变电流的瞬时值

D．交流用电器铭牌上所标的电压和电流值是所允许的交变电流的最大值

3．如图所示，在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温。下列说法正确的是（　　）

A．当体温超过37℃时人体才辐射红外线

B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线

C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的

D．红外体温计是依据人体温度越高，人体辐射的红外线强度越大来测体温的

4.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为（     ）

A．c→a ，2:1     B．a→c ，2:1  

C．a→c ，1:2     D．c→a ，1:2

5．如图所示的装置中，子弹A沿水平方向射入木块B并留在其中，之后木块和子弹一起向左运动压缩弹簧。从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，不计木块与水平面间摩擦，子弹、木块和弹簧组成的系统（     ）

A．动量守恒，机械能守恒         B．动量守恒，机械能不守恒

C．动量不守恒，机械能守恒       D．动量不守恒，机械能不守恒

6．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，已知发电机线圈电阻为5Ω，外接一只阻值为5Ω的电阻R，不计电路的其他电阻，已知电阻R两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。则（　　）

A．线圈的转速为100r/s                   B．交流电流表的示数为

C．电阻R在1分钟内产生的热量为4800J   D．0.01s时线圈平面与磁场方向平行

7.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（     ）

A．电流表的读数为1 A

B．原线圈的输入功率为220W

C．电压表的读数为110V

D．副线圈输出交流电的周期为50 s

8．“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则输电线路中电阻损耗的功率将减少到原来的(　　)

A． B． C． D．

9．一枚火箭搭载着卫星以速率进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为，后部分的箭体质量为，分离后箭体以速率沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率为（　　）

A．        B．       C．     D．

10.如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R=95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。则下列说法错误的是（     ）  

A．A点的电势小于B点的电势

B．在线圈位置上感生电场沿逆时针方向

C．0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C

D．0.1s时间内非静电力所做的功为2.5J

11.如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度， 李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是(     )

A．刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大

B．刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压

C．刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏

D．实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的

金属杆，他也会受到电击

12．如图所示，将质量分别为mA＝1 kg、mB＝3 kg的A、B两个物体放在光滑的水平面上，物体B处于静止状态，B的左端与一轻弹簧相连接。现在给物体A一水平向右的初速度v0＝4 m/s。则下列说法正确的是（      ）

A．弹簧压缩到最短时，A、B两物体的速度大小均为0

B．弹簧压缩到最短时，A物体的速度为2m/s

C．整个过程中弹簧储存的最大弹性势能为6 J

D．整个过程中A、B系统的最小动能为6 J

13．如图甲所示，在光滑水平面上a、b两小球发生正碰，图乙为它们碰撞前后的x－t（位移－时间）图像，已知a球质量m1＝0.3kg，下列说法正确的是（　　）

A．b球的质量m2＝0.3kg

B．该碰撞为弹性碰撞

C．该碰撞过程中损失的机械能△E＝0.2J

D．碰撞后，a球做匀速运动，b球做匀加速运动

14. 一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）

A．t=2s时物块的速率为1m/s 

B．t=2s时物块的速率为4m/s

C．t=4s时物块的速率为3m/s 

D．t=4s时物块的速率为1m/s

15．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中质量为60kg的运动员在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零，假设弹性绳长为45m，重力加速度为g=10m/s2，（忽略空气阻力）下列说法正确的是（　　） 

A．弹性绳在绷紧后2s内对运动员的平均作用力大小为2000N

B．运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量

C．运动员从开始起跳到下落到最低点的整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量大小相等

D．运动员从开始起跳到下落到最低点的整个运动过程中重力冲量小于弹性绳作用力的冲量

第Ⅱ卷

二、实验题 （12分）

16．（4分）如图所示为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系的电路图，我们把两个线圈套在同一闭合铁芯上，一个线圈连接到电源的输出端，另一个线圈连接到小灯泡上，试回答下列问题：

（1）原线圈应连接到学生电源的______（选填直流、交流）输出端；

（2）将与小灯泡相连接的线圈减少一定的匝数，装置其他部分不变，继续完成实验，发现灯泡亮度将______（填“变亮”或“变暗”）。

17．（8分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是______；

A．刻度尺         B．天平         C．打点计时器      D．秒表

（2）关于本实验，下列说法中正确的是______；

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C．轨道倾斜部分必须光滑

D．轨道末端必须水平

（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有______；

A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2

B．入射小球开始的释放高度h

C．小球抛出点距地面的高度H

D．两球相碰后做平抛运动的水平射程OM、ON

（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式             ，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。

三、计算题（共43分）解题要求：写出方程式、演算步骤、必要的文字说明和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

18.（8分）如图所示，一个不计重力的带电粒子以速度v0水平向右垂直进入一块匀强电场和匀强磁场叠加区域，恰好能做匀速直线运动，已知，粒子质量为m，电量为+q，磁感应强度为B

（1）求匀强电场场强大小E，并在图中标明匀强电场的方向。

（2）若撤掉电场粒子做匀速圆周运动，求出粒子做匀速

圆周运动的半径R。

19. （8分）高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。高空抛物是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。有人曾做了一个实验，将一枚50g的鸡蛋从8楼（距离地面20m）无初速释放，若鸡蛋与地面的作用时间为t=1.0×10-2s，鸡蛋与地面撞击后速度变为零，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）鸡蛋下落过程中动量变化的大小Δp；

（2）鸡蛋与地面碰撞的过程中，鸡蛋受到的平均撞击力的大小F

20. （9分）如图所示，光滑平行金属导轨水平放置，间距为L=0.4m，左端用电阻值为R=1Ω的金属丝连接。导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.6T。金属杆放置在导轨上，与导轨夹角，以速度v=10m/s沿平行于导轨的方向向右匀速滑动。已知金属杆电阻值为r=0.2Ω，导轨电阻不计，金属杆滑动过程中与导轨接触良好。求：

（1）金属杆切割磁感线产生的电动势E大小；

（2）求金属杆所受安培力F的大小，并在图

上画出其方向；

21．（9分）如图甲所示，螺线管匝数n=300匝，螺线管导线电阻r=1.0 Ω，R1=9.0 Ω，R2=10 .0Ω，C=50 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化，取螺线管内的磁场B的方向向下为正方向，闭合S电路稳定后。求：

（1）b、a两点的电压U

（2）电阻R1的电功率P

（3）断开S后，流经R2的电荷量Q

22.（9分）如图所示，质量为m2＝2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道CD部分粗糙，长为L＝0.2m，动摩擦因数μ＝0.10，其余部分均光滑。现让质量为m1＝1kg的物块（可视为质点）自A点由静止释放，此后整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取g＝10m/s2。求：

（1）物块第一次到达B点时的速度大小V1；

（2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能EP；

（3）物块最终停止的位置和弹簧被压缩的总次数N。

延庆区2020-2021学年度第二学期期中试卷

高二物理  参考答案

一、   单项选择题（每题3分，共45分）

二、   实验题 （共12分）

16.（1）交流（2分）     （2）变暗（2分）   

17.（1）AB（2分）      （2）AD（2分）      （3）AD（2分）   

（4）m1•OP =m1•OM+m2•ON（2分）

三、   计算题（共43分）

18. (8分)解：

 （1）根据二力平衡：Eq=Bqv0   （2分）

可得：E=Bv0    （1分）  

电场方向：向下（如图） （1分）

（2）根据牛顿第二定律：Bqv0=mv02/R  （2分）

可得：R=mv0/Bq   （2分）

19. (8分)解： (1) 鸡蛋落地时速度向下为v1，

根据自由落体： （2分）

                  有：  Δp = mv1 = 1 kgm/s              （2分）

      （2）击地过程对鸡蛋应用动量定理：

      （2分）

                  得：F=100.5N                        （2分）

20. (9分)解：（1）E=Blv=2.4V    （3分）

（2）F大小：F=BIL （2分）

上式中，电流： I=E/(R+r)=2A  （1分）

由几何关系：L=2l=0.8m （1分）

联立，可得：F=0.96N   （1分）

方向：垂直于MN杆指向左上（如图）（1分）

21. (9分)解：（1）根据法拉第电磁感应定律：  （1分）

电动势， E=60V；（1分）

闭合S后，根据闭合电路欧姆定律：A，（1分）

此时，路端电压：U = E - Ir = 57V    （1分）

  （2）P=I2R1=81W （2分）

（3）稳定后，电容器两端电压：U1=IR2=30V        （1分）

该电量电容器所带电量：Q=CU1=1.5x10-3C  （2分）

该电量在断开S后流过R2放掉

22. (9分)解：（1）下滑过程m1和m2组成的系统在水平方向动量守恒，

有：m1v1=m2v2（1分）

         系统能量守恒，有：（1分）

                   代入数据，联立解得：v1 = 2 m/s（1分）

   （2）滑块每次经过CD段系统损耗的机械能：（1分）

  弹簧第一次被压缩至最短时，具有最大的弹性势能，依能量守恒：

（2分）

  （3）系统机械能最终被摩擦生热损耗，设滑块m1在CD段运动的总路程为s，有：

            ，（1分）

解得：s=3m，每次通过粗糙部分走过的路程为L，

故滑块在CD段运动的次数：n=s/L=15，

考虑到运动过程，可知系统静止时滑块最终停在D点，（1分）

期间弹簧总共被压缩7次（1分）