湖北省新高考联考协作体2020-2021学年上学期高二期中考试物理试题

2020年湖北省新高考联考协作体高二上学期期中考试
高二物理试卷
命题学校：孝感一中命题教师：
审题学校：孝昌一中考试时间：2020年11月18日上午试卷满分：100分
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，满分100分，考试用时90分钟。

注意事项：
1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。

2．第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

3．第II卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。

不按以上要求作答的答案无效。

第I卷选择题(40分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

1．电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。

下列设备利
用电流热效应原理的是（）
2．库仑研究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关，做了如下实验：把一个带正电的物体固定，然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3处，发现情况如图所示，由此，归纳得出的初步结论正确的是（）
A．电荷之间的作用力大小随距离增大而增大
B．电荷之间的作用力大小与距离无关
C．电荷之间的作用力大小随距离的增大先增大后减小
D．由于小球平衡时丝线与竖直方向夹角在减小，所以电荷之间
的作用力大小随距离增大而减小
D．电磁起重机A．电风扇B．电熨斗C．发电机
3．如图，A 和B 都是铝环，环A 是闭合的，环 B 是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。

下列判断正确的是（ ） A ．用磁铁的N 极靠近A 环时，A 环会转动靠近磁铁 B ．用磁铁的N 极靠近B 环时，B 环会转动靠近磁铁 C ．用磁铁的N 极靠近A 环，A 环不会有感应电流产生 D ．用磁铁的N 极靠近B 环，B 环不会有感应电流产生
4．第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3 000 mA ·h 电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。

如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电则（ ）
A ．3.8 V 表示该电池的充电电压
B ．该电池充满电后以100 mA 的电流工作时，可连续工作时间不少于30小时
C ．11.4 Wh 表示该电池能提供的电能
D ．3 000mA ·h 表示该电池能提供的电能
5．“科学真是迷人”，天文学家已经测出火星表面的加速度g 、火星的半径R 和火星绕太阳运转的周期T 等数据，根据万有引力定律就可以“称量”火星球的质量了。

已知引力常数G ，用M 表示火星的质量。

关于火星质量，下列说法正确的是（ ） A ．GR 2
g
B ．gR 2G
C ．4π2R 2GT 2
D ．T 2R 2 4π2
G
6．把一根通电的硬直导线ab 放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a 向b ．下列说法正确的是（ ） A ． 从上往下看导线ab 顺时针旋转同时向上移动 B ．从上往下看 导线ab 逆时针旋转同时向下移动
C ．虚线框内产生图示弧形磁感线的磁场源不可能是蹄形磁铁
D ．虚线框内产生图示弧形磁感线的磁场源可能是条形磁体，通电螺线管，直线电流等
7．如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹。

带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐增大，它运动到b 处时的速度方向与受力方向可能的是（ ）
8．在竖直放置的平行金属板A、B间加一恒定电压，质量相同的两带电小球M和N以相同的速率分别从极板A的上边缘和两板间的中线下端沿竖直方向进入两板间的匀强电场，恰好分别从极板B的下边缘和上边缘射出，如图所示。

不考虑两带电小球之间的相互作用，下列说法正确的是( )
A．两带电小球所带电量可能相等
B．两带电小球在电场中运动的时间一定相等
C．两带电小球在电场中运动的加速度M一定大于N
D. 两带电小球离开电场时的动能M可能小于N
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．在如图所示的电路中，电源的电动势和内阻及电阻R2的阻值都恒定，当滑动变阻器R1
的滑片处于某位置时，电容器C两极板间的带电油滴恰好悬浮不动。

下列判断正确的是（）A．若仅增大电容器两极板间的正对面积，油滴将向上运动
B．若仅将R1的滑片向右移动，电路中电流将增大
C．若仅将R1的滑片向左移动，油滴将向下运动
D．若仅将R1的滑片向右移动，电压表V1、V2的示数变化量
的代数和大于零
10．如图所示，L是用绝缘导线绕制的螺线管，匝数为1000，
由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在0.5 s内把磁铁的一极插入线管，紧接着0.25 s内又穿出螺线管。

这两段时间里穿过每匝线圈磁通量的变化量大小均为1.5×10－5Wb。

线圈和电流表总电阻是3 Ω，下列选项正确的是
（）
A．插入过程螺线管产生的感应电动势为0.03V
B．从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时
针方向。

C．穿出过程中，螺线管中电流大小为0.02A
D．插入和穿出过程螺线管中电流方向相反
11．质量为m 的小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰前的1
4。

第一次与地面碰前速度为v 0。

以刚开始下落时为计时起点，小球的v －t
图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ） A ．图像中选取竖直向下为正方向
B ．小球多次与地面碰撞，最终损失的总能量为mv 02/2
C ．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半
D ．小球最终通过的总路程为5v 02
6g
12．如图所示，边长为L 的正三角形ABC 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，BC 边的中点O 有一粒子源，可以在ABC 平面内沿任意方向发射速率均相同的正粒子（ )
A ．粒子速度至少qBL 3
6m
，B 点才有粒子射出
B ．从B 点射出的粒子，在磁场中运动的最长时间为πm
2qB
C ．粒子速度至少qBL 3
2m ，Ａ点才有粒子射出
D ．A 点不可能有粒子射出
第Ⅱ卷 非选择题(60分)
三、实验题：（13题每空2分，共6分；14题①4分②每空2分作图2分共10分，总共16分。

） 13.（6分）“探究功与物体速度变化关系”的实验可用图甲所示的装置进行，小车在橡皮筋的作用下弹出，某次实验中得到了如图乙所示的一条纸带。

（1）如图甲，在本实验中是通过改变橡皮筋 来改变拉力做的功的（选填“条数”或“长度”）
（2）利用图乙纸带处理实验数据时，是通过测量 段的距离来计算小车获得的速度(选填“AB”或“BC”)。

（3
）关于该实验，下列叙述正确的是（）
A．每次实验时，小车可以从不同位置由静止释放
B．每次实验应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
C．由于橡皮筋对小车做功的数值无法算出，故不能用图像法来探究功与物体速度变化的关系
D．放小车的木板应水平放置
14．（10分）用如图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R0，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A.电流表（量程0.6A、3A）
B．电压表（量程3V、15V）
C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）
E．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）
（1）为使实验测量精确，便于操作．电流表量程应选 A ；电压表量程应V；定值电阻应该选______(填写字母）；滑动变阻器应该选______(填写字母）。

（2）实验中，调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据，如下表．请在图2中继续完成蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图象（描出第四个点和用平滑曲线连线），根据图象得出蓄电池的电动势为______V，内阻的测量值为______Ω．
电流表读数I/A 1.72 1.350.980.630.34
电压表读数U/V 1.88 1.92 1.93 1.98 1.99
四．计算题：本题有4小题，共44分。

（15题8分，16题10分，17题12分，18题14分）15．（8分）如图所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。

现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由东往西方向运行。

卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约20.0 km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约
5.0×10－5T。

如果航天飞机和卫星的运行速度是7.0 km/s，则：
(1)缆绳中上下端哪端感应电动势高？
(2)感应电动势的大小为多少？
16．(10分)如图甲所示，黄陂一旅游景点，有一娱乐项目“玻璃滑道”，该高速滑道，下滑起伏共多层，人可以仰卧下滑。

图乙为其轨道部分侧视图，质量为50kg的人从A处静止下滑，经BCDEF最终停在G处。

已知AB、BC、CD、DE、EF都是半径为10m的圆弧，其对应的圆心角均为60°，FG段水平。

人滑到F点时速度为10 m/s，取g=10 m/s2，求：
(1)人刚滑到圆弧末端F点时对滑道压力的大小。

(2)在AF段滑动过程中人克服阻力做的功。

17．(12分) 如图所示，一根长L＝2.0m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在电场强度E＝2.0×105N/C、与水平方向成θ＝30°角的倾斜向下的匀强电场中。

杆的下端M固定一个带负电小球A，电荷量大小Q＝4.0×10－6C；另一带负电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量大小q＝1.0×10－6C，质量m＝2.0×10－2kg。

现将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动。

（静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2）问：
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时，距N端的高度h1为多大?
(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2＝1.0 m时，速度v
＝3.0 m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少？
18．(14分)如图所示，在xOy平面的第I、Ⅳ象限内存在电场强度大小E=10 V/m、方向沿x 轴负方向的匀强电场；在第Ⅱ、Ⅲ象限内存在磁感应强度大小B=1.0 T、方向垂直xOy平面
向外的匀强磁场。

一个比荷q
m＝160 C/kg的带正电粒子在
x轴上横坐标x=0.08 m处的P点以v0=16m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子所受的重力。

求：
(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离y1。

(2)带电粒子运动的周期t。

2020年湖北省新高考联考协作体高二上学期期中考试
高二物理答案
1B A 通电导体在磁场中受到力的作用；B 电流的热效应；D 电流的磁效应 2D 库仑研究电荷间作用力与哪些因素有关改编 3D 课本中实验习题改编 4 C
5B 万有引力提供向心力的简单应用 6D 课本习题改编
7B 电势能增加电场力做负功，速度方向与电场力方向夹角要大于900
8C 竖直方向M 以初速度加速，N 以相同初速度减速，又位移大小相同，故t M <t N.
水平方向若M 位移为2d ，N 位移为d. 对M a M t M 2=2d 对N a N t N 2
=d 又a=qE/m 综合以上条件，答案为C
9CD ．增大两板间正对面积，电容器的板间电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，仍静止，故A 错误；
B ．R 1滑动触头向右移动时，电路中总电阻增大，电路中电流将减小，故B 错误；
C ．R 1滑动触头向左移动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则电容器板间电压减小，板间场强减小，油滴所受的竖直向上的电场力减小，油滴将向下运动。

故C 正确；
D ．R 1的滑动触头向右移动时，外电阻变大，则路端电压随之变大，电压表V 1，V 2的读数之和等于路端电压，所以电压表V 1，V 2的读数变化量的代数和大于零，故D 正确。

故选CD 。

10 ACD 插入时 由
t
n ∆∆ϕ
=0.03V 穿出时 由1t n ∆∆ϕ=0.06V ,电流为0.02A
11 BD 由图像知取向上为正，A 不对； 小球最后静止损失能量即为mv 02/2 B 正确
由于每次碰撞动能损失四分之一，故速度减为原来一半，上升高度为上次的四分之一，
C 不对 。

D 由等比数列求和知D 正确
12. AC 当粒子运动轨迹与AB 相切时从B 点射出的粒子速度最小；粒子运动轨迹与AC 相
切时从A 点射出的粒子速度最小,故答案AC
13 （1）条数 (2分） （2）BC （2分） (3) B （2分） 14 （1）3 3 C E （每空1分共4分） 2.02 0.08（每空2分，正负0.02内都可得分） 画出正确图像2分
）060cos 1(5-=R h 15 下端电势高..........................................................2分
由E=BLV ........................................................... 3分 =5.0×10-5×20.0×103×7.0×103V
=7000V ............................................. 3分
16 (1)人刚滑到F 点时，由牛顿第二定律得
r
v m mg F 2
1=- ............................................ 2分
解得F 1=1000N.....................................................1分
由牛顿第三定律可知，人滑到圆弧末端时对滑道的压力为1000N 。

............1分 (2)A 到F 下落高度 1分 人从A 点滑到F 点，由动能定理得：
2
5(1cos60)12
f mgR W mv -=
︒- 3分 解得W f =10000J 2分
17 解：（1）开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛
顿第二定律得：......................................2分
解得：
.........................................................1分
代入数据解得：a ＝4.55 m/s 2。

1分
（2）小球B 速度最大时合力为零，即
.............................................................2分
解得：...........................................................1分
代入数据解得：h 1＝0.6 m ...........................................................1分
（3）小球B 从开始运动到速度最大为v 的过程中，设重力做功为W 1，电场力做功为W 2，库仑力做功为W 3，根据动能定理有：
...................................1分
................................................1分
设小球B 的电势能改变了△Ep ，则：
..............................................................1分
解得：ΔEp=0.11J........................................................1分
18．解：(1)粒子在电、磁场中运动的轨迹如图所示，其中在第I 象限内做类平抛运动，设运动的时间为1t ，有2
112
x at =，.........................2分 其中qE
a m
=
............................ 2分 粒子沿y 轴方向的位移大小(第一次通过y 轴时距O 点的距离)
101y t υ=........................ 1分
解得。

（1分）t 1=0.01s y 1= 0.16m......................1分
(2)粒子第一次通过y 轴进入磁场时，沿x 轴方向的速度大小
1x at υ= .........................1分
设粒子进入磁场时的速度方向与y 轴的夹角为θ，有
tan x
υθυ=
........................1分 解得θ=450 ......................................1分
根据粒子在磁场内做匀速圆周运动的轨迹，其圆弧对应的圆心角 α=2θ=900...........................1分 则粒子在磁场中运动的时间 t 2=T/4 其中2m
T Bq
π=
................1分 解得320
2π
=
t s 。

.................................1分
(3)由对称性可知，粒子从磁场返回电场后经时间()331t t t =，其速度大小变为0υ、方向沿y 轴正方向，此后重复前面的运动 .....................1分 粒子在电、磁场中的运动具有周期性，其周期 s t t t t )320
02.0(321π
+=++= .....................1分。