湖北省鄂东南省级示范高中2020-2021学年高二上学期物理期中联考试卷

试卷更新日期：2021-10-12 类型：期中考试

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一、单选题

1. 将竖直放罝的平行板电容器接入如图所示电路中，用绝缘细线将带电小球q悬挂在极板间，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到某一位置，稳定后细线与竖直方向夹角为θ，若要使夹角θ增大。下列操作可行的是（）

A、向左移动滑动变阻器的滑片P B、向右移动滑动变阻器的滑片P C、断开开关S D、仅将电容器两极板间距离增大少许

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2. 如图所示，两个相同的带电粒子P、Q（重力不计）以不同的初速度沿垂直电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从上极板边缘处射入，恰好落在下极板正中间，Q从两极板正中央射入，恰好从下极板边缘飞出，则P、Q两带电粒子的初速度大小之比为（）

A、 $\sqrt{2} ： 4$ B、 $1 ： 2$ C、 $1 ： \sqrt{2}$ D、 $1 ： 4$

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3. 在光滑水平地面上静止放置着由轻弹簧连接的物块A和B，开始时弹簧处于原长，一颗质量为m的子弹以水平初速度 $v_{0}$ 射入物块A并留在其中（子弹与物块相互作用时间极短，可忽略不计），已知物块A和B的质量均为m，则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为（）

A、 $\frac{1}{3} m v_{0}^{2}$ B、 $\frac{1}{4} m v_{0}^{2}$ C、 $\frac{1}{6} m v_{0}^{2}$ D、 $\frac{1}{12} m v_{0}^{2}$

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4. 如图所示，光滑的水平桌面上平行放置三根长直导线a、b、c，导线中分别通有大小为 $I_{a}$ 、 $I_{b}$ 和 $I_{c}$ 恒定电流，已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度 $B = \frac{k l}{r}$ ，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的距离，k为常数，导线a、b之间的距离小于b、c之间的距离，在安培力作用下，三根导线均处于静止状态，则下列说法正确的是（）

A、三根导线中电流方向均相同 B、导线a中的电流一定与导线c中的电流反向 C、三根导线中电流大小关系为 $I_{b} < I_{a} < I_{c}$ D、三根导线中电流大小关系为 $I_{a} < I_{b} < I_{c}$

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5. x轴上固定两个点电荷 $Q_{1}$ 、 $Q_{2}$ ， $Q_{1}$ 位于坐标原点O， $Q_{2}$ 位于a点，沿x轴O、a之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，已知b点电势为零，O、b间距离大于b、a间距离.从图中可以判断以下说法正确的是（）

A、 $Q_{1}$ 为负电荷， $Q_{2}$ 为正电荷 B、 $Q_{1}$ 的电量一定小于 $Q_{2}$ 的电量 C、b点的电场强度为零 D、O、a之间各点的电场方向都指向a点

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6. 如图所示为某种规格小灯泡的伏安特性曲线，若将该小灯泡接在电动势 $E = 3 .0 V$ ，内阻 $r = 6.0 Ω$ 的电源上，则小灯泡消耗的实际功率约为（）

A、 $0. 62W$ B、 $0. 35W$ C、 $0. 17W$ D、 $0. 12W$

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7. 如图所示，足够长的绝缘粗糙中空管道倾斜固定放置在竖直平面内，空间存在与管道垂直的水平方向匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，将直径略小于管道内径的带正电小球从管道顶端由静止释放，小球沿管道下滑，则关于小球以后的运动，下列说法正确的是（）

A、小球的速度先增大后减小 B、小球将做匀加速直线运动 C、小球最终一定做匀速直线运动 D、小球的加速度一直减小

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8. 电动势为E，内阻为r的电源与定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、滑动变阻器R连接成如图所示电路，已知 $R = r$ ， $R_{2} = 2 r$ ，滑动变阻器的最大阻值为 $2 r$ ，所有电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，下列说法正确的是（）

A、通过定值电阻 $R_{1}$ 中的电流减小 B、定值电阻 $R_{2}$ 消耗的功率增大 C、滑动变阻器R消耗的功率一直增大 D、电源的输出功率增大

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二、多选题

9. 小明从旧玩具车上拆下一个小电动机如图所示，观察铭牌标注有“ $6 .0 V 3 .0 W$ ”的字样，经查阅资料确定该参数为电动机的额定电压和额定功率，用多用电表的欧姆档测得电动机内线圈电阻为 $1 .0 Ω$ ，则当电动机正常工作时，下列说法正确的是（）

A、通过电动机的电流为 $6 .0 A$ B、通过电动机的电流为 $0. 50 A$ C、电动机的输出功率为 $33W$ D、电动机的输出功率为 $2 . 75W$

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10. 矩形 $a b c d$ 的中心为O，两个顶点b、d分别固定两个等量异种点电荷，已知 $b c = 2 a b$ ，则下列说法正确的是（）

A、a、c两点的场强相同 B、a、c两点的电势相等 C、a、O两点的电势差等于O、c两点的电势差 D、若将点电荷 $+ q$ 从a点沿直线移向c点，电势能一直增加

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11. 质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。某质谱仪的原理图如图所示，初速度为零的氕（ $_{1}^{1} H$ ）、氘（ $_{1}^{2} D$ ）、氚（ $_{1}^{3} T$ ）和氦核（ $_{2}^{4} He$ ）经同一加速电场加速后进入速度选择器，有两种带电粒子分别落在速度选择器的上、下极板，另外两种粒子恰好能从速度选择器中穿出进入偏转磁场，并最终打在照相底片上.已知速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，偏转磁场方向垂直纸面向里，不计粒子重力，下列说法正确的是（）

A、落在速度选择器上极板的带电粒子是氕（ $_{1}^{1} H$ ） B、落在速度选择器上极板的带电粒子是氚（ $_{1}^{3} T$ ） C、进入偏转磁场的带电粒子是氘（ $_{1}^{2} D$ ）和氦核（ $_{2}^{4} He$ ） D、照相底片上将出现两个亮点

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12. 如图甲所示，在固定水平台上静置一质量为 $m = 1kg$ 的物体（可视为质点）， $t = 0$ 时刻该物体受到水平向右的作用力F， $t = 5s$ 末物体冲上与水平台平滑相连的固定斜面，此时立即撤去力F。已知力F随时间的变化关系如图乙所示，斜面倾角为 $α = 37 °$ 且足够长，物体与水平台、斜面间的动摩擦因数均为 $μ = 0. 5$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $sin37 ° = 0. 6$ ，下列说法中正确的是（）

A、物体滑上斜面时的速度大小为 $16m/s$ B、物体滑上斜面时的速度大小为 $15m/s$ C、物体在斜面上上滑的最大距离为 $12 . 8m$ D、物体停止运动时距离斜面底端 $5 . 12m$

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三、实验题

13. 气垫导轨是常用的种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。某同学利用带有标尺（最小刻度为 $1cm$ ）的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，设计实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
a.用天平分别测出滑块A、B的质量 $m_{A} = 2 00.0 g$ 、 $m_{B} = 3 00.0 g$ ；

b.给气垫导轨通气并调整使其水平；

c.A、B之间紧压一轻弹簧（与A、B不粘连），并用细线栓住，静置于气垫导轨上；

d.烧断细线，利用频闪照片记录A、B各自运动的过程如图乙所示。

(1)、已知频闪的频率为 $10 Hz$ ，则滑块A离开弹簧后的动量大小为 $p_{1} =$ $kg \cdot m / s$ ，滑块B离开弹簧后的动量大小为 $p_{2} =$ $kg \cdot m / s$ （结果均保留三位有效数字）；

(2)、利用上述数据还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能 $E_{P} =$ J（结果保留三位有效数字）。

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14. 某物理兴趣小组的同学要测量一电源的电动势和内阻，实验室提供器材如下：
待测电源：电动势约为 $9V$ ，内阻约为 $2 . 5Ω$

电流表A：量程 $0 ~ 3A$ ，内阻 $R_{A}$ 为 $0. 5Ω$

电压表V：量程 $0 ~ 3V$ ，内阻 $R_{V} = 3kΩ$

滑动受阻器R：最大阻值为 $10 Ω$ ，额定电流 $5A$

电阻箱 $R^{'}$ ：阻值范围 $0 ~ 9999Ω$

开关S、导线若干

(1)、该同学将电压表V与电阻箱 $R^{'}$ 串联，使其改装成一个量程为 $9 .0 V$ 的大量程电压表，此时应将电阻箱的阻值调至Ω；

(2)、该同学设计如图甲所示实验电路图，通过实验获得多组电流表A和电压表V的读数，其中 $I = 0. 85A$ 时，电压表示数如图乙所示，读出此时电压表的示数为V；

(3)、在 $U — I$ 坐标系中分别进行描点，如图丙所示，请将（2）中数据点补充完整并作图，根据图线求得电源电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω（结果均保留两位有效数字）。

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四、解答题

15. 质量为 $3m$ 的光滑弧形槽静止在光滑水平地面上，底部与水平面平滑连接，质量为m的小球从槽上高h处由静止滑下，小球运动到右侧墙壁时与竖直墙壁碰撞后以原速率弹回。已知重力加速度为g，求：

(1)、小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；

(2)、小球再次滑上弧形梢到达的最大高度。

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16. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝间的距离为d（ $d ≪ R$ ），匀强电场间的加速电压为U，在两D形金属盒裂缝的中心靠近一个D形盒处有一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）在电场作用下，被加速进入D形盒，又由于磁场的作用，沿半圆形的轨道运动，并重新进入裂缝，这时恰好改变电场的方向，此粒子在电场中又一次加速，如此不断循环进行，最后在D形盒边缘被特殊装置引出。求：

(1)、粒子获得的最大动能；

(2)、粒子在加速电场中运动的总时间。

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17. 如用所示，以直角三角形abc为边界的区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，S为位于ac边中点的一个粒子源，某一时刻在纸面内向各个方向发射速率相同的带正电粒子。已知垂直ac边入射的粒子恰好从a点出射，粒子的质量为m，电荷量为q， $∠ c = 30 °$ ，ac=L，不计粒子重力。求：

(1)、粒子的速率；

(2)、粒子在磁场中运动的最长时间。

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18. 地面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强为E，不可伸长的绝缘细线长为L，上端系于O点，下端系一质量为m、电量为 $+ q$ 的小球，现将小球在最低点A以一定的初速度水平向左抛出，小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，已知重力加速度为g，且 $q E = \sqrt{3} m g$ 。求：

(1)、小球在运动过程中的最小动能；

(2)、小球在最低点的初速度大小；

(3)、若抛出小球的同时剪断细线，小球恰好落在地面上A点正下方的位置B。求A点离地的高度。

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