2019-2020年北京市怀柔区高二物理上学期期末试题及答案

这是一份2019-2020年北京市怀柔区高二物理上学期期末试题及答案，共15页。

注意事项：
1.答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。
2.选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。
一、单项选择题（本题共16小题，每小题3分，共48分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。）
1. 由电场强度的定义式E＝F/q可知
A. E和F成正比，F越大，E越大B. E和q成反比，q越小，E越大
C. E的方向与F的方向相同D. E的大小可由F/q计算
【答案】D
2. 某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为A、B，则下列判断正确的是（ ）
A. EA=EBB. A>BC. A <BD. EA>EB
【答案】B
3. 如图所示，一个带正电的球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P1和P2处．当小球N静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2（θ2图中未标出）．则
A. 小球N带正电，θ1>θ2
B. 小球N带正电，θ1<θ2
C. 小球N带负电，θ1>θ2
D. 小球N带负电，θ1<θ2
【答案】A
4. 如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为的光滑平行金属导轨，顶端接有电源，直导体棒垂直两导轨放置，且与两轨道接触良好，整套装置处于匀强磁场中．图为沿方向观察的侧视图，下面四幅图中所加磁场能使导体棒静止在轨道上的是
A. B. C. D.
【答案】B
5. 在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧（如图甲），再将玻璃管倒置（如图乙），蜡块R沿玻璃管匀速上升。若将玻璃管倒置后沿水平方向向右匀加速移动，则蜡块R的运动轨迹可能是下列选项中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
6. 如图所示的弹簧振子，弹簧的劲度系数为k。当弹簧伸长了x时，弹簧对小球的弹力大小为（ ）
A. B. C. kxD. kx2
【答案】C
7. 如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g．下列说法正确的是
A. 人对体重计的压力大小为m(g＋a)
B. 人对体重计的压力大小为m(g－a)
C. 人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D. 人对体重计的压力小于体重计对人的支持力
【答案】A
8. 如图所示，一个箱子在与水平方向成a角恒力F作用下，由静止开始，沿水平面向右运动了一段距离x，所用时间为t，在此过程中，恒力F对箱子做功的平均功率为
A. B. C. D.
【答案】A
9. 图甲为“中星 9A”在定位过程中所进行的 10 次调整轨道的示意图，其中的三条轨道如图乙所示，曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道，曲线Ⅱ是第 5 次调整后的椭圆轨道，曲线Ⅲ是第 10 次调整后的最终预定圆轨道；轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点 A 相切，轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B 相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅲ上运行速度大于第一宇宙速度
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过 B 点时的速度等于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的速度
C. 卫星在轨道Ⅰ上经过A 点时的机械能小于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的机械能
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过B 点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的加速度
【答案】C
10. 某同学以一定的初速度竖直向上抛出一小球。以抛出点为零势能点，不计空气阻力，小球可视为质点，图所示图线中，能反映小球从抛出到落回抛出点的过程中，其动能Ek或重力势能Ep随时间t变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
11. 如图所示，先接通电键S使电容器充电，然后断开S，增大两极板间的距离时，电容器所带电量Q，电容C，两极板间电势差U的变化情况是（ ）
A. Q变小，C不变，U不变
B. Q变小，C变小，U不变
C. Q不变，C变小，U变大
D. Q不变，C变小，U变小
【答案】C
12. 图为某手机电池的铭牌，第一行标有“3.8V 3000mAh（11.4Wh）”。对该铭牌参数的分析，下列说法中正确的是（ ）
A. 铭牌中的Wh是能量的单位
B. 铭牌中的mAh是功率的单位
C. 该电池放电时能输出的总能量约为11.4J
D. 该电池放电时能输出的总电荷量约为1.08105C
【答案】A
13. 如图所示的电路中，当变阻器R3的滑片向上移动时（ ）
A. 电压表示数变小，电流表示数变大
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电压表示数变大，电流表示数变大
D. 电压表示数变小，电流表示数变小
【答案】B
14. 三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的. 将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将2、3和1、4接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是( )

A. 电流大小对安培力的影响
B. 通电导线长度对安培力的影响
C. 磁感应强度大小对安培力的影响
D. 磁感应强度大小和通电导线长度对安培力的影响
【答案】B
15. 目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压。在图示磁极配置的情况下，下列表述正确的是（ ）
A. 金属板A的电势较高
B. 通过电阻R的电流方向是b→R→a
C. 等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做正功
D. 等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做负功
【答案】A
16. 如图甲所示为某同学研究物体加速度与力和质量关系的实验装置示意图，图乙是该装置的俯视图。两个相同的小车，放在水平桌面上，前端各系一条轻细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。两个小车通过细绳用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车同时开始做匀加速直线运动，闭合夹子，两小车同时停止运动。实验中平衡摩擦力后，可以通过在小盘中增减砝码来改变小车所受的合力，也可以通过增减小车中的砝码来改变小车的总质量。该同学记录的实验数据如下表所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 研究小车的加速度与合外力的关系可以利用1、2、3 三次实验数据
B. 研究小车的加速度与小车总质量的关系可以利用2、3、6三次实验数据
C. 对于“合外力相同的情况下，小车质量越大，小车的加速度越小”的结论，可以由第1次实验中小车1的位移数据和第6次实验中小车2的位移数据进行比较得出
D. 通过对表中数据的分析，可以判断出第4次实验数据的记录不存在错误
【答案】A
第II卷（非选择题 共8题 共52分）
二、实验题（每空2分，共16分）
17. 某同学利用如图所示的实验装置探究物体的加速度与质量的关系。
(1)实验中，需要平衡小车所受的阻力。在不挂细绳和砂桶的情况下，改变木板的倾斜程度，当小车能拖动纸带沿木板做__________（选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”）时，说明已平衡了小车所受的阻力。
(2)实验中，保持砂桶质量不变，改变小车的质量，测量小车运动的加速度。如图所示为该同学某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T = 0.10s，A、B间的距离x1 = 6.00cm，B、C间的距离x2 = 6.40cm，则小车的加速度a =__________m/s2。
【答案】 ①. 匀速直线运动 ②. 0.40
解：(1) [1]平衡摩擦力需要使重力沿斜面向下的分力等于阻力，合力为零，故需使小车做匀速直线运动。
(2) [2]小车的加速度
18. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差：
(1)如图所示，应该选择的实验电路图是_____（选填“a”或“b”）。
(2)现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A.电压表（0~15V） B.电压表（0~3V）
C.滑动变阻器（0~30Ω） D.滑动变阻器（0~500Ω）
实验时，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_____。
(3)某同学记录六组数据见下表，其中五组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上，请标出第2组数据的对应点，并画出U－I图像。
（ ）
(4)由图像可得：该电池的电动势E=__V，内阻r=_____Ω（小数点后保留2位数字）。
【答案】 ①. a ②. B ③. C ④. ⑤. 1.50 ⑥. 0.84
解：(1)[1]实验的测量原理方程为闭合电路欧姆定律
电压表的内阻远大于电源内阻，分流不明显，电流表内阻和电源内阻较为接近，分压明显，所以采用电路能够较准确的测量。
(2)[2]一节干电池的电动势约为，所以选择量程为的电压表即可，即B。
[3]滑动变阻器以限流的方式接入电路，为了方便调节，所以选择C即可。或者根据(3)中的表格可知，接入电路中的最大电阻约为
所以选择阻值较小的滑动变阻器即可。
(3)[4]用直线将有效的数据点连成直线，如图：
(4)[5]根据闭合电路欧姆定律变形
可知图像的纵截距即为电动势的测量值
[6]图像斜率的大小即为电源内阻的测量值
三、 计算题（本题共5小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
19. 为了备战2022年北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量m=70 kg。滑道与水平地面平滑连接，如图所示，他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过t=5s到达坡底，滑下的路程x =50 m。滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止。运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2，求：
（1）滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a；
（2）滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f；
（3）滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功Wf。
【答案】（1）4 m/s2；（2）70 N；（3）1.75×104 J
解：（1）根据匀变速直线运动规律得
解得
a = 4m/s2
（2）运动员受力如图，根据牛顿第二定律得
解得
f = 70 N
（3）全程应用动能定理，得
解得
Wf = 1.75×104 J
20. 在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离．若一个电荷量的试探电荷在匀强电场中所受电场力的大小为求：
（1）电场强度的大小E；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）将该试探电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W．
【答案】（1）1.5 × 104 N/C（2）3.0 × 103 V（3）6.0× 10-5 J
解：（1）由题意知，匀强电场的电场强度；
（2）；
（3）（3）根据电场力做功的公式可求：将该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W=６×10-5J
21. 如图所示的电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，电阻R1＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1＝4.0 V，求：
(1)流过电动机的电流；
(2)电动机输出的机械功率；
(3)电源的工作效率。
【答案】（1）2A；（2）14W；（3）91.7%
解：(1)电动机正常工作时，总电流为
I＝＝ 2A
(2)电动机两端的电压为
U＝E－Ir－U1=(12－2×0.5－4.0) V＝7 V
电动机消耗的电功率为
P电＝UI＝7×2 W＝14 W
电动机的热功率为
P热＝I2R0＝22×1 W＝4 W
电动机输出的机械功率
P机＝P电－P热＝10 W
(3)电源释放的电功率为
P释＝EI＝12×2 W＝24 W
有用功率
P有＝
电源的工作效率
22. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板上方有一磁感应强度为B的匀强磁场．电荷量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，从M点进入磁场后做匀速圆周运动，从N点离开磁场．忽略重力的影响．
（1）求匀强电场场强E的大小；
（2）求粒子从电场射出时速度ν的大小；
（3）求M、N两点间距L的大小；保持粒子不变，请你说出一种增大间距L的方法．
【答案】（1）；（2）；（3）只增大U或只减小B等．
解：（1）由匀强电场中电势差与场强的关系得： （3分）
（2）根据动能定理有： 可得： ① （5分）
（3）根据牛顿第二定律可得： ② L=2R ③
联立①②③式可得：
增大间距L的方法有：只增大U或只减小B等． （8分）
23. 通过科学实践，人们建立起了各种能量概念，总结出了一些能量守恒的规律．势能是一种由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能量，如我们学过的重力势能和电势能就是典型代表．
(1)如图所示，光滑直导轨AB和BC在底部B处平滑连接，形成凹槽结构，导轨的A、C两端在同一水平面上，B到AC水平面距离为H．有一质量为m的小球（可视为质点）从B处以初速度v0（v0<）沿轨道向上运动，能使小球在凹槽轨道上一定范围内来回运动．已知重力加速度为g，以A、C两点所在水平面为零势能参考面，求小球在底部B处的机械能E机．
(2)静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和 d为已知量．一带负电粒子在电场中x轴上处，由静止开始，在电场力作用下沿x 轴做往复运动．已知该粒子质量为m、电荷量为-q，忽略重力．求：
a．粒子在x=0处的动能与电势能之和；
b．从静止开始，粒子第一次返回到处所用时间T．
【答案】(1) (2) ,
解：（1）小球在底部B处的机械能为：
（2）a. 由图2可知：在处电势为
粒子在x = 0处动能与电势能之和，与在处相同，均为：
b.粒子在电场中加速度大小为
从处运动至x = 0处用时为
解得
所以第一次返回处所用时间为
实验次数
小车1总质量 m1/g
小车2总质量 m2/g
小车1受合力F1/N
小车2受合力F2/N
小车1位移x1/cm
小车2位移x2/cm
1
250
250
0.10
0.20
20.1
39.8
2
250
250
0.10
0.30
15.2
44.5
3
250
250
0.20
0.30
19.8
30.8
4
250
500
0.10
0.10
20.0
39.7
5
300
400
0.10
0.10
20.3
15.1
6
300
500
0.10
0.10
30.0
18.0
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
0.06
0.12
0.24
0.26
0.36
0.48