2020.11江苏省南通市高二上学期期中物理试题及答案.pdf

1、试卷第 1页，总 7页 江江苏苏省省南南通通市市高高二二上上学学期期期期中中物物理理试试题题及及答答案案 第第 I I 卷卷（选选择择题题） 评卷人得分 一一、单单选选题题 1篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球接球时，两手随球迅速收缩至胸前这 样做可以 A减小球对手的冲量 B减小球的动量变化量 C减小球的动能变化量 D减小球的动量变化率 2下列说法正确的是 A火箭的飞行应用了反冲的原理 B闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流 C仅改变回旋加速器的加速电压，不影响粒子在加速器中运动的总时间 D楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁 场总是与引起感应电流的磁场方

2、向相反 3如图所示，平行金属导轨的距离为 d，左端接一电源，电动势为 E，匀强磁场的磁感 应强度为 B，方向垂直于导轨所在平面一根金属棒 ab 与导轨成角放置，整个回路的 总电阻为 R，当接通开关 S 瞬间，金属棒所受的安培力大小为 A BEd R B sin BEd R C cos BEd R D sinBEd R 4如图，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻为 R，磁场的磁感强度为 B，方向与导 轨所在平面垂直 一根足够长的金属棒与导轨成角放置， 金属棒与导轨的电阻不计 当 金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时，通过电阻 R 的电流强度是（） 试卷第 2页，总 7页 A sin Bdv

3、 R B sinBdv R C Bdvcos R D Bdv R 5我国长征 3 号甲火箭在起飞阶段，通过发动机喷射气体而获得的反冲力约为火箭总 重量的 2 倍左右设某次发射时，火箭的总质量为 m，火箭发动机喷出的燃气的横截面 积为 S，燃气的密度为，重力加速度为 g极短时间内喷出的燃气的质量和火箭质量相 比可以忽略，则喷出的燃气的速度大小约为 A2 mg S B mg S C 2mg S D 2mg S 评卷人得分 二二、多多选选题题 6如图所示，甲、乙两车放在光滑的水平面上，中间有一被压缩的弹簧，甲的质量是 乙质量的两倍两车由静止同时释放，则在弹簧弹开两车的过程中，下列说法正确的有 A任一

4、时刻弹簧对甲的弹力大小是对乙的两倍 B任一时刻甲的速率都是乙的一半 C任一时刻甲、乙的动量大小相等 D甲和乙的总动量在逐渐增大 7质量为 m、速度为 v 的 A 球与质量为 4m 的静止的 B 球发生正碰碰撞可能是弹性 的，也可能是非弹性的，碰撞后 B 球的速度大小可能是 A0.2vB0.3v C0.6vDv 8如图所示，匀强磁场中有两个用同样导线绕成的闭合线圈 A、B，线圈 A、B 匝数之 试卷第 3页，总 7页 比为 1:2，半径之比为 2:1，磁感应强度 B 随时间均匀增大下列说法正确的有 A两线圈产生的感应电流均沿逆时针方向 B某一时刻两线圈的磁通量之比A:B1:1 C两线圈的电阻之比

5、 RA:RB2:1 D两线圈中产生的感应电流之比 IA:IB2:1 9如图所示是电磁流量计的示意图圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场当管 中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上 MN 两点间的电势差 U，就可以知道管中液 体的流量 q（单位时间内流过管道横截面的液体的体积） 已知管的直径为 d，磁感应强 度为 B，假定管中各处液体的流速相同下列说法正确的有 AN 点的电势低于 M 点的电势 BMN 两点间的电势差 U=Bdv C液体的流量 q=vd2 D流量 q 与 U 的关系为 q= 4 dU B 10如图所示,有一垂直于纸面向里的有界匀强磁场,A、B 为边界上两点.一带电粒子从 A 点以

6、初速度 v0、与边界成角度(90)沿纸面射入磁场,经过一段时间后从 B 点射出. 现撤去磁场,加一垂直边界、沿纸面向上的匀强电场,其他条件不变,粒子仍从 B 点射出. 粒子重力忽略不计,则粒子() A带负电 B在磁场中和电场中的运动轨迹相同 C从磁场中离开时速度方向与从电场中离开时速度方向相同 D从磁场中离开时速度大小与从电场中离开时速度大小相同 试卷第 4页，总 7页 第第 I II I 卷卷（非非选选择择题题） 请点击修改第 II 卷的文字说明 评卷人得分 三三、实实验验题题 11某实验小组利用如图所示的条形磁铁和楞次环“探究影响感应电流方向的因素” （1）用磁铁磁极靠近和远离 A 环，观

7、察实验现象，并完成下表，其中感应电流的方向 从 A 环靠近磁铁的一侧观察是顺时针还是逆时针 实验操作 磁铁 N 极 靠近 A 环 磁铁 S 极 靠近 A 环 磁铁 N 极 远离 A 环 磁铁 S 极 远离 A 环 实验现象排斥排斥吸引吸引 磁通量变化增加增加减少 _ _ 原磁场方向 指向 A 环 指向磁 铁 指向 A 环 _ _ 感应电流磁场的方向与原磁场方向 的关系 相反相反相同 _ _ 感应电流磁场的方向 指向磁 铁 指向 A 环 指向 A 环 _ _ 感应电流的方向逆时针顺时针 顺时 针 _ _ （2） 根据上表总结关于感应电流方向的实验结论： _ 试卷第 5页，总 7页 12某同学利用

8、打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图 甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面 上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使 滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差 （1）下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； 向气垫导轨通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧， 将纸带穿过打点计时器并固定 在滑块 1 的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平 方向； 使滑块 1 挤压导轨左端弹射架

9、上的橡皮绳； 把滑块 2 放在气垫导轨的中间； 先_（选填“接通电源再释放滑块 1”或“释放滑块 1 再接通电源”） ， 让滑块带动纸带一起运动； 取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图乙所示； 测得滑块 1（包括撞针）的质量 310 g，滑块 2（包括橡皮泥）的质量为 210 g （2）纸带的_（选填“左”或“右”）侧和滑块 1 相连 （3）已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动 量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s（结果均 保留三位有效数字） （4）试说明（3）中两结果不完全相等的主要原因可能是_ 评卷人得分 四四、解解答

10、答题题 13在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球 A、B，质量都为 m，现 B 球静止，A 球 以速度 v 向 B 球运动，发生正碰已知碰撞过程中总机械能守恒，求两球压缩最紧时 （1）A 球的速度 v； （2）两球的弹性势能 EP 试卷第 6页，总 7页 14如图所示，足够长的竖直绝缘杆上套有一带正电小环，整个装置处在水平向右的匀 强电场和垂直纸面向里的匀强磁场内，小环由静止开始下滑，经过时间 t 后速度达到最 大值已知小环质量为 m、电荷量为 q，电场强度为 E，磁感应强度为 B，小环与杆之 间的动摩擦因数为，重力加速度为 g求： （1）小环下滑的最大加速度的大小和最大速度的大小； （2）小

11、环下滑时间 t 内受到的平均摩擦力的大小 （用动量定理求解） 15如图所示，L1和 L2是相距为 d 的平行线，L1上方和 L2下方都是垂直纸面向里的磁 感应强度均为 B0的匀强磁场，A、B 两点都在 L2线上一质量为 m、电荷量为 q 的带正 电的粒子从 A 点以初速度 v 与 L2线成30角斜向上射出，第 2 次回到 L2线时正好过 B 点，不计粒子重力 （1）画出粒子从 A 点运动到 B 点的轨迹； （2）求粒子从 A 点运动到 B 点所需的时间； （3）若仅将带电粒子在 A 点时的初速度增大为 2v，方向不变，求粒子从 A 点运动到 B 点所需的时间 16如图所示，滑块 A 和滑块 B

12、 静止在光滑的水平面上，两者接触但不连接，滑块 A 左端是一个 1 4 光滑的圆弧槽 MN，圆弧槽下端与粗糙水平部分 NP 相切于 N 点现有 可视为质点的滑块 C 从 M 点由静止开始滑下，恰好能到达 P 点已知 A、B 质量均为 1 kg， C 的质量为 2 kg， 圆弧半径为 0.4 m， C 与 NP 之间的动摩擦因数为 0.2， g 取 10 m/s2 （1）C 由 M 点运动至 N 点的过程中，A、B、C 组成的系统动量是否守恒？并写出判断 的理由； 试卷第 7页，总 7页 （2）求当滑块 C 到达 N 点时的速度大小； （3）求 NP 的长度 17如图甲所示，在直角坐标系 0 x

13、L 区域内有沿 y 轴正方向的匀强电场，右侧有一个 以点（3L，0）为圆心、半径为 L 的圆形区域，圆形区域与 x 轴的交点分别为 M、N现 有一质量为 m、带电量为 e 的电子，从 y 轴上的 A 点以速度 v0沿 x 轴正方向射入电场， 飞出电场后从 M 点进入圆形区域，此时速度方向与 x 轴正方向的夹角为 30不考虑电 子所受的重力 （1）画出电子从 A 点到 M 点的运动轨迹，并求电子运动至 M 点时的速度大小； （2）若在圆形区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂 直于 x 轴，求所加磁场磁感应强度 B 的大小； （3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加

14、上图乙所示变化的磁场（以垂直于 纸面向外为磁场正方向） ，最后电子从 N 点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向 相同，请写出磁感应强度 B0的大小应满足的关系表达式 答案第 1页，总 11页 参参考考答答案案 1D 【解析】 【详解】 先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，但 动量的变化量不变；根据动量定理得： -Ft=0-mv mv F t 当时间增大时， 动量的变化率减小， 即作用力就减小， 而冲量和动量、 动能的变化量都不变。 A. 减小球对手的冲量与分析结果不符，故 A 错误。 B. 减小球的动量变化量与分析结果不符，故 B 错误。 C. 减

15、小球的动能变化量与分析结果不符，故 C 错误。 D. 减小球的动量变化率与分析结果相符，故 D 正确。 2A 【解析】 【详解】 A.火箭的飞行火箭与喷出的气体动量守恒，应用了反冲原理，故 A 正确； B.闭合电路内只要有磁通量，如果磁通量不发生变化，则无感应电流产生，故 B 错误； C.增大回旋加速器的加速电压， 则每一次加速粒子获得的动能增大， 则粒子加速的次数减少， 所以粒子在加速器中运动的总时间将减少。故 C 错误； D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总是 会阻碍引起感应电流的磁通量的变化。故 D 错误 3B 【解析】 【详解】 据闭合电路欧

16、姆定律得：回路电流为 E I R 导体棒的有效长度 sin d L 答案第 2页，总 11页 导体棒所受安培力 sinsin EdBEd FBILB RR A. BEd R 与计算结果不符，故 A 错误。 B. sin BEd R 与计算结果相符，故 B 正确。 C. cos BEd R 与计算结果不符，故 C 错误。 D. sinBEd R 与计算结果不符，故 D 错误。 4A 【解析】 由于导体与磁场垂直，得： dBdv EBLvBv sinsin ，则感应电流为 EBdv I RRsin ， 故选项 A 正确，选项 BCD 错误 点睛：题中导体与磁场垂直，根据导体切割电动势公式EBLv求

17、出感应电动势，由闭合电 路欧姆定律求出感应电流 5C 【解析】 【详解】 对于气体由动量定理得： 2 2 mvsv tv Fmgsv tt 解得： 2mg v S A.2 mg S 与计算结果不符，故 A 错误。 B. mg S 与计算结果不符，故 B 错误。 C. 2mg S 与计算结果相符，故 C 正确。 答案第 3页，总 11页 D. 2mg S 与计算结果不符，故 D 错误。 6BC 【解析】 【详解】 A.将两个物体从静止释放，在弹簧恢复到原长的过程中，两个物体所受的弹力大小相等，故 A 错误； BCD.两个物体组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，总动量保持为零，所以任何时刻， 两

18、物体的动量大小相等，由 P=mv 知，P 相等，m 和 v 成反比，甲的质量是乙质量的两倍， 所以任一时刻甲的速率都是乙的一半，故 BC 正确 D 错误； 7AB 【解析】 【详解】 A 与 B 碰撞的过程中二者组成的系统的动量守恒， 规定 A 球初速度方向为正方向， 若为完全 非弹性碰撞，则： mv=（m+4m） v 所以： v=0.2v 若为弹性碰撞，由动量守恒得： mv=mvA+4m vB 由机械能守恒得： 222 AB 111 4 222 mvmvmv 联立得： B 2 5 vv 根据碰撞的特点可知，碰撞后 B 的速度的范围： 0.2v vB 0.4v A. 0.2v 与计算结果相符，

19、故 A 正确。 B. 0.3v 与计算结果相符，故 B 正确。 C. 0.6v 与计算结果不符，故 C 错误。 答案第 4页，总 11页 D. v 与计算结果不符，故 D 错误。 8AD 【解析】 【详解】 A. 由于磁场向外，磁感应强度 B 随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流均沿逆时 针方向，故 A 正确； B. 线圈的磁通量 22 ABAB :4:1BrBr 故 B 错误。 C. 根据电阻定律可知， AB ABAB 22 :1:1 rr RRnn SS 故 C 错误。 D. 根据法拉第电磁感应定律 B EnnS tt 题中 B t 相同，A 圆环中产生的感应电动势为 2 AAA B

20、 Enr t B 圆环中产生的感应电动势为 2 BBB B Enr t 所以 A B 2:1 E E 感应电流 E I R 则两线圈中产生的感应电流之比 IA：IB=2：1 故 D 正确。 9BD 答案第 5页，总 11页 【解析】 【详解】 A. 根据左手定则，在洛伦兹力作用下，正离子向管道 N 的一侧集中，而负离子向管道 M 的 一侧集中，两者之间形成电势差，则 N 点电势高于 M 点，故 A 错误； BCD. 当正负离子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，离子不再偏移，此时 MN 间有稳定的电 势差，形成一个匀强电场，设 MN 两点间的电势差为 U，对离子有： U qvBq d 解得 U=Bd

21、v 设在时间t 内流进管道的液体体积为 V，则流量 2 2 4 d vt VdU Q ttB 故 BD 正确 C 错误。 10ACD 【解析】 A、粒子在磁场中从 A 到 B 点做顺时针圆周运动，受向右下的洛仑兹力，根据左手定则知 道粒子带负电，所以选项 A 正确； B、撤去磁场加上电场，粒子做匀变速度曲线运，即类斜抛运动，所以轨迹不同于圆周，选 项 B 错误； C、无论是在磁场中做匀速圆周运动，还是在电场中做类斜抛运动，当粒子再次回到边界时 与边界的夹角仍为，只是方向斜向下，所以选项 C 正确； D、在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力不做功，速度大小与进入时相同，而在电场中从 A 到 B，电场

22、力做功为零，所以与进入时速度大小也相同，只是方向不同，故选项 D 正确 点睛： 本题只是把带电粒子在磁场和电场中的两种情况进行对比，由匀速圆周运动和斜抛运 动的对称性，当电场强度大小取某一确定值时，粒子可以从同一点 B 离开，但离开时，只 是速度方向由斜向上变为斜向下，与边界的夹角仍相同 11 减少指向磁铁相同指向磁铁逆时针感应电流的磁场总要阻碍引起 感应电流的磁通量的变化 答案第 6页，总 11页 【解析】 【详解】 (1)12345 使条形磁铁 S 极垂直 A 环远离 A 时，穿过 A 环的磁通量减少，原磁场方向 指向磁铁，根据次定律的“增反减同”，则感应电流磁场的方向与原磁场方向的相同，

23、因此感 应电流磁场的方向指向磁铁；那么感应电流的方向逆时针。 (2)6 结论是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。 12按通电源再释放滑块 1右0.6200.614纸带与打点计时器限位孔之间有 摩擦力的作用 【解析】 【分析】 【详解】 (1) 1 使用打点计时器时，为了减小误差尽量多的利用纸带，要接通电源再释放滑块 1； (2)2 放开滑块 1 后，滑块 1 做匀速运动，跟滑块 2 发生碰撞后跟 2 一起做匀速运动，碰撞 前的速度大于碰撞后的速度，故纸带的右侧与滑块相连； (3)34 放开滑块 1 后，滑块 1 做匀速运动，跟滑块 2 发生碰撞后跟 2 一起做匀速运动，根 据纸带

24、的数据得：碰撞前滑块 1 的动量为： 11 1 0.20 0.3100.620kg m/s 0.1 Pmv 滑块 2 的动量为零，所以碰撞前的总动量为 0.620kgm/s，碰撞后滑块 1、2 速度相等，所以 碰撞后总动量为： 122 0.118 (0.3100.210)0.614kg m/s 0.1 Pmmv (4)5 结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用 13 （1） 1 2 v（2） 2 1 4 mv 【解析】 【详解】 （1）当两球压缩最紧时，速度相等，对 A、B 两球组成的系统，由动量守恒定律得 Mv+0=2mv 解得: v= 1 2 v 答案第 7页，总 11页

25、 （2）在碰撞过程中系统的总机械能守恒，有 Ep= 2 1 2 mv- 2 1 2 2 mv 解得 Ep= 2 1 4 mv 14 （1）g- qE m ； mgE qBB （2）mg- mmgE tqBB （） 【解析】 【详解】 （1）相互间的弹力为 FN=qE+qvB 根据小环竖直方向的受力情况，由牛顿第二定律得 mg-FN=ma 即 mg-（qE+qvB）=ma 当 v=0 时，即刚下滑时，小环运动的加速度最大，解得 am=g- qE m 当 a=0 时，下滑速度达最大值 vm= mgE qBB （2）对小环，椎据动量定理有 （mg-f）t=mvm-0 解得 f=mg- mmgE tq

26、BB （） 15 （1）见解析（2） 4d v + 0 2 m qB （3） 2d v + 0 2 m qB 【解析】 【详解】 答案第 8页，总 11页 （1）轨迹如图所示 （2）粒子在 L1和 L2间运动的总时间为 t1= 4d v 粒子在菘磁场中运动的总时间为 t2= 0 2 m qB 粒子从 A 点运动到 B 点所需的时间为 t=t1+t2= 4d v + 0 2 m qB （3）初速度增大为 2v 时，不影响粒子在磁场中的运动时间，在 L1和 L2运动的总时间为原 来的 2 倍， t= 2d v + 0 2 m qB 16 （1）不守桓；系统所受合外力不为零。（2）2m/s（3） 4

27、 3 m 【解析】 【详解】 （1）系统动量不守桓。系统所受合外力不为零。 （2）对 A、B、C 组成的系统，由动量守恒定律得 0+0+0=mCv1+（mA+mB） （-v2） mCgR= 2 C 1 1 2 m v+ 2 AB2 1 ) 2 mmv（ 解得 C 到达 N 点时的速度大小： v1=2m/s A、B 速度大小 v2= 2m/s 答案第 9页，总 11页 （3）C 不离开 A 即 A、C 最终速度相同，对 A、C 组成的系统，由动量守恒得 mCv1+mA（-v2）=（mA+mC）v 解得 v= 2 3 m/s Q=mCgL= 2 C 1 1 2 m v+ 2 A2 1 2 m v-

28、 2 AC 1 ) 2 mmv（ 解得 NP 的长度： L= 4 3 m 17 （1）； 0 2 3 3 v （2） 0 2 3 3 mv eL （3） 0 3nmv eL （n=1，2，3） 【解析】 【详解】 （1）电子在电场中作类平抛运动，轨迹为抛物线，出电场后做匀速直线运动至 M 点，轨迹 如图所示 v= 0 cos30 v 解得 答案第 10页，总 11页 v= 0 2 3 3 v （2）电子的运动轨迹如图所示 电子运动的半径 R=L 由 qvB=m 2 v R 解得 B= 0 2 3 3 mv eL （3）电子在在磁场中最简单的情景如图所示。 在磁场变化的前三分之一个周期内， 粒子在 x 轴方向上的位移怡好等于 y 在磁场变化的后三 分之二个周期内，粒子在 x 轴方向上的位移恰好等于 2r；综合上述分析，则 3rn=2L（n=1，2，3） 而 答案第 11页，总 11页 r= 0 mv eB 解得 B0= 0 3nmv eL （n=1，2，3）