2020荆州中学、宜昌一中两校高二上学期期末考试物理试题含答案

荆州中学、宜昌一中2019年秋季学期

高二期末联考

物理试题

一、单选题（每题3分，共24分）

1．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长。若在此过程中安全带对人的作用力始终竖直向上，重力加速度为g，则安全带对人的平均作用力大小为(　　)

A.       B.       C.      D.

2．如图所示，B为半径为R的竖直光滑圆弧的左端点，B点和圆心O连线与竖直方向的夹角为α，一个质量为m的小球在圆弧轨道左侧的A点以水平速度v0抛出，恰好沿圆弧在B点的切线方向进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A．AB连线与水平方向夹角为α

B．小球从A运动到B的时间

C．小球运动到B点时，重力的瞬时功率

D．小球运动到竖直圆弧轨道的最低点时，处于失重状态

3．电源和一个水平放置的平行板电容器、变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路。当把变阻器R1、R2调到某个值时，闭合开关S，电容器中的一个带电液滴恰好处于静止状态。当再进行其他相关操作时（只改变其中的一个），以下判断正确的是（    ）

A．将R1的阻值增大时，液滴将向下运动

B．将R2的阻值增大时，液滴仍保持静止状态

C．把电容器的上极板向上平移少许，电容器的电荷量将减小

D．断开开关S，电容器上的带电荷量将减为零

4．电磁炉热效率高达，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠图示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是(    )

A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好

B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作

C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用

D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差

5．如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO＇以角速度=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（    )

A．图示位置穿过线框的磁通量为零

B．线框中产生交变电压的有效值为

C．变压器原、副线圈匝数之比为25:11

D．变压器输出端最多能并联80只60瓦的灯泡

6．电荷量分別为q1和q2的两点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零；ND段中C点电势最高。则下列选项中正确的是（   ）

A．N点的电场强度大小为零

B．

C．N、C两点之间连线上的电场强度方向沿x轴正方向

D．将一个带负电的检验电荷从N点沿x轴正方向移动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功

7．如图所示，带电粒子以垂直于y轴的初速度v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，不计粒子的重力。则电场强度E和磁感应强度B的比值为（   ）

A．v0   

B．1/ v0   

C．2 v0   

D．v0/2

8．如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。则(     )  

A．输电线上的输送电流为250A

B．输电线上损失的电压为280V

C．输电线上损失的电功率为4kW

D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3:n4=48:11

二、多选题（每题4分，共16分。选错不得分，选漏得2分）

9．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（      ） 

A．B与水平面间的摩擦力增大

B．绳子对B的拉力增大

C．悬于墙上的绳所受拉力不变

D．A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等

10．如图所示，在方向水平向左的匀强电场中有一倾角为60°、高为H的固定绝缘斜面体，现将一质量为m，带正电且电荷量为q的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放，已知重力加速度为g，匀强电场的电场强度大小为，不计空气阻力，则（      ）　

A．小物块将沿斜面下滑

B．小物块将做曲线运动

C．小物块到达地面时的速度大小为

D．若其他条件不变,只增大电场强度，小物块到达地面前的运动时间不变

11．如图甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。下面说法正确的是（    ）

A．0s-1s时间内和5s-6s时间内，导线框中的电流方向相同

B．0s-1s时间内和1s-3s时间内，导线框中的电流大小相等

C．3s-5s时间内，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上

D．1s-3s时间内，AB边受到的安培力不变

12．半导体内导电的粒子一“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动的带正电的粒子），以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体。图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差UH，霍尔电势差大小满足关系，其中k为材料的霍尔系数。若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法中正确的是（    ）

A．如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体

B．霍尔系数越大的材料，其内部单位体积内的载流子数目越多

C．若将磁场方向改为沿z轴正方向，则在垂直y轴的两个侧面   间会产生的霍尔电势差变小

D．若将电流方向改为沿z轴正方向，则在垂直x轴的两个侧面间会产生的霍尔电势差不变

三、实验题（共14分）

13．（共6分，每空2分）某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻，实验步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1所示，由图可知其长度为          cm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2所示，由图可知其直径为 __   ____ mm；

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如下图所示，则该电阻的阻值约为 _________ Ω。

             第13题图                                第14题图

14．（共8分）多用表是由电流表改装的，现测定一个量程为0~5mA 的电流表G的内阻

r= 100.0Ω , 用它改装成如图的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程(或分度值)不同的档位。电流表的两个档位中，大量程是小量程的10倍。

(1)（2分，每空1分）当转换开关S旋到位置1或2时，是电流档，且旋到位置_______的量程较大：当转换开关S旋到位置5或6时，是电压档，且旋到位置______的量程较大；

(2)（2分）A、B两表笔中，______为红表笔；

(3)（4分，每空2分）图中的电源Eˊ的电动势为9.0V ，当把转换开关S旋到位置4，在AB之间接900Ω电阻时，表头G刚好半偏。己知之前己经进行了必要的、正确的操作。则

R1＝         Ω，R2＝         Ω。

四、解答题（共计46分）

15．（8分）如图所示，N=50匝的矩形线圈,边长 ，边长 ，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转处纸外、边转入纸里，计算结果保留三位有效数字。求：

（1）感应电动势的瞬时值表达式；

（2）线圈转一圈外力做的功。

16．（12分）如图所示，足够长的U形导体框架的宽度l=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为q=2C，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2，求：

（1）导体棒匀速运动的速度；

（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻产生的焦耳热。

17．（12分）如图所示，半圆形竖直光滑轨道bc固定在水平地面上，轨道半径R＝0.6m，与水平粗糙地面ab相切，质量m2＝0.2kg的物块B静止在水平地面上b点，另一质量m1＝0.6kg物块A在a点以v0＝10m/s的初速度沿地面滑向物块B，与物块B发生碰撞（碰撞时间极短），碰后两物块粘在一起，之后冲上半圆轨道，到最高点c时，两物块对轨道的压力恰好等于两物块的重力．已知ab两点间距L＝3.6m，A与B均可视为质点，空气阻力不计，g取10m/s2．求：

（1）物块A与B刚碰后一起运动的速度v；

（2）物块A和地面间的动摩擦因数μ．

18．（14分）如图所示，半径r=0.06m的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径R=0.1m，磁感应强度大小B=0.075T的圆形有界磁场区的圆心坐标为(0，0.08m)，平行金属板MN的极板长L=0.3m、间距d=0.1m，极板间所加电压U=6.4×102V，其中N极板收集粒子全部中和吸收。一位于O处的粒子源向第Ⅰ、Ⅱ象限均匀地发射速度大小v=6×105m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第Ⅰ象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向。若粒子重力不计、比荷、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)粒子在磁场中的运动半径R0；

(2)从N极板右边缘射出电场的粒子，其在板间的竖直偏移量y；

(3)求N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例η。

荆州中学、宜昌一中2019年秋季学期

高二期末联考

物理试题答案

一、单选题（每题3分，共24分）

二、多选题

三、实验题（每题4分，共16分）

13．（共6分，每空2分）0.675    4.700    220   

14．（1）（2分，每空1分） 1     6   

(2)（2分）A   

(3)（4分，每空2分）10    90       

四、解答题

15．（8分）(1)（4分）的转速匀速转动，所以线圈的角速度感应电动势的最大值为：

所以感应电动势的瞬时值表达式为

（2）（4分）电动势有效值为，电流

线圈转一圈外力做功等于电功的大小，即

16．（12分）（1）5m/s；（2）1.5J．  

（1）（6分）由安培力， ， ，可得

导体棒匀速下滑时，由力平衡得

所以    代入数据解得v=5m/s

（2）（6分）设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S，

通过导体棒截面的电量

得到    所以S=10m

根据能量守恒定律，得

得

17．（12分）(1)6m/s    (2)0.5

(1)（6分）在轨道的最高点，根据牛顿定律：

从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒：

联立各式代入数据解得  

(2)（6分）两物块碰撞的过程中，根据动量守恒定律：

物块A从a运动到b的过程中，根据动能定理：

联立各式并代入数据得： 

18．（14分）（1）  （2）y=0.08m   （3）=29%

（1）（4分），解得

（2）如图所示，令恰能从下极板右端出射的粒子坐标为y：

（3）此粒子入射时与x轴夹角，则有

可知  即

比例