湖北省鄂州市2020-2021学年高二上学期期末质量监测物理试题

这是一份湖北省鄂州市2020-2021学年高二上学期期末质量监测物理试题，共9页。试卷主要包含了满分100分，考试时间90分钟等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
3．选择题在每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；主观题用0.5毫米黑色墨水签字笔答在答题卡上相对应的答题区域内。答在试题卷上无效。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求，选对得3分，有选错或不选的得0分。）
1．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法正确的是
A．奥斯特总结出了安培定则
B．法拉第发现了电磁感应现象
C．安培提出磁场对运动电荷有作用力
D．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
+Ｑ
M
N
q1
q2
2．如图所示，电荷量为＋Q的带电小球（可视为质点）固定在空间某处，有两个虚线圆以其为圆心。另有两个检验电荷＋q1和+q2分别放置在图中的M点和N点，两个检验电荷受到电场力的大小分别为F1和F2，且F1＜F2。关于带电小球产生的电场和两个检验电荷的带电量，下列说法中正确的是
A．M点的电场强度小于N点的电场强度
B．M点的电势低于N点的电势
C．q1＜q2
D．把＋q1和＋q2交换位置，M、N两点的电场强度大小也随之交换
3．如图所示，某电场中的一条电场线上有M、O、N三点，其中O为MN的中点。已知φM＝5V，φN＝3V，则
M
N
O
A．O点的电势φO一定为4V
B．M点的场强EM一定大于N点的场强EN
C．电荷量为＋1C的电荷从N点运动到M点电势能减少2J
D．电荷量为－1C的电荷在M点时电势能为-5J
A
R0
R
E
r
4．如图所示的电路中有一节干电池、一个定值电阻、一个电阻箱和一只内阻不计的理想电流表，已知定值电阻的阻值为R0＝1Ω，把电阻箱R的阻值由2Ω改变为6Ω时，电流表的读数减小到原来的一半，则电源的内阻应为
A．1ΩB．2Ω
C．4ΩD．6Ω
L1
L3
L2
O
5．如图所示，三根平行的长直通电导线分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直。若每根通电导线中均通有电流I，则在斜边中点O处沿平行于每根导线方向放置一小段通电直导线后，该小段通电导线：
A．不受磁场力作用
B．所受磁场作用力是每根长直通电导线对其产生磁场作用力的3倍
C．所受磁场作用力的方向与斜边夹角正切值为1/2
D．所受磁场作用力的方向与斜边夹角为90°
A
B
O
O ′
6．如图所示，A为水平放置的塑料圆盘，在其侧面均匀分布着许多负电荷。在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个可伸缩的金属圆环B，使B的环面水平且与A的盘面平行，其轴线与塑料圆盘A的轴线OO′重合。现在，若正在绕轴线OO′沿箭头所示方向转动的A由于某种原因逐渐停了下来，则这一过程中金属环B的面积S和丝线受到的拉力F的变化情况是
A．S增大，F增大 B．S增大，F减小
C．S减小，F减小 D．S减小，F增大
L1
D
L
E
S
L2
L3
7．三只完全相同的灯泡L1、L2、L3，电阻可忽略的电感L和理想二极管D按如图所示接入电路中。闭合开关S，让三只灯泡都正常发光，接着突然断开开关S，下列判断最有可能的是
A．L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐熄灭
B．L1逐渐熄灭，L2、L3均先变亮，然后逐渐熄灭
C．L2、L3立即熄灭，L1逐渐熄灭
D．L2立即熄灭，L1、L3逐渐熄灭
E
O
M
N
m
+q
8．如图所示，在水平向右、电场强度为E、范围足够大的匀强电场中，用长为L、不可伸长的轻质绝缘丝线将一个质量为m、电荷量为+q的小球拴于O点。若将小球从距O点L远、与O点等高处的右边某点M由静止释放，且mg＝2qE（g为重力加速度），N为最低点，则
A．小球静止不动
B．小球运动到N点时，对丝线的拉力大小为2mg
C．小球能运动到左边与圆心等高处
D．小球最终停在N点
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）
乙
50
U /V
P /W
40
30
I /A
20
0
1
2
3
4
5
6
40
80
120
a
b
甲
R
r
A
E
S
V
9．某同学用如图甲所示的电路测得理想电压表与理想电流表的读数关系图像如图中直线a所示，同时电路中电源的输出功率与电流表读数的关系图像如图中曲线b表示，则下列说法正确的是
A．电源的电动势为50 V
B．电源的内阻为eq \f(25,3) Ω
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15 Ω
D．电源输出功率为120 W时，输出电压是30 V
R ′
r
E
S
R2
R1
10．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，当滑动变阻器R′的滑片向右滑动时，以下结论正确的是
A．电源的总功率减小 B．R1的功率减小
C．R2的功率减小 D．内阻r消耗的功率增大
B
M
F
m
+q
11．如图所示，光滑水平面上方有范围足够大、磁感应强度为B的水平匀强磁场，其方向垂直纸面向里。一质量为 M 的足够长的绝缘长木板静置于水平面上，上面放一个质量为m、带电量为+q的小滑块，小滑块与长木板之间动摩擦因数为μ （最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现给长木板施加水平向右的恒力F，长木板和小滑块一起向右加速运动，已知重力加速度为g，则
A．小滑块将一直随长木板一起向右运动
B．长木板与小滑块一起运动时加速度为
C．小滑块最终将做匀速直线运动，速度大小为
y
x
v
R
M
O
D．长木板最终的加速度为
12．如图所示，在直角坐标系xOy中，有一半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面指向纸面外，该区域的圆心坐标为（0，R）。有一个负离子从点Ｍ（，0）沿y轴正向射入第Ⅰ象限。若负离子在该磁场中做一个完整圆周运动的周期为T，则下列说法正确的是
A．若负离子能够过磁场圆心坐标，则负离子在磁场中运动的时间为
B．若负离子在磁场中运动的半径为，则负离子能够经过磁场圆心坐标
C．若负离子在磁场中的射入点与射出点相距最远，则负离子在磁场中运动的时间为
D．若负离子在磁场中的射入点与射出点相距最远，则负离子在磁场中运动的半径为R
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
三、实验题（本题共2小题，13题6分、14题9分，共15分。请把正确答案填在横线上，不要求写出计算过程。）
13．在测定一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验时，某同学用一只使用了多年的螺旋测微器测定合金丝的直径，其测量过程如图所示，左图是校零时的结果图，右图是正式测量时的结果图，则校零时的读数为_____mm，该合金丝的实际直径应为_____mm。
14．为测量某只多用电表内部电池的电动势E和正常工作时的内电阻r，某学习小组进行了如下的探究：将一只电阻箱和一只电压表V（电压表V的内阻远大于r）并联后接在该多用电表的两只表笔a、b上，如图甲所示。通过查找资料，该小组找到该型号多用电表“×1”欧姆挡的内部电路如图甲中虚线框所示，该小组实验的探究过程如下：
⑴将选择开关转至欧姆挡“×1”，将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在右侧零刻度处。此时，表笔b为 表笔（填“红”或“黑”）；
乙
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
y
x
甲
R
V
E
G
+
－
a
b
R0
多用电表
⑵改变电阻箱R的阻值，读出5组电压表和电阻箱的示数U、R并记录在表格1中，某同学通过描点作出U-R图像后，发现所得图线是一条 线；另一同学受到该同学的启发，将测得的数据作了处理后，得到另外两种数据记录在表格2中，然后同样通过描点的方法得到了一条在纵坐标上有一定截距的直线，则表格2中的x和y分别是 和 （填物理量或物理量的倒数）；
表1：
表2：
⑶请将表格2的数据对应的点在图乙所示的坐标纸上标出，并作出图线；
⑷根据图线得到电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω（结果保留三位有效数字）。
四、计算题（本题共4小题，其中第15题8分、第16题10分、第17题13分、第18题14分，共45分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．如图所示为某发电厂向远处用户输电的示意图，已知发电机的输出功率为P＝100kW，发电机端电压为U1＝250V，向用户送电的输电线总电阻R线＝10Ω。现要使输电线上的功率损失为输送功率的1%，用户得到的电压又正好是220V，不考虑其他方面的损耗，则所用的变压器的原、副线圈的匝数比是多少？
U1
U2
U3
U4
R线
升压变压器
降压变压器
发电厂
用户
n1
n4
n3
n2
E
C
S
R1
R3
A
V
R4
R2
16．如图所示电路中，E是电动势为36V的理想电源，R1＝R2＝20Ω，R3＝10Ω，R4＝24Ω，C＝20μF，电表为理想电表。闭合开关S，待电路稳定后，求：
⑴电流表、电压表的示数；
⑵电容器极板所带的电荷量。
17．如图所示，两根材质相同的金属棒a和b都垂直放置在足够长的水平导轨上，质量分别为ma＝0.5kg和mb＝1kg，导轨左右两部分的间距分别为La＝0.5m和Lb＝1m，导轨间有左右两部分方向相反、大小均为B＝1T的匀强磁场。两棒电阻分别为Ra＝1Ω和Rb＝2Ω，与导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.2，除导体棒外其余电阻不计。开始时，两棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F＝8N向右拉b棒，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10 m/s2。
a
b
F
⑴a棒开始滑动时，求b棒的速度大小；
⑵当b棒的加速度为3m/s2时，求a棒的加速度大小；
⑶已知经过足够长的时间后，两棒加速度大小相等，求此时回路中电流的热功率。
18．如图所示，在直角坐标系中y轴的右边存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xy平面并指向纸里；在y轴的左边存在匀强电场，场强大小为E，方向沿y轴负方向。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场。不计粒子所受重力，求：
⑴该粒子射出磁场的位置坐标；
⑵该粒子打在x轴上点的坐标；
⑶若使该粒子射出磁场的位置和打在x轴上的位置到坐标原点的距离相同，则其初速度应满足什么条件？
B
O
x
y
E
v0
鄂州市2020—2021学年度上学期期末质量监测
高二物理参考答案及评分标准
一、选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分)
二、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分)
三、实验题(本题共2小题，13题6分、14题9分，共15分。)
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
y
x
13．（1）0.007（3分，0.006或0.008也给分），
（2）5.308（3分，5.307或5.309也给分）
14．（1）黑（1分）；
（2）曲（1分）；
（1分）和（1分）；
（3）作出图线如右图（1分）；
（4）1.43（2分，1.41～1.45也给分），
51.2（2分，50.0～52.0也给分）。
四、计算题（本题共4小题，15题8分、16题10分、17题13分、18题14分，共45分。）
15．设输电线路中的电流为I，则由焦耳定律有
P损＝I2R （1分）
由题意有
P损＝1%P＝0.01×100×103W＝1×103W （1分）
代入数值解得 I＝10A （1分）
设升压变压器输出端电压为U2，则发电厂输出的功率为
P=U2I
解得 U2＝eq \f(P,I)＝1.0×104V （1分）
所以对升压变压器，若不考虑其他方面的损耗，输入端的电压就等于发电机端电压，于是
＝=＝＝ （1分）
又设输电线上损失的电压为U线，由电阻定律有
U线＝IR线＝100V （1分）
所以降压变压器原线圈两端的电压为
U3＝U2－U线＝9900V （1分）
设用户得到的电压为U4，则对降压变压器有
＝＝＝ （1分）
E
C
S
R1
R3
A
V
R4
R2
16．（1）等效电路图如右图所示。当电表为理想电表时，可以看出：R2、R3串联后与R1并联，然后与R4串联，于是电路的总电阻为
R总=+R4=36Ω （2分）
由欧姆定律，可得通过电源的电流为
I==1A （1分）
电流表的示数即是流过R1的电流，由串并联知识可得
IA=I1==0.6A （1分）
从等效电路图可看出，电压表的示数是R3两端的电压与R4两端的电压之和。由于流过R3的电流为
I3=I－I1=0.4A （1分）
且流过R4的电流I4就是电路的总电流I，因此电压表的示数为
UV= I3 R3+ I4 R4= I3 R3+ I R4=28V （1分）
（2）电容器两极板之间的电压即是R1两端的电压
UC= I1R1=12V （2分）
因此电容器极板所带的电荷量
Q=CUC=2.4×10-4C （2分）
17．（1）设a棒开始滑动时电流强度为I，此时b棒的速度为v，对于a棒由共点力平衡知识，有
Μmag=BILa ① （2分）
又设b棒中产生的感应电动势为ε，由法拉第电磁感应定律有
ε=BLbv ② （1分）
由欧姆定律有
ε=I(Ra+Rb) ③ （1分）
联立①②③得
v=6 m/s （1分）
（2）设a棒的加速度为a1，b棒的加速度为a2。由牛顿第二定律有
a棒： BILa－μmag＝maa1 ④ （1分）
b棒： F－BILb－μmbg＝mba2 ⑤ （1分）
联立④⑤得
a1＝1 m/s2 （1分）
（3）设两棒的加速度大小相等的加速度为a′，则由牛顿第二定律有
a棒： BILa－μmag＝maa′ ⑥ （1分）
b棒： F－BILb－μmbg＝mba′ ⑦ （1分）
联立⑥⑦得
I＝4A （1分）
由焦耳定律知
P=I2(Ra+Rb) （1分）
代入数据得
P=48W （1分）
v0
B
O
x
y
E
v0
N
M
18. （1）带负电粒子射入磁场后，由于受到洛仑兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从M点射出磁场，设O、M间的距离为L，射出时速度的大小仍为v0，方向沿x轴的负方向，由洛仑兹力公式和牛顿运动定律有
qv0B=m （2分）
式中R为圆轨道半径，解得：R= （1分）
由几何关系可知：
L=2R= （1分）
所以粒子离开磁场的位置坐标为(0，－) （1分）
（2）粒子进入电场后将作类平抛运动，轨迹如图，其打在x轴上的N点。设粒子从M点到N点运动了时间t，由平抛运动规律知：在y轴方向上
y=t2 （2分）
由题意有 y=L= （1分）
可解得 t= （1分）
于是在x方向粒子运动了
x=v0t= （1分）
所以粒子打在x轴上点的坐标为(－， 0) （1分）
（3）由题设条件有
x = L （1分）
即 = （1分）
可解得 v0= （1分）
组数
1
2
3
4
5
R
100.0
50.0
30.0
25.0
20.0
U
0.94
0.70
0.56
0.47
0.40
组数
1
2
3
4
5
x
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
y
1.06
1.43
1.79
2.13
2.50
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
D
A
Ｃ
A
D
B
题号
9
10
11
12
答案
ACD
BD
BCD
AC