湖北省“荆、荆、襄、宜“四地七校联盟2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2020-12-25 类型：期中考试

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一、单选题

1. 在如图所示的位移 $(x)$ 一时间 $(t)$ 图象和速度 $(v)$ 一时间 $(t)$ 图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（）

A、甲、丁两车做曲线运动，乙、丙两车做直线运动 B、t₁时刻甲车从后面追上乙车 C、0~ $t_{2}$ 时间内，丙、丁两车在 $t_{2}$ 时刻相距最远 D、0~ $t_{2}$ 时间内，丙、丁两车的平均速度相等

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2. 如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力F 逐渐减小后，下列说法正确的是（）

A、物体受到的摩擦力保持不变 B、物体受到的摩擦力逐渐增大 C、物体对斜面的压力逐渐减小 D、物体受到的合力变大

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3. 由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹， $O 、 a 、 b 、 c 、 d$ 为弹道曲线上的五点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（）

A、到达b点时，炮弹的速度为零 B、到达b点时，炮弹的加速度为零 C、炮弹经过a点时的速度大于经过c点时的速度 D、炮弹由O点运动到b点的时间等于由b点运动到d点的时间

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4. 如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，则下列说法正确的是（）

A、顶点D，E，F三点电势分别为4 V、5 V、6 V B、匀强电场的场强大小为10 V/m C、匀强电场的场强大小为 $\frac{20 \sqrt{3}}{3}$ V/m D、电荷量为1.6×10^－19 C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小4.8×10^－19 J

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5. 关于下列四幅图的说法正确的是（）

A、图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压 $U$ B、图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极 C、图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 $E q = q v B$ ，即 $v = \frac{E}{B}$ D、图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 $S_{3}$ 说明粒子的比荷越小

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6. 如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路 $.$ 通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件 $.$ 关于该实验下列说法正确的是 $($ $)$

A、闭合开关S的瞬间，电流表G中有 $a \to b$ 的感应电流 B、闭合开关S的瞬间，电流表G中有 $b \to a$ 的感应电流 C、闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有 $a \to b$ 的感应电流 D、闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有 $b \to a$ 的感应电流

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7. 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场。这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧对应的圆心角恰好为106°。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为（）

A、 $\frac{m v}{q R}$ B、 $\frac{5 m v}{4 q R}$ C、 $\frac{5 m v}{3 q R}$ D、 $\frac{3 m v}{5 q R}$

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8. 如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

9. 宇宙中存在着上四颗星组成的孤立星系。如图所示，一颗母星处在正三角形的中心，三角形的顶点各有一个质量相等的小星围绕母星做圆周运动。如果两颗小星间的万有引力为F，母星与任意一颗小星间的万有引力为12F。则（）

A、每颗小星受到的万有引力为 $(\frac{\sqrt{3}}{3} + 12) F$ B、每颗小星受到的万有引力 $(\sqrt{3} + 12) F$ C、母星的质量是每颗小星质量的4倍 D、母星的质量是每颗小星质量的 $9 \sqrt{3}$ 倍

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10. 真空中有一正四面体ABCD，如图M、N分别是AB和CD的中点，现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷，下列说法中正确的是（）

A、将试探电荷+q从C点移到D点，电场力不做功 B、将试探电荷-q从M点移到N点，电场力先做正功后做负功 C、C，D两点的电场强度大小相等，方向不同 D、C，D两点的电场强度大小相等，方向相同

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11. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为 l (l > r)的金属棒与圆环始终接触良好，一端固定在竖直导电转轴 $O O^{'}$ 上，随轴以角速度 $ω$ 匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）

A、棒产生的电动势为 $\frac{1}{2} B l^{2} ω$ B、微粒的电荷量与质量之比为 $\frac{2 g d}{B r^{2} ω}$ C、电阻消耗的电功率为 $\frac{B^{2} ω^{2} r^{2}}{4 R}$ D、电容器所带的电荷量为 $\frac{C B r^{2} ω}{2}$

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12. 如图所示，在倾角 $θ = 37 °$ 斜坡的底端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的O点处。质量分别为 $m_{a} =6 .0kg$ 、 $m_{b} = 1.0 kg$ 的物块a和b用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让a静止在斜坡上的P点处，b悬空。现将a由静止释放，a沿斜面下滑，当a将弹簧压缩到Q点时，a的速度减为零。已知 $P O = 1.0 m$ ， $O Q = 0.5 m$ ，a与斜坡之间的动摩擦因数 $μ = 0.25$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ， $sin37 ° = 0.6$ ， $cos 37 ° = 0.8$ ，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（）

A、a在与弹簧接触前的加速度大小为 ${3m/s}^{2}$ B、a在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为12N C、a第一次被弹回到O点时的速度为 $\frac{2}{7} \sqrt{7} m/s$ D、a位于Q点时，弹簧所储存的弹性势能为 $9J$

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三、实验题

13. 为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁、△t₂都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m。

回答下列问题：

(1)、用上述装置在做“探究滑块的加速度与力的关系实验”中，若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_____；

A、m₁=5g B、m₂=15g C、m₃=40g D、m₄=400g

(2)、在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：；（用△t₁、△t₂、D、S表示）

(3)、某学习小组还想用此装置来“验证机械能守恒定律”，写出需要验证的表达式（用题目所给的字母符号表示）

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14. 学校实验室新进了一批金属丝，每卷长度L=8m，阻值约为100Ω，高二物理兴趣小组想尽量准确测岀其电阻率。先用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，然后在实验室找来了下列器材：
待测金属丝1卷

电源E（电动势4. 5V，内阻r≈0. 5Ω）

电流表A₁（量程10mA，内阻R_A1=50Ω）

电流表A₂（量程30mA，内阻R_A2≈30Ω）

滑动变阻器R₁（最大阻值为20Ω）

滑动变阻器R₂（最大阻值为6000Ω）

定值电阻R₃=10Ω

定值电阻R₄=400Ω

开关一个、导线若干

(1)、螺旋测微器测出金属丝的直径d=mm；

(2)、滑动变阻器应选用，定值电阻应选用；（填所选器材的字母符号）

(3)、为了精确的测量金属丝的电阻率，请在方框中画出实验电路图；

(4)、连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器，并记录下多组电流表A₁的示数I₁、电流表A₂的示数I₂ ，以I₁为横坐标，I₂为纵坐标，描点作图并测得图象的斜率为k，则金属丝的电阻率可以表示为。（用题中给出的字母符号表示）

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四、解答题

15. 一质量为m的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出。在距抛出点水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面 $\frac{h}{2}$ ，小球落入竖直细管前始终受到水平向左的恒定风力作用（落入细管后不受风力作用），小球恰能无碰撞地通过管子，重力加速度为g，如图所示，求：

(1)、水平风力F的大小；

(2)、小球落地时动能。

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16. 在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ且足够长的光滑绝缘斜面，电场方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向外。有一质量为m、带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，当小球速度为v时恰好离开斜面。已知重力加速度为g，求：

(1)、磁感应强度的大小；

(2)、小球经过多长时间恰好离开斜面。

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17. 如图所示，面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈导线的电阻线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场B_t。电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板有侧xOy坐标系（坐标原点O在N板的下端）的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°，AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子（不计重力），经过N板的小孔，从点Q（0， $l$ ）垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限。求∶

(1)、平行金属板M、N获得的电压U；

(2)、yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B。

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18. 如图（甲）所示，半径R=0.8m的光滑 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑的水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M=2kg，长度l=1m，小车的上表面与B点等高，质量m=2kg的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放，取g=l0m/s²。

(1)、求物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力；

(2)、若物块与木板间的动摩擦因数0.3，求物块从平板车右端滑出时平板车的速度大小；

(3)、若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化如图（乙）所示，求物块滑离平板车时的速率。

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