5.高二期末联考 物理试卷

2020年春“恩施高中、夷陵中学、钟祥一中”高二期末联考物理 试 题命题学校：恩施高中一、选择题（本题共12小题，48分，其中1~8题为单选题，9~12题为多选题）1、 小明坐在回家的汽车上，随意地瞥着窗外的景物，突然，他打了一个激灵，有没有搞错：路边的树木正在往后退，这没问题！可是远处的山头居然在随车前进，这怎么可能？！关于小明的感受，下列分析中你认为正确的是A ．小明观察到路边的树木后退，是选的前进的汽车为参考系B ．小明观察到路边的树木后退，是选的远处的山头为参考系C ．小明观察到远处的山头前进，是选的前进的汽车为参考系D ．小明观察到远处的山头前进，是选的路边的树木为参考系2、 正思考间，一辆货车从旁边飞驰而过，小明看到货车车厢里装着一些垒在一起的空油桶，如下图所示．小明设想，如果油桶都是完全相同的光滑圆柱体，且车厢底部一层油桶平整、紧贴、固定放置，上层的油桶 C 自由的摆放在油桶 A 、B 之间，设重力加速度为 g ，则下列说法中正确的是A ．货车匀速前进时，C 所受合力竖直向上B ．货车加速前进时，A 、B 两桶对C 的支持力大小相等C ．货车加速前进时，B 对 C 的支持力大于 A 对 C 的支持力D ．货车加速度超过a =g 时，C 将脱离 A 而运动到 B 的右边43、 说起车开得快，小明想起一个笑话：一个驾校学员紧张的问师傅，“我是不是开得太快啊？”坐在副驾驶位的师傅说，“你哪里是开得太快咯，你那是飞得太低！”笑笑过后，小明想明年高考结束后一定把驾照考到手，下图是一个新学员驾着教练车在水平路面上匀速转弯时的情形，考虑空气阻力，则下列说法中正确的是A ．教练车所受地面的摩擦力与小车前进的方向相反B ．教练车所受地面的摩擦力与小车前进的方向相同C ．教练车所受地面的摩擦力垂直小车前进的方向且指向弯道内侧D ．教练车所受地面的摩擦力指向弯道内侧且偏向小车前进的方向4、 说起车飞起来，小明记起课本上的一幅图（如下图所示），说是可以把地球看做一座巨大的拱形桥，若汽车速度足够大，就可以飞离地面而成为人造地球卫星．小明知道地球自转周期为 T =24h ，赤道上的重力加速度g 1=9.780m/s 2，两极处的重力加速度为 g 2=9.832m/s 2，万有引力常量为 G =6.67×10-11N ·m 2/kg 2，但他忘记了地球半径的具体数值，则小明利用上述数据，进行了如下推理，你认为不正确的是A ．可以计算出地球的半径B ．可以计算出地球的质量C ．设地球半径为 RD ．为了使汽车更容易飞离地面，汽车应该在低纬度地区自西向东加速运动 5、 忽然“唵——”的一声，一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过，小明就想，装沙时运沙车都是停在沙场传送带下，等装满沙后再开走，为了提高效率，他觉得应该让运沙车边走边装沙．设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶，沙子从传送带上匀速地竖直漏下，已知某时刻运沙车前进的速度为 v ，单位时间从传送带上漏下的沙子质量为 m ，则下列说法中正确的是A ．若轨道光滑，则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B ．若轨道光滑，则运沙车装的沙越来越多，速度却能保持不变C ．已知此时运沙车所受的轨道阻力为 F 阻，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为 F =F 阻D ．已知此时运沙车所受的轨道阻力为 F 阻，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为 F =F 阻+mv6、 小明想把自己的设想通过手机 QQ 发给自己的同桌好友，却发现光线暗淡了下来，手机信号也没有了，原来是汽车进入了隧道，小明想，手机信号消失，应该是隧道对电磁信号的屏蔽作用导致的，下面是小明一路上看到的窗外的一些情景，其中利用了电磁屏蔽的有A ．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条B ．很多高楼大厦楼顶上安装有金属材质的尖塔C ．一些小轿车车顶装有接收收音机信号的天线D ．高压输电线线塔上除了下面的三根较粗的输电线外，上方还有两根较细的电线7、 静电屏蔽也不是什么高科技，小明想起课本上提到过一种新兴的发电技术——磁流体发电．如右图为磁流体发电机的的原理示意图，平行导体电极之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的电离气体喷入磁场，两极间就会产生电压．磁场的磁感应强度为 B ，电离气体在两极间穿过的速度为 v ，两极间距为 d ，则下列小明对如图所示的磁流体发电机的说法中，正确的是A ．上极为电源的正极B ．带电粒子在两极间运动时只受到磁场力的作用C ．在接有用电器之后，两极间的电压为 BdvD ．在接有用电器之后，要维持电离气体匀速通过两极间的区域，则需要左右存在一个确定的压力差 8、 车流如梭，前面却有一辆方方正正的货车行驶得比较慢，上面写着“精密仪器”的字样，小明想起课本上谈到过磁电式电流表的运输问题，对于磁电式电流表，他有如下一些理解，你觉得他的理解正确的是A ．通有电流后，电流表的线圈受到了安培力的作用而转动，从而带动指针偏转B ．线圈处在靴脚和铁芯形成的辐向磁场中，因此线圈转动时，穿过线圈的磁通量始终为零C ．线圈绕在铝框上，铝框旋转会产生感应电流，这将影响电流测量的准确性D ．长途运输电流表时，需要将电流表的正负极用导线短接起来，这是利用了电磁驱动的原理 9、 说起电流表，小明就头疼，电表的改装是他心中永远的痛，下面这个问题，小明就老是掰扯不清，请你帮忙解决一下：如图所示为有 0.1A 和 1A 两个量程的电流表的原理图，已知表头的内阻为 200Ω，满偏电流为2mA ，则下列说法中正确的是A ．当使用 a 、b 两个端点时，量程为 0.1AB ．当使用 a 、c 两个端点时，量程为 0.1AC ．R 1=4Ω，R 2=0.4ΩD ．R 1=0.41Ω，R 2=3.67Ω10、 “算了算了，不想这个问题了．”小明倒是觉得，物理老师有点儿偏执，很多显而易见的结论，他却总说那只是猜想，正确与否需要实验检验．小明曾经作过如下一些推论，你觉得有可能正确的是 A ．一个远离一切其它物体的粒子自由飞行时，相同时间间隔内的位移一定相等，否则就存在“不同的时间间隔，地位不等同”的问题，因此，自由粒子一定做匀速直线运动B ．静电场中同一点，放入电荷量为 q 的电荷，其所受的静电力为 f ，则放入电荷量为 Q =nq 的电荷，相当于在同一位置放了 n 个电荷量均为 q 的电荷，则 Q 所受的静电力就是 F =nf ，所以 F /Q 的比值当然是确定的C ．某定值电阻通有大小为 i 的电流，经过一段时间 t 产生的焦耳热为 q ，则该电阻通有大小为 I =ni 的电流时，相当于有 n 个相同的定值电阻都通有同样大小的电流 i ，经过相同的时间 t ，其产生的焦耳热 Q =nqD ．长度为 l 的通电直导线垂直磁场放在匀强磁场中，其所受的安培力为 f ，则长度为 L =nl 的通有同样大小电流的直导线垂直磁场放在同一匀强磁场中，相当于 n 段长度为 l 的通电直导线垂直磁场放在匀强磁场中，因此它所受的安培力当然就是 F =nf ，所以安培力 F 正比于导线的长度 L11、 小明把前面推理的方法称之为“倍增法”．说起科学方法，小明对“对称法” I 情有独钟，比如说，一个均匀带电的球壳，其球心处的电场强度不能指向任何特殊的方向，否则就格外偏袒了这个特殊的方向，因此，球心处的电场强度就只能是零．小明设想了如下图所示的一个情景，四根相同且通有同样大小同样方向电流 I 的平行直导线的中点分别固定在一个正方形的四个顶点上，导线与正方形所 II在平面垂直，图中 O 点为正方形的中心，并作了如下一些分析，你认为正确的有A ．O 点的磁感应强度一定是零B ．O 点的磁感应强度可能垂直正方形所在平面向里或向外C ．若四根导线中的电流都反向但大小 I 保持不变，则 O 点的磁感应强度也反向 ID ．最上面那根导线中的电流大小 I 不变但是方向反向，则可将该导线想象成通有原方向的大小为 I 的电流和反方向的大小为 2I 的电流的叠加，则 O 点处的磁感应强度等于只有最上面那根导线、且其中只通有反方向大小为 2I 的电流时在 O 点产生的磁感应强度12、 正得意间，小明突然不由自主地向前倾去，原来是遇到了红灯．小明想，刹车过程中，汽车动能因摩擦转化为内能而无法再回收利用，何不在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，在刹车时接通装在车轮上的线圈，这样就可以利用电磁感应原理，将汽车的一部分动能转化为电能，从而回收一部分能量？如图所示为小明的设计，扇形区域匀强磁场的磁感应强度为 B ，五个形状与磁场边界形状完全相同线圈对称的固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为 r 1，到线圈外侧的距离为 r 2，车轮的半径为 R ，设某次刹车过程中的某时刻车速为 v ，则此时vA ．车轮转动的角速度为RB (r 2r 1)vB ．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为BvC ．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为2RD ．线圈中的感应电流所受的安培力与线圈转动方向相反，阻碍线圈转动，进而也起到辅助刹车的作用 二、实验题（本题共2小题，14分）13、（6 分）前面又是红灯，幸好，倒计时 3s ，这次不用等．正想着，小明的身体就向后倒去，然后又突然向前栽去，整个车身腾腾腾的剧烈颤抖，原来是司机抢灯加速，前面也正好有一个行人抢灯过人行道，还好司机反应快，踩了急刹车．小明想起曾经看到的汽车撞人的视频，人被撞飞了，人飞出的速度比车速还要快．小明想起在学校实验室做的“验证动量守恒定律”实验，就是用质量大的小球撞质量小的小球，装置如下图所示．实验时先使质量为 m 1 的 A 球从斜槽上某一固定点 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作 10 次，得到10 个落点痕迹，然后把质量为 m 2 的 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下，和 B 球碰撞后，A 、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作 10 次，得到了如图所示的三个落地处．③为了验证碰撞前后动量守恒，只需验证表达式（1） 如图乙所示，将由铜导线绕制而成的矩形线圈悬挂在支架上，导线两端分别（2） 将多个图甲中的蹄形磁铁紧密并列放置，水平插入线圈，使线圈下边 ab（3） 线圈中电流由图丙电路提供，若蹄形磁铁 S 极在上方，N 极在下方，则 （4）若线圈电阻约为 1Ω，允许最大电流 0.5A ，电流表量程为 0~0.6A ，内阻约为 0.5Ω，电源为 4 节干电池串联，每节干电池的电动势为 1.5V ，内阻不计．R 0 为定值电阻，现备有 10Ω 和 100Ω各一只，则应选 Ω连入电路；有最大阻值分别为 20Ω和 1000Ω的滑动变阻器各一只，应选连入电路． （5）若线圈匝数为 n ，其下边 ab 长度为 L ，本地重力加速度为 g ，则用测得的物理量和已知量表示磁感应强度大小 B = ．三、计算题（本题共4小题，38分）15、 （8 分）电学实验难，是大家公认的，小明有点儿得意的是，大家都说静电平衡难，但他却觉得比较简单，如下情景小明就认为是小菜一碟：长为 L 的导体棒原来不带电，现将一带电量为＋q 的点电荷放在距导体棒左端 R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，·求棒上感应电荷在棒内中点P 处产生的电场强度的大小和方向．请你也试一试．16、（8 分）正得意呢，司机却把车停在了路边，跑到一个小超市买了一瓶水，回来系好安全带后才打火启动这是什么原理呢？小明立即用手机百度了一下，原来，电子点火器用到了刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小明设计了如下一个电路：如图所示，电池电动势为E内阻可以忽略不计，L 是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b 之间的定值电阻阻值为R．然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S 接通，电路稳定后，断b 开S，请你按小明的思路完成如下问题的分析：（1）断开S 瞬间，试确定通过定值电阻的电流大小和方向；（2）断开S 瞬间，线圈L 相当于电源，试确定这个电源的电动势的大小；（3）若R 不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S 瞬间，两电极间产生电火花的原因．17、（10 分）小明学物理，还是有一点儿悟性的，《静电场》那一章单元检测，物理老师就让他编一个题，要求将静电场与平抛、圆周运动结合起来，他就编出了如下这样一个题目，请你也做一做：如图所示，光滑绝缘水平桌面上固定有一半径为R、关于OB 所在直线对称的圆弧形光滑绝缘轨道ABC，在桌面内加一沿OB 方向、场强大小为E 的水平匀强电场，现将一质量为m、带电量为q 的带正电绝缘小球从轨道左侧某位置以垂直OB 所在直线的初速度v0 推出，小球在电场的作用下恰好从 A 点沿圆弧轨道切线方向进入圆弧轨道（已知OA 与垂直OB 的直径之间的夹角为θ），并最终从C 点离开圆弧轨道，试求：（1）小球经过B 点时对轨道的压力大小；（2）小球速度再次恢复为v0 时，距最初推出点的距离．18、（12 分）汽车又停下来了，原来是进了加油站．小明想，机器总是要消耗能源才干活儿，要是制造出不消耗任何能源却能源源不断对外做功的机器，那该是利国利民的大功劳一件啊！小明为此设计了一个离子加速器方案：两个靠得很近的、正对处留有狭缝的半圆形金属盒，处在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，M 和M' 是固定在金属盒狭缝边缘的两平行极板，其上有正对的两个小孔，给极板充电后，上板带正电且两板间电压为U；质量为m、带电量为q 的正离子从M 板小孔由静止开始加速，经M' 板小孔进入磁场区域，离子经磁场偏转后又回到M 板小孔继续加速，再偏转，再加速……假设电场集中在两极板之间，其他区域没有电场，并忽略离子所受的重力，试计算：（1）离子第1 次加速后获得的动能；（2）第n 次加速后和第n+1 次加速后，离子在磁场中偏转的半径大小之比；（3）小明想，离子每次经磁场偏转后都能再次进入两极板间的电场进行加速，这个过程中电场、磁场不发生任何变化，离子动能却不断的增加……这个离子加速器就实现了不消耗任何能源便可以能源源不断地对离子做功的目的！请根据你所学的知识，试判断小明的设计方案是否科学，并具体阐述你的理由．。