湖北省智学联盟2020-2021学年高二上学期12月联考物理试题 Word版含答案

湖北智学联盟2022届高二年级12月联考物理试题注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题两部分。答题前，考生务必将自己的姓名考号填写在答题卡上。2.回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案桔涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号，写在本试卷上无效。3.回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。第Ⅰ卷选择题（共12小题，计40分）一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分）1.下列叙述正确的是（）A.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律B.点电荷是一个理想模型，只有电荷量很小的带电体才可看成点电荷C.物理量电场强度、磁感应强度都是采用比值法定义的D.法拉第首先发现了电流的磁效应，并引入“场”的概念用来研究电和磁现象2.如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F2。已知重力加速度为g,则导线框的质量为（） A.B.C.D.3.在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示.图中-x1～x1之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称，下列关于该电场的论述正确的是（）A.x轴上各点的场强大小相等B.从-x1～x1场强的大小先减小后增大C.一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2的电势能4.如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内当大环接通电源的瞬间，小环中电流情况及会出现的运动，下列判断正确的是（） A.无感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.小金属环会向大金属环外运动D.小金属环会向大金属环里运动5.如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为θ，则被测物体（）A.向左移动时，θ增加B.向右移动时，θ增加C.向左移动时，θ不变D.向右移动时，θ减少6.如图所示，在等腰直角三角形abc内存在垂直纸面向外的匀强磁场，三角形efg是与三角形abc形状相同的导线框，x轴是两个三角形的对称轴。现让导线框efg在纸面内沿x轴向右匀速穿过磁场，规定顺时针方向为电流的正方向，在导线框通过磁场的过程中，感应电流i随时间t的变化图象是（） A.B.C.D.7.在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A1量程为1A，电流表A2量程为0.6A，电压表闭合开关S，滑动变阻器的滑片位于a点时，电压表的读数分别为U1、两电流表示数和为I1，滑动变阻器的滑片位于b点时，电压表的读数分别为U2、两电流表示数和为I2，下列判断正确的是（）A.，B.两电流表A1与A2示数相同C.滑片由a滑到b，D.两电流表A1与A2指针偏角相同8.如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2 与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（）A.三个灯泡立即熄灭B.b先变亮，然后逐渐熄灭C.c先变亮，然后逐渐熄灭D.a先变亮，b、c都逐渐熄灭二、（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）9.在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，以坐标原点O为圆心，半径为d的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子从P（0，）点沿y轴正方向射入磁场，当入射速度为v0时，粒子从a（，）处进入无场区射向原点O，不计粒子重力。则（）A.磁场的磁感应强度为 B.粒子再次回到P点所用时间为C.若仅将入射速度变为3v0，则粒子离开P点后在磁场中运动的半径为dD.若仅将入射速度变为3v0，则粒子离开P点可以再回到P点10.如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后，由A孔射出。下列正确的是（）A.质子能量来源于磁场B.减小交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变长C.回旋加速器所加交变电压的频率为D.下半盒内部，质子的运动轨迹半径之比（由内到外）为1::11.如图甲所示，MN、PO两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，间距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为v，得到与的关系如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取10m/s2，则（） A.金属杆中感应电流方向为a指向bB.金属杆所受的安培力沿轨道向上C.定值电阻的阻值为1ΩD.金属杆的质量为1kg12.如图所示，边长为L的正方形粗糙斜面ABCD的倾角为45°，处于方向水平向左的匀强电场中。一质量为m、电荷量为+q的物体自B点由静止释放，恰好能沿斜面对角线BD做直线运动，到达D点时的速率为v。已知重力加速度为g，则根据上述条件可知（）A.物体与斜面间的动摩擦因数为B.电场力做功为C.电场力和重力做功相等，且都等于D.从B运动到D，物体的机械能一定减小 第Ⅱ卷（共6小题，计60分）三、实验题（本大题共2小题。共15分。把答案填写在答题卡题中的横线上）13.（1）某同学发现用塑料制成的弹簧，用剪刀剪下一小段，用游标卡尺测量其直径，调整游标卡尺两测量爪间的距离，主尺和游标的位置如图甲所示，此时游标卡尺的读数为___________mm.（2）常用螺旋测微器的精度是0.01mm，在乙图中的螺旋测微器的读数为5.620mm，请在刻度线旁边的方框内标出相应的数以符合给出的数.14.某同学想测量一块微安表（量程为0-500μA）的内阻Rg，另外手头还有一块电压表（内阻大约几千欧姆）。他设计了如图甲这样一个电路，然后采取如下操作：（1）该同学先利用多用电表欧姆档“×1k”档测量电压表内阻，示数如图乙所示，为了得到比较准确的测量结果，将选择开关“K”旋转到电阻档___________（填“×10或“×100”），重新进行欧姆调零，并将多用电表___________（填“红”或“黑”）表笔和电压表“+”接线柱相连。（2）将开关S和S1处于断开状态；（3）将变阻器R和电阻箱R1 调至最大值.闭合开关S，调节变阻器R，让微安表达到满偏.此时电压表示数为2.00V；（4）再闭合开关S1.调节变阻器R和电阻箱R1，让微安表达到半偏.此时电阻箱R1的示数为300.0Ω，电压表的示数为2.50V.由上述实验数据可知:电压表的内阻为Rv=__________kΩ，微安表的内阻为RA=____________Ω.（5）为减小偶然误差，该同学反复调节变阻器R和电阻箱R1保持微安表始终为某一合适的值1并得到多组电阻箱的阻值R1和电压表示数U.（6）利用测出的数据画出U-1/R1图像，如图丙所示，根据图像得到图线与纵轴的截距为U0，图线的斜率为k，则微安表的内阻Rg=__________.（结果用U0、k表示）四、解答题。（本题共4小题，共10分+10分+12分+13=45分。解答必须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，在平行板电容器中存在匀强电场E和匀强磁场B，它们的方向相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同，不考虑带电粒子所受的重力作用，某带粒子沿极板中心轴线射入，恰好做匀速直线运动，已知极板的长度为L，极板间距为d。（1）求带电粒子的速率多大?（2）若撤去匀强电场，带电粒子恰好从极板边缘飞出，则带电粒子的比荷多大? 16.如图所示，500匝的线圈两端与一个电阻R相连，线圈放在竖直向下的磁场中，磁感应强度B与时间的关系式是B=1+0.01t（T），已知线圈的电阻为r，线圈的半径为，R=3Ω，r=2Ω。（1）求线圈中产生的感应电动势多大?（2）求电阻R上的电压多大?17.如图所示，一个边长为L的矩形线框质量为m，用一根轻绳跨过两个定滑轮与一个质量为M=3m的体相连接，在线框上方d处有一宽度为L的匀强磁场B，开始时在外力作用下系统处于静止状态，由静止释放M后，经过一段时间线框恰好匀速进入匀强磁场，求:（1）线框的电阻是多少?（2）线框在穿越磁场过程中产生的热量是多少? 18.如图所示，在光滑的水平桌面上平放一根内壁光滑且内径很小的玻璃管，玻璃管上端开口下端封闭。在玻璃管底部有一带正电小球，小球的直径略小于管的内径。在水平桌面上加一竖直向下的匀强磁场B，已知小球带电量为+q，质量为m，小球可视为质点。（1）在外力作用下让玻璃管以恒定速度v0向右做匀速直线运动，则小球在沿玻璃方向上的加速度多大?（2）若玻璃管的质量为3m，同时给玻璃管和小球一个水平向右的初速度v0。假设玻璃管始终保持竖直状态，当玻璃管运动到某一个位置时速度恰好为零，小球恰好飞出玻璃管口，求此时小球的速度多大?（3）若满足上面第（2）问的条件，求小球在离开玻璃管口后，在此后的运动过程中小球离玻璃管底部的最远距离和最近距离分别是多少?提示:若某个力的大小与速度成正比（f=k·v），则这个力在某段时间内产生的冲量与在这个速度方向上的发生的位移成正比，即湖北智学联盟2022届高二年级12月联考物理参考答案一、单项选择题〔共8小题，每小题3分，共24分）12345678CABCBDDD二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）9101112ADBCBCAB 三、实验题（本大题共2小题。13题5分，14题10分，共15分）13.0.65（2分）51510（顺序为从左向右，从上到下）（每空1分）14.×100（2分）黑（2分）4（2分）450（2分）（2分）四、解答题。（本题共4小题，共10分+10分+12分+13分=45分。解答必须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、（10分）解:（1）根据题意可知带电粒子做的是匀速直线运动，所以电场力与洛伦兹力大小相等，设粒子的速度为v，则有…………（1）（2分）可求得速率为v=E/B…（2）（2分）（2）若撤去匀强电场，则带电粒子做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为R，则根据勾股定理得，（3）（1分）求得…………（4分）（1分）由于……（5）（2分）联立以上（2）（4）（5）可求得……（6）（2分） 16、（10分）解:（1）根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势为…………（1）（2分）代值得E=5V…（2）（2分）（2）根据闭合电路欧姆定律，线圈中产生的感应电流为……（3）（2分）代值得电流为I=1A…………（4）（1分）根据部分电路欧姆定律，电阻两端电压为U=RI…………（5）（1分）代值得电压为U=3V……6（6分）（2分）17、（12分）解：（1）根据题意可知，线框在进入磁场前，线框和物体组成的系统机械能守恒，设线框刚进入磁场的速度为v，根据机械能守恒定律则有，…………（1）（2分）由于M=3m…………（2）线框进入磁场后做匀速直线运动，所以线框受到的安培力应该等于物体与线框重力之差，即BIL=（M-m）g……（3）（2分）根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应电场势为E=BLv…（4）（1分）根据闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电流为…………（5）（1分） 联立以上5个式子可求得…………（6）（2分）（2）由题意可知，线框进和出磁场都是匀速直线运动，所以产生的热量就是系统减小的重力势能，即Q=2（M-m）gL=4mgL………（7）（4分）18、（13分）解:（1）由于管在水平方向上做匀速直线运动，所以小球在沿管方向受到的洛伦兹力为F=Bqv0………………（1）（2分）根据牛顿第二定律，则小球在沿管方向上的加速度为……（2）（2分）（2）当系统开始向右运动时，会受到水平方向和竖直方向两个洛伦兹力作用，所以系统在水平方向上的速度在减小，在竖直方向上的速度在增加。当系统运动到最右端时，系统的水平速度减小为零，同时竖直方向上小球增加到最大速度（或动能）。由于洛伦兹力对系统做的总功为零，所以系统的总动能守恒，设小球的最大速度为vm，则有……（3）（2分）求得vm=2v0…（4分）（1分）（3）由于系统在水平方向上和竖直方向上各受一个洛伦兹力作用，通过这一对洛伦兹力的冲量来实现系统两个方向上的动量的转移，在水平方向上对系统用动量定理得…………（5）（1分）式中b为小球在竖直方向上的位移，可得 …………（6）小球在竖直方向上用动量定理得…………（7）（1分）式中a为小球在水平方向上的位移，可得…………（8）（1分）当带电小球射出玻璃管后做匀速圆周运动，设半径为R，则有…………（9）（1分）由（4）（9）式可求得……（10）由图可知小球与玻璃管底最远距离为……（11）（1分）由（6）（8）（10）（11）式得 （12）（1分）由图可知小球与玻璃管底最近距离为…………（13）由（6）（8）（10）（13）式得（14）（1分）