湖北省天门市2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

1. 关于下列四幅图理解正确的是（）

A . 甲图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内静电力做功为1.5J B . 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 C . 丙图中说明电流具有磁效应，奥斯特受此启发发现了电磁感应现象 D . 丁图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关

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2. 如图所示为实验室所用的某种灵敏天平，安装在天平臂一端（图中的右端）的金属片置于蹄形磁铁的两个磁极之间，该装置有利于振动的天平臂迅速平静下来，现因物体放置在秤上引起天平臂的摆动带动金属片上下运动，则以下说法正确的是（）

A . 当金属片上下运动，由于穿过金属片的磁通量没有发生变化，因此金属片中没有感应电流 B . 当金属片上下运动时，金属片中会产生逆时针方向的涡流 C . 当金属片向上运动时，金属片受到向下的磁场力 D . 由于金属片在上下运动，受到的磁场力总是阻碍金属片的运动，使其机械能转化为内能，导致物体质量测量值偏小

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3. 如图所示为滑动变阻器，有abcd四个接线柱，电阻丝的总长度为L，将一节内阻不计的干电池两极接在a、b接线柱上，电池中电流为I₁；若将该电池的两极改接在c、d接线柱上，电池中的电流为I₂ ，已知I₁：I₂＝3：1。则滑动变阻器滑片的触点与接线柱b之间电阻丝的长度为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 无法确定

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4. 如图所示，三根长均为L的平行长直导线的横截面在空间构成等边三角形，三根直导线电流大小均为I。质量均为m，其中A、B导线固定且连线在竖直方向，电流方向垂直纸面向外，导线C的电流方向垂直纸面向里并在倾角为θ＝30°的光滑斜面上处于静止状态。重力加速度为g，则以下判断正确的是（）

A . A，B电流在C处产生的合磁场方向水平向右 B . A，B电流在C处产生的合磁场方向水平向左 C . A，B电流在C处产生的合磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ D . A，B电流在C处产生的合磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$

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5. 两个不同的单匝正方形线圈a、b，在同一匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过它们的磁通量随时间变化的图线如图所示，其中穿过a、b线圈的磁通量最大值分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，已知b线圈的转动周期为T，则（）

A . a、b线圈转动周期之比为1：2 B . a、b线圈角速度之比为2：1 C . a、b线圈产生的感应电动势最大值之比为2：1 D . a线圈中感应电动势瞬时值表达式为 $\text{[math]}$

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6. 如图所示，光滑水平桌面上放置质量为M=2kg的长方体形木板B，质量为m=1kg的小物块A停在B右端。t=0时刻，木板B在水平恒力F作用下由静止开始运动，此后A、B运动的速度-时间图像如图乙所示，在t=1s时，A物块刚好从B的左端滑落。规定水平向右为正方向，则以下判断正确的是（）

A . A对B的压力与地面对B的支持力冲量和为零 B . 水平恒力F与A对B的摩擦力的冲量和为零 C . 在0～1s内，水平恒力F的冲量大小为10N·s D . 在0～1s内，A对B的冲量为8N·s

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7. 如图所示在虚线MN右侧有匀强磁场，方向垂直纸面向里。闭合正方形线框ABCD在外力控制下以速度v向右匀速运动，在运动过程中B、D连线始终与边界MN垂直。以D点到达边界MN为计时起点，规定顺时针方向为电流正方向，则在线框进入磁场过程中，线框中电流I随时间t变化的关系图像正确的是（）

A . B . C . D .

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8. 2020年我市环境保护督导暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，用以测量管道中污水的流量。流量计的测量管是如图所示的长方体，长宽高分别为a、b、c，左右两端开口，测量管上下面是金属材料，前后面是绝缘材料。现于流量计处加垂直前后面向里的匀强磁场，当污水充满测量管从左向右流过该测量管时，上下面电压用U表示，流量计显示的污水流量用Q表示（Q＝vS，其中Q为单位时间内排出的污水体积，v为污水流速，S为管道横截面积），则（）

A . 只有当污水中正离子浓度高于负离子浓度时，上表面电势才高于下表面电势 B . 污水中离子浓度越高，上下面电压U越大 C . 污水流速正比于测量管横截面积大小 D . 测量管上下面电压U大小正比于污水流量Q

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9. 为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻保持不变，R₀为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度c₁=20mg/mL时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精浓度为c₂=80mg/mL时，则刚好达到醉驾标准。根据以上信息，下列判断正确的是（）

A . 当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数比值越大 B . 当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的输出功率越大 C . 呼出气体中酒精的浓度为c₂时电路中电流等于呼出气体中酒精的浓度为c₁时电路中电流的4倍 D . 呼出气体中酒精的浓度为c₂时电路中电流小于呼出气体中酒精的浓度为c₁时电路中电流的4倍

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10. 如图所示，矩形金属线圈abcd与理想变压器的原线圈组成闭合电路，当变压器原线圈中的滑片置于最上端时，原、副线圈的匝数比为k：1。矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。则下列说法正确的是（）

A . 原线圈中输入电流与副线圈中电流大小之比为k B . 当滑片P置于最上端时，电压表示数为 $\text{[math]}$ C . 若将矩形线圈面积减为原来一半，转速加倍，其他条件不变，则灯L₁会变亮，灯L₂会变暗 D . 其他条件不变，当滑片P向下移动，电压表示数增大

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11. 如图所示，在竖直面内固定有光滑绝缘圆弧形管道CD，最低点D和水平面相切，圆弧管道半径为R，圆心为O，圆心角为α=60°。一个质量为m、电荷量为q且直径略小于管道内径的带电小球自A水平抛出，恰好无碰撞从C点进入圆弧管道，当小球运动至D点时，管道对小球向上的支持力等于小球重力。已知小球在C点的速度大小为 $\text{[math]}$ ，整个空间存在着垂直OCD平面水平向里的匀强磁场，D点处有一个弹性绝缘挡板，小球与挡板碰后以原速率反弹。已知重力加速度为g，则下列判断正确的是（）

A . 小球带正电 B . 小球在空中飞行时做平抛运动，平抛初速度大小为 $\text{[math]}$ C . 匀强磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ D . 小球在D点与挡板碰后，可以沿原路径返回到A点

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12. 如图所示，固定足够长的光滑斜面倾角α＝30°，在斜面上放置一正方形金属线框abcd，边长为L，线框的质量为M，线框通过足够长的轻质细线跨过定滑轮与重物相连，重物质量为m，且M＝4m。斜面上efgh区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁场区域的两平行边界ef、gh距离为d（d＞L），磁感应强度大小为B，现线框从磁场上方某位置从静止开始下滑，在线框运动过程中，线框的ab边始终与磁场边界ef平行，斜面上的细线与斜面平行。已知ab边刚进磁场时速度大小为v且线圈做匀速直线运动进入磁场区域，cd边刚要离开磁场时速度大小为2v，重力加速度为g。则以下判断正确的是（）

A . 线框在进磁场之前做匀加速直线运动，加速度大小为 $\text{[math]}$ B . 线框电阻为 $\text{[math]}$ C . 穿越磁场过程中线框速度不会减小 D . 线框在穿越磁场过程中产生的热量为 $\text{[math]}$

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13. 某物理实验兴趣小组查询资料知生活中硬质木球或钢球之间发生碰撞时，动能损失比较小，可以忽略不计，通常可以将它们之间的碰撞看成弹性碰撞。现设计如图所示的实验验证“钢球与硬质木球之间的碰撞为弹性碰撞”。有两个大小相同、质量不同的钢球A和硬质木球B在同一条水平轨道上，水平轨道比较光滑，对小球的阻力可以忽略不计。两球心在同一水平直线上，现给小球A一个水平向右的初速度，使之和一静止的硬质木球B发生对心正碰，碰后两个小球先后通过光电门2。

（1）为了验证碰撞过程中两个小球系统动量守恒，则实验中不需要测量的物理量为（______）

A . 光电门1与光电门2的距离L B . 碰前A球通过光电门1的时间t₁ C . 碰后A球、B球分别通过光电门2的时间t₂、t₃ D . A，B球的质量m₁、m₂ E . A，B球的直径d

（2）若在误差的范围内，等式[只用(1)问中t₁、t₂、t₃表示]成立，则此碰撞可看作是弹性碰撞。

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14. 如图所示，某实验小组设计并组装了一个多用电表，G是量程为300μA，内阻为270Ω的电流表，O为选择开关，A、B为两个插孔。选择开关旋转至1位置时为量程为3mA的电流表；旋转至2位置时为“×100”的欧姆表；旋转至3位置时为量程为3V的电压表。由上述信息试回答下列问题：

（1）如果用该表测量电路中未知电流（不超过电流表量程），图中插孔A应该与（填“红”或“黑”）表笔相连接；

（2）电路图中，两个定值电阻的阻值分别为R₁＝Ω，R₃＝Ω；

（3）选择开关旋转至2位置时，若刻度盘中央刻度为20，则该表内电池电动势为V；

（4）该表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，若欧姆调零后继续使用，将两表笔与待测电阻连接，则该电阻的测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

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15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在方向垂直于xOy平面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场，x轴上点处有一个粒子源A，可以不断向xOy平面内各个方向、以大小相等的速度发射出质量为m、电荷量为q（q＞0）的同种粒子。其中在y轴上距离O点最远的出射点为点C。已知OA＝ $\text{[math]}$ L，OC＝L，求：

（1）粒子射入磁场时的速度大小；

（2）从O点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间。

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16. 如图所示，两根足够长且电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，相距为d，导轨下端连接电阻R₁、R₂ ，阻值均为R₀。质量为m的金属杆ab始终与导轨垂直并接触良好，已知其接入导轨部分的电阻也为R₀。矩形区域cdef内有垂直纸面向里的匀强磁场，平行边界cd与fe距离为h，该区域内磁感应强度随时间变化图像如图乙所示，图中B₀、t₀已知。在t＝0时刻将金属杆从距磁场上边界距离为h处由静止释放，t₀时刻恰好进入磁场。已知金属杆离开磁场时速度大小为进入磁场时速度大小的一半，重力加速度为g。求：

（1） 0～t₀时间内通过电阻R₁的电荷量；

（2）金属杆在磁场内运动过程中产生的焦耳热。

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17. 如图甲所示，足够长的光滑平台与一倾斜传送带平滑相接，传送带与水平面的夹角为37°，以v＝2.0m/s的速度沿顺时针方向转动。平台上质量为m₂＝1kg的小物块B固定有水平轻弹簧，质量为m₁＝3kg的小物块A以初速度v₀沿A、B连线向左运动。弹簧与A作用的过程中，弹簧始终位于弹性限度内，且不与A粘连。当弹簧第一次恢复原长后B与其左侧的固定挡板C相碰，不计B与C碰撞过程中的机械能损失，碰后立即将C撤走，弹簧第二次恢复原长后，A滑上传送带，以A滑上传送带时作为计时起点，A的速度-时间图像如图乙所示。已知2.0s后传送带开始以8m/s²的加速度做匀加速运动，重力加速度为g＝10m/s²。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）物块A与传送带间动摩擦因数大小；

（2）物块A初速度v₀大小；

（3）若挡板C位置可适当调整，且与B碰后立即撤走，则B与C碰后弹簧的性势能最大值E_m的范围是多少?

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湖北省天门市2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

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一、单选题

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