湖北省两校2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题(荆州中学、宜昌一中)(解析版)

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，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.＋mg B.－mgC. mgD.mg 【答案】A 【解析】【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有212mgh mv =，即在产生拉力瞬间速度为v =根据动量定理可得：有0Ft mgt mv -=-，联立解得F mg -=【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向 【此处有视频，请去附件查看】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C 连线与竖直方向的夹角为α，—个质量为m 的小球在圆弧轨道左侧的A 点以水平速度v 0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αB. 小球从A 运动到B 的时间0tan v t gα=C. 小球运动到B 点时，重力的瞬时功率0cos mgv P θ=D. 小球运动到竖直圆弧轨道的最低点时，处于失重状态 【答案】B 【解析】【详解】AB 、平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，小球恰好沿B 点的切线方向进入圆轨道，说明小球在B 点时，合速度方向沿着圆轨道的切线方向．将合速度正交分解，根据几何关系可得，其与水平方向的夹角为α ，则0tan gt v α= ，解得：0tan v t gα= 此时AB 位移的连线与水平方向的夹角不等于α，故A 错；B 对C 、小球运动到B 点时，重力的瞬时功率0tan y P mgv mgv α== ，故C 错；D 、小球运动到竖直圆弧轨道的最低点时，有向上的加速度，所以处于超重状态，故D 错； 故选B3.电源和一个水平放置的平行板电容器、二个变阻器R 1、R 2和定值电阻R 3组成如图所示的电路．当把变阻器R 1、R 2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【答案】C【解析】【详解】A.闭合开关S，电容器上极板带正电，带电液滴受重力和电场力处于平衡，电场力竖直向上，可知带电液滴带负电．当R1的阻值增大时，电容器两端间的电势差不变，板间场强不变，则带电液滴受到的电场力不变，液滴保持静止不动，故A错误；B.将R2的阻值增大时，则R2两端间的电压增大，所以电容器两端间的电压增大，液滴所受的电场力变大，液滴将向上运动，故B错误；C.把电容器的上极板向上平移少许，d增大，电容减小，电容器两端的电势差不变，则由Q=CU得知，电容器的电荷量将减小，故C正确；D.断开开关，稳定时电容器两端间的电势差等于电源的电动势．电容器的电压增大，带电量增加，不会为零，故D错误．4.电磁炉热效率高达90%，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 【答案】B 【解析】【详解】锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，所加的电流是交流，不是直流.故A 错误．根据电磁炉的工作原理可知，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，故B 正确；在锅和电磁炉中间放一纸板，不会影响电磁炉的加热作用.故C 错误．金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅的，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流.故D 错误；故选B ．【点睛】电磁炉又被称为电磁灶，其原理是磁场感应涡流加热，即利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅内的食物．5.如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B T =的水平匀强磁场中，线框面积20.5m S =，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ＇以角速度ω=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置为零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25:11D. 变压器输出端最多能并联80只60瓦的灯泡 【答案】C 【解析】A 项：图示位置穿过线框的磁通量最大，故A 错误；B 项：B 、电动势的最大值500.5200m E NBS V ω==⨯=，有效值500E V ==，故B 错误；C 项：变压器原线圈的电压1500U V =，副线圈电压：2220U V =，匝数比11225002522011n U n U ===，故C 正确；D 项：熔断器允许通过的最大电流为10A ，即原线圈中最大电流为10A ，副线圈中最大电流1max 22max 1I n I n =，即12max 1max 2251011n I I A n =⨯=⨯，一只灯泡的额定电流为60322011P I A A U ===，最多的灯泡个数：2max 251011=83.33113I N I ⨯==⨯个个，故D 错误． 6.电荷量分別为q 1和q 2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．则下列选项中错误．．的是A. C 点的电场强度大小为零B. 12q q >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，电场力先做正功后做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A.x φ-图象的切线斜率等于场强E ，由图可知C 点的切线斜率为零，所以电场强度为零，故A正确；B. 由图知无穷远处的电势为0，A 点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O 点的电荷1q 带正电，M 点电荷2q 带负电，由于A 点距离O 比较远而距离M 比较近，所以1q 电荷量大于2q 的电荷量，故B 正确；C.由N 到C 过程电势升高，则说明场强沿x 轴负方向，故C 错误；D. N →D 段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x 轴负方向，后沿x 轴正方向，将一负点电荷从N 点移到D 点，电场力先沿x 轴正方向，后沿x 轴负方向，则电场力先做正功后做负功．故D 正确． 7.如图所示，带电粒子以初速度以v 0从a 点进入匀强磁场，运动过程中经过b 点，Oa=0b ，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v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为A. v 0B. 1/ v 0C. 2 v 0D. v 0/2【答案】C 【解析】【详解】设oa=ob=d ，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv 0B=m 2v r，解得：mv B qd =，如果换成匀强电场，水平方向以v 0做匀速直线运动，在水平方向：d=v 0t 2，竖直沿y 轴负方向做匀加速运动，即：22211 22qE d at t m==，解得：202mv E qd =，则 EB=2v 0，故选C ．【点睛】带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径．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U 1=500 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1:n 2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U 4=220 V ，变压器均为理想变压器．则A. 输电线上的输送电流为250AB. 输电线上损失的电压为280VC. 输电线上损失的电功率为4kWD. 降压变压器的原、副线圈的匝数比为n 3:n 4=48:11 【答案】C 【解析】【详解】A.根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比得1122U n U n =，所以有：221110000V nU U n ==，发电机的输出功率为100kW ，所以有21100kW P P ==，输电线中电流为22210A P I U ==，故选项A 错误； B.输电线上的电压损失2400V U I r ='=，故选项B 错误；C.输电导线上损失的电功率为224000W P I r ='=，故选项C 正确；D.可得329600V U U U ='=-，降压变压器原、副线圈的匝数比是334448011n U n U ==，故选项D 错误． 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 【答案】AD 【解析】试题分析：细绳的弹力F 始终等于物块A 的重力，大小不变，B 选项错；物块B 与水平面间的摩擦力，将物块B 移至C 点，细绳与水平面的夹角γ变小，所以f 变大，A 正确；因拉A 的绳子与拉B 的绳子力相等，而拉滑轮的力与两绳子的力的合力大小相等，故拉滑轮的力应这两绳子拉力的角平分线上，故α、β、θ三角始终相等，D 正确；由于两绳间夹角增大，而两拉力不变，故悬于绳上的绳子的拉力将减小，故C 错误．考点：共点力平衡条件及应用 力的合成与分解10.如图所示,在方向水平向左的匀速电场中有一倾角为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E=q,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 【答案】CD 【解析】【详解】A 、对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力，电场力F qE ==，则合力的大小为2mg ，方向如图，小物块沿合力方向做匀加速直线运动，故A 、B 错误；C 、运用动能定理研究从开始到落地过程：2102F mgH mv +=-，解得：v =故C 正确；D、将物块的运动分解为水平方向和竖直方向，增大电场强度，电场力增大，水平方向的加速度增大，竖直方向上的加速度不变，根据等时性知，运动时间不变，故D正确；故选CD．【点睛】对物块进行受力分析，画出物块的运动轨迹．运用动能定理或牛顿第二定律和运动学公式解决问题．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【答案】AC【解析】【详解】A．0s-1s时间内穿过线圈的磁通量向外且增加；5s-6s时间内穿过线圈的磁通量向里且减小，根据楞次定律可知导线框中的电流方向相同，选项A正确；B．B-t图像的斜率等于磁感应强度的变化率，故0s-1s时间内和1s-3s时间内，感应电动势的大小不等，感应电流不相等，选项B错误；C．3s-5s时间内，磁通量向里增加，产生的感应电流为逆时针方向，则由左手定则可知，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上，选项C正确；D．1s-3s时间内，感应电流大小不变，而磁场向外减弱，根据F=BIL可知，AB边受到的安培力变小，选项D错误．12.半导体内导电粒子—“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子），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U H，霍尔电势差大小满足关系H IBU kc=，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变大．【答案】AC【解析】【分析】根据左手定则判断带电粒子的电性，根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式，再根据电流的微观表达式列式，最后联立求解即可．【详解】电流向右，磁场垂直向内，若上表面电势高，即带正电，故粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正电的“空穴”，是P型半导体，故A正确；最终洛伦兹力和电场力平衡，有：evB=e Ud；电流的微观表达式为：I=nevS；且霍尔电势差大小满足关系U H=k IBc，联立解得：1HIBnceU ek==，单位体积内的载流子数目，随着霍尔系数越大，而越小，故B错误；若将磁场方向改为沿z轴正方向，则平衡时：evB=e Ud，解得U=Bdv，则d由原来的b变为c，减小，此时的电势差产生在前表面和后表面，则在垂直y轴的两个侧面间会产生的霍尔电势差变小，选项C正确，D错误．故选AC．【点睛】本题关键是明确霍尔效应的原理，知道左手定则中四指指向电流方向，注意单位体积内的载流子数目表达式的各物理量的含义．三、实验题（共14分）13.某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻步骤如下：（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，表盘的示数如图3所示，则该电阻的阻值约为 _________ Ω．【答案】 (1). 0.675 (2). 4.700 (3). 220 【解析】【详解】（1）游标卡尺读数为()6150.05mm=0.675cm l =+⨯ （2）螺旋测测微器读数为()40.5200.01mm=4.700mm d =++⨯ （3）欧姆档为“×10”挡，故电阻为2210Ω220ΩR =⨯=14.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。