2019-2020学年湖北省宜昌市高中名校秋高二物理上学期期末考试试卷(有详细答案)

宜昌市一中秋季高二年级期末考试
物理试卷
满分：110分 考试时间：90分钟
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

1～8小题为单选题；9～12小题为多选题，全对得4分，选对但不选全得2分，选错或不选得0分）
1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述不．符合．．
史实的是( )
A ．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感
应电流的磁通量的变化
B ．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
C ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
D ．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子环流假说 2.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A ．安培力的方向可以不垂直于直导线 B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
3．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V 22 W ”的灯泡10个，灯泡均正常发光。

除灯泡外的电阻均不计，下
列说法正确的是( )
A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1
B ．电流表示数为10A
C ．电流表示数为1A
D ．副线圈中电流的频率为5Hz
4.如图，当滑动变阻器的滑动头向左滑动时，A 、B 两灯亮度的变化情况为（ ）
A ．都变亮
B ．都变暗
C ．A 灯变亮，B 灯变暗
D ．A 灯变暗，B 灯变亮
5.如图甲、乙所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则( )
A ．在电路甲中，断开S ，A 将立即熄灭
B ．在电路甲中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗
C ．在电路乙中，断开S ，A 将渐渐变暗
D ．在电路乙中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗
6.如图，相距为d 的平行金属板M 、N 的上方有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里。

质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子紧靠M 板的P 处由静止释放，粒子经N 板的小孔S 沿半径SO 方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°，粒子重力不计，则平行金属板间匀强电场的电
场强度大小为( )
A ．3
B 2R 2
q 2md B ．B 2R 2
q 2md C ．3B 2R 2
q md D ．3B 2R 2
q 2md
7.如图所示，一均匀带电荷量＋Q 的细棍，在过中点c 垂直于细棍
的直线上有
a 、
b 、d 三点，a 和b 、b 和
c 、c 和
d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大
小为(k 为静
电力常量)( ) A ．k
Q ＋q R 2 B ．k 9Q ＋q 9R 2 C ．k 10q 9R 2 D ．k 3Q R
2 8.电荷量为＋q 、质量为m 的滑块和电荷量为－q 、质量为m 的滑块同时从完全相同的光滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为θ，在斜面上加如图所示的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里
的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下面说法中不正确．．．
的是(不计滑块的相互作用)( )
A ．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，＋q 会离开斜面
B ．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，－q 会离开斜面
C ．当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为2mg cos θ
D ．两滑块运动过程中，机械能均守恒
9.如图所示的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子
从M 点运动到
N 点的轨迹．可以判定( )
A ．粒子带负电
B ．M 点的电势高于N 点的电势
C ．粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力
D ．粒子在M 点的动能小于在N 点的动能
10．如图所示，t=0时圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁
感应强度随时间变化如图，则下列说法正确的是（ ）
A ．0-1s 内线圈的磁通量不断增大
B ．第4s 末的感应电动势为0
C ．0-1s 内与2-4s 内的感应电流相等
D ．0-1s 内感应电流方向为顺时针 11.如图所示，光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，质量为m 的金属杆ab ，以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某一
高度h 后又返回到底端．若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则( )
A ．返回到底端时的速度大小为v 0
B ．上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于12
mv 2
C ．上滑到最高点的过程中电阻R 上产生的焦耳热等于12mv 2
0－mgh
D ．金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R 的热功率相同
12．光滑绝缘水平面上存在竖直向下的匀强磁场B ，宽度为2L ，一边长为L 、电阻为R ．用同种材料做成的正方形线框以初速度0v 从左侧冲进磁场区域，俯视图如图所示，当线框完全离开磁场时速度恰好为零．以ab 边刚进入磁场时为时间和位移的零点，用v 表示线框速度（以右为正方向），i 表示回路中的感应电流（以逆时针方向为正，0i 表示零时刻回路的感应电流），ab U 表示a 、b 两点间的电压，ab F 表示ab 边所受的
安培力（向左为正，0F 表示零时刻ab 边所受的安培力）．则关于以上四个物理量对时间t 或对位移x 的图象中正确的是（ ）
二、实验题（每空2分，共
16分）
13.（1）将内阻为r ＝30 Ω，满偏电流为1 mA 的电流表改装为量程为0～ 3 V 的电压表，需要串联阻值为________Ω的电阻．两个电压表由相同的电流表
改装而成，量程分别为0～3 V 和0～15 V ，改装后两个电压表内阻之比为______．
（2）用游标尺测量某钢球的直径,游标上有20格刻度，读数如右图所示，钢球直径D=_________cm ．
14.某同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻。

已知干电池的电动势约为1.5 V ，内阻约为0.5 Ω；电压表(量程0～3 V ，内阻3 k Ω)，电流表(量程0～0.6 A ，内阻1.0 Ω)定值电阻R 0＝0.5 Ω，滑动变阻器有R 1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)和R 2(最大阻值100 Ω，额定电流0.1 A)各一只。

丁
3v
(1)实验中滑动变阻器应选用________。

(选填“R 1”或“R 2”) (2)根据图甲在实物图乙中连线使之为实验电路。

(3)实验过程中电压表的某一次偏转如图丁所示，其读数为________V.
(4)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的电压与电流关系图象，根据图象求出的电源电动势
E ＝______V ，内阻r ＝_____Ω.（结果均保留三位有效数字）
三、计算题（共4小题，共46分）
15.（9分）如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r =1 Ω，电动机两端电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，物体A 重20 N ，不计摩擦力，求： （1）电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ （2）电动机输入功率和输出功率各是多少？ （3）这台电动机的机械效率是多少？
16.（10分）如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab 、cd 的间距L 1＝
0.5 m ，金属棒ad 与导轨左端bc 的距离为L 2＝0.8 m ，整个闭合回路的电阻
为R ＝0.2 Ω，磁感应强度为B 0＝1 T 的匀强磁场竖直向下穿过整个回路．ad 杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m ＝0.04 kg 的物体，不计一切
摩擦，现使磁场以ΔB
Δt ＝0.2 T/s 的变化率均匀地增大．求：
(1) 闭合回路里感应电动势的大小及电流的方向． (2)物体刚好离开地面的时间(g 取10 m/s 2
)．
17.（13分）如图所示，上、下边界均水平的区域宽为L=0.1m ，内有磁感应强度大小为B =10T ，方向水平向内的匀强磁场.一边长也为L ，质量为m =0.1kg ，
电阻为R =1Ω的匀质正方形线框，通过滑轮装置与另一质量为M =0.14kg 的物体
连接.线框
从磁场下方h 处静止释放，当线框cd 边进入磁场一段时间后（cd 边仍在磁场中），开始匀速运动经过磁场区域.从线框进入磁场到其恰达到匀速时，流过线框导线横截面的电荷量q =0.04C ，线框中产生的热量Q =0.032J.已知线框上升途中线框平面始终与磁场方向垂直，ab 边始终与边界平行，不计运动过程中受到的空气阻力，g =10m/s 2
.
求：（1）线框匀速运动时的速度v ；
（2）线框匀速运动的时间t ； （3）线框释放处cd 边距离磁场下边界的高度h .
18.（14分）如图所示，在坐标系xoy 的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xoy 面向里；第四象限内有沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E . 一质量为m 、带电量为q 的粒子自y 轴的P 点沿x 轴正方向射入第四象限，经x 轴上的Q 点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。

已
知
OP =d ,OQ =2d ,不计粒子重力。

（1）求粒子过Q 点时速度的大小和方向。

（2）若磁感应强度的大小为一定值B 0，粒子将以垂直y 轴的方向进入第二象限，求B 0；
（3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q 点，且速度与第一次过Q 点时相同，求该粒子相邻两次经过Q 点所用的时间。

宜昌市一中2019年秋季高二年级期末考试
物理答案
一、选择题
1~8 B 、B 、C 、D 、D 、A 、C 、B 9~12 BD 、AD 、BC 、CD 二、实验题 13.(1) 2970 1∶5 (2)0.950或0.955
14.（1）R 1 （2）如图 （3）1.29——1.31V （4）1.46——1.48, 0.417——0.444.
三、计算题
15.解析：（1）根据焦耳定律，热功率为：P Q =I 2
r =12
×1 W=1 W (3分).
（2）输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P 入=IU =1×5 W=5 W （2分） 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P 出=P 入－P Q =5 W －1 W=4 W.（2分） （3）机械效率η=P 出/P 入=80%.（2分） 答案：（1）1 W （2）5 W 4 W （3）80%
16.(1)由法拉第电磁感应定律得
E ＝Δt ΔΦ＝S Δt ΔB
＝0.08 V. 3分
由楞次定律可以判断，电流方向adcba, 2分
(2)物体刚好离开地面时，其受到的拉力F ＝mg 而拉力F 又等于棒所受的安培力，即
mg ＝F 安＝BIL 1 2分
其中B ＝B 0＋Δt ΔB
t 2分
I ＝R E
解得t ＝5 s. 1分
17.（1）当线框匀速运动时
对线框由法拉第电磁感应定律 E=Blv ，I=E/R ，F=BIL 1分 对线框F T =F+mg 1分 对物体 F T =Mg 1分 解得v=0.4m/s 1分
（2）从线框进入磁场到其恰达匀速过程，由法拉第电磁感应定律
， ……1分
由电流定义得 ………1分
得x=0.04m …1分 线框一直匀速到ab 边离开磁场
………1分
（3）对线框与物体组成的系统由能量守恒定律
…3分
解得h=0.088m …………2分
18.解：（1）（5分）设粒子在电场中运动的时间为，加速度的大小为a ，粒子的初速度为
，过Q 点时速
度的大小为v ，沿y 轴方向分速度的大小为
，速度与x 轴正方向间的夹角为，由牛顿第二定律得
1
由运动学公式得
2
3
4
5
6
联立123456式得
7
8
（2）（5分）设粒子做圆周运动的半径为，粒子在第一象限的运动轨迹如图所示，为圆心，由几何关系可知△O1OQ为等腰直角三角形，得
9
由牛顿第二定律得
10
联立7910式得 11
（3）（4分）设粒子做圆周运动的半径为，由几何分析（粒子运动的轨迹如图所示，、是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、G、H是轨迹与两坐标轴的交点，连接、，由几何关系知，和
均为矩形，进而知FQ、GH均为直径，QFGH也是矩形，又FH⊥GQ，可知QFGH是正方形，△QOG为等腰直角三角形）可知，粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，得
12
粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段，得
13
设粒子相邻两次经过Q点所用的时间为t，则有
14
联立7121314得
15。