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2020 年秋季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考
高二物理试卷
考试时间：2020 年 11 月 16 日上午 10：30—12：30 试卷满分：100 分
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分.每小题只有一个选项符合题目要求。
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
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． 2 : 4 B．1: 2 C．1: 2 D．1: 4
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 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
0
的质量均为则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为（ ）
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1 A． mv2
3
0
1 B． mv2
4
0
1 C． mv2
6
0
1
D．
mv2 12
0
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 、 和 恒定
I I I
a b c
kl
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
，其中 I 表示电流大小，r 表示该点到
B r
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 C．三根导线中电流大小关系为
B．导线 a 中的电流一定与导线 c 中的电流反向
D．三根导线中电流大小关系为 I
I
b
I
a
c
I
a
I
b
c
I
5.x 轴上固定两个点电荷Q 、Q ，Q 位于坐标原点 O，Q 位于 a 点，沿 x 轴 O、a 之间各点对应的电势高
1
2
1
2
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 为负电荷，Q 为正电荷
1
2
B．
Q
的电量一定小于
Q
2
的电量
1
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
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 上，则小灯泡消耗的实际功率约为（
）
3.0V ，内阻 r 6.0
的电源
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A．0.62W C．0.17W
B．0.35W D．0.12W
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
8.电动势为 E，内阻为 r 的电源与定值电阻
、
、滑动变阻器 R 连接成如图所示电路，已知
，
R
1
R
2
R r
R
2
r 2r
2 ，滑动变阻器的最大阻值为 ，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（
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A．通过定值电阻
R
中的电流减小
1
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
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目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分.
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“6.0V 3.0W ”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机正常工作时，下列说法正确的是（
）
，则当电动
A．通过电动机的电流为6.0A C．电动机的输出功率为33W
B．通过电动机的电流为0.50A D．电动机的输出功率为 2.75W
10.矩形 abcd 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bc 的是（
）
2ab，则下列说法正确
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 0、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
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 H ）、氘（1 D ）、氚（1 T ）和氦核（
2
3
）经同一加速电场加速后进入速度选择器，有两种带电粒子
4
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.己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
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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（ 3 ）
1
T
）
4
C．进入偏转磁场的带电粒子是氘（2 1D ）和氦核（
D．照相底片上将出现两个亮点
12.如图甲所示，在固定水平台上静置一质量为 m 向右的作用力 F， t
1kg 的物体（可视为质点），t 0时刻该物体受到水平
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
37
且足够长，物体与水平台、斜面间的动摩擦因数均为
变化关系如图乙所示，斜面倾角为
0.5，
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g （
）
10m / s2 ， 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 C．物体在斜面上上滑的最大距离为12.8m 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分.
B．物体滑上斜面时的速度大小为15m / s D．物体停止运动时距离斜面底端5.12m
13.（6 分）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
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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
200.0g、 m 300.0g ；
B
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10Hz ，则滑块 A 离开弹簧后的动量大小为 p
1
________kgm / s ，滑块 B 离开
弹簧后的动量大小为 ________ （结果均保留三位有效数字）；
p
2
kgm / s
________J（结果保留三位有效数字）.
（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
14.（9 分）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 2.5电流表 A：量程0 ~ 3A，内阻 R 为0.5
A
3kΩ
电压表 V：量程0 ~ 3V，内阻
R
V
滑动受阻器 R：最大阻值为10电阻箱 R
：阻值范围0 ~ 9999
，额定电流5A
开关 S、导线若干
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（1）该同学将电压表 V 与电阻箱 R的阻值调至________Ω；
串联，使其改装成一个量程为 9.0V 的大量程电压表.此时应将电阻箱
（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 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 源电动势 E
；
0.85A
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 ________V，内阻 r
________Ω（结果均保留两位有效数字）.
15.（10 分）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.
16.（10 分）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
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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.
17.（12 分）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.己知垂 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，求：
c 30 ，ac L ，不计粒子重力.
（1）粒子的速率；
（2）粒子在磁场中运动的最长时间.
18.（13 分）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
3mg .求：
在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，已知重力加速度为 g，且 qE
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（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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高二物理参考答案
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 答案
1 B
2 A
3 D
4 C
5 D
6 B
7 C
8 D
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目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 题号 答案
9 BD
10 AC
11 BC
12 ACD
三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13.（6 分）
（1）0.240（2 分） 0.240（2 分） （2）0.240（2 分） 14.（9 分） （1）6000（2 分） （2）2.30（2 分）
（3）连线如图 （1 分） 9.3（9.0 ~ 9.05均给分） （2 分） 2.7（ 2.5 ~ 2.9 均给分）（2 分）
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15.（10 分）答案：（1）
6gh 2
（2）
h 4
解析：（1）设小球从弧形槽滑下时的速度大小为 v ，弧形槽的速度大小为 v ，由系统机械守恒定律可得：
1
2
1 mgh
mv2 2
1
1 2
3mv2
2
①（2 分）
由于系统在水平方向上动量守恒，故由动量守恒定律可得： mv1
3mv2
②（2 分）
3gh
联立①②解得：
6gh
（1 分）
v
1
2
2
（2）小球与墙壁碰撞后以原速率弹回，当小球再次滑上弧形槽，到达弧形槽最高点时与弧形槽共速，设共 同速度为 v，此时小球的高度为 h 1
，对小球和弧形槽有机械能守恒定律可得：
mv2 v2 2
1
1
1
mv2 3
2
③（2 分）
(
m m 3 )
mgh
2 2
1
由水平方向上动量守恒定律可得：
mv
h
联立①②③④解得：
3 2 ( 3 ) ④（2 分） mv m m v
h 4
（1 分）
q B R
2
2
2
16.（10 分）答案：（1）
2m
（2）
dBR U
解析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设粒子运动半径为 r 时，速度大小为 v，由牛顿第二定律可得：
qvB m
v ①（2 分）
2
r
易得运动半径越大，粒子速率越大，动能越大，故当运动半径为 R 时，粒子的速度最大为 v ，粒子的动能
m
1
最大，设为
，有：
②（2 分）
E
km
E
km
mv2 2
m
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q B R
2
2
2
联立①②解得： （1 分）
E
km
2 m
（2）设粒子在电场中加速过 n 次，则由动能定理可得： ③（1 分）
nqU E
km
将粒子在电场中的运动看成初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为 a，加速时间为 t，加速总位移为：
x nd
④（1 分）
1 2 ⑤（1 分） x at
2 qU
由牛顿第二定律可得： ma ⑥（1 分）
d dBR
由运动学公式可得： 联立③④⑤⑥解得：
（1 分）
t
另解：由
U
计算加速时间参照得分
v
m
at
qBL 4m
4πm 3qB
17.（12 分）答案：（1） （2）
解析：（1）由垂直 ac 边入射的粒子恰好从 a 点出射，可得粒子在磁场中的运动半径为：
R
L
①（2 分） 4
由牛顿第二定律可得：
qvB m
v ②（2 分）
2
R
联立①②解得： v
qBL 4m
（2 分）
（2）粒子在磁场中运动的时间与对应的圆心角成正比，由题意可知，最长时间 t 对应的粒子运动轨迹如图 线所示，轨迹与bc 边相切，切点为 d，由几何知识可得轨迹对应的圆心角为
240 ，有：
2πR
③（2 分）
T
v
④（2 分） t T 2π
4πm
联立③④解得：
t 3qB
（2 分）
Earlybird
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16 L 3
18.（13 分）答案：（1） mgL （2） 2 2gL
（3）
解析：（1）由小球恰能在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，可知小球在运动过程中动能最小时仅由重力和电 场力的合力提供向心力，设此时速度大小为 v，动能为
E
，由牛顿第二定律可得：
k
(mg)
2
(qE)
2
mv ①（2 分）
2
E
k
1 ②（1 分） mv
2
L
2
（1 分）
联立①②解得：
E
k
mgL
（2）设小球在最低点的初速度大小为 v ，因小球受到的重力和电场力都是恒力，故可将两个力等效为一个
0
力 F，如图所示，设合力 F 的方向与竖直方向的夹角为 θ，有：
tantan
qE ③（1 分） mg
小球恰好做完整的圆周运动的临界条件是通过临界点 C 时细线拉力为零，动能为： E
k
mgL ④（1 分）
由动能定理可得：
mg(L Lcos60) qELsin60 E
k
1 ⑤（2 分） mv 2
2 0
联立③④⑤解得：
0
v
2 2 （1 分） gL
（3）若抛出小球的同时剪断细线，小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上先向左减速再向右加 速，水平方向位移为零，设经过 t 时间落到地面，A 点离地的高度为 h，则有：
h
1 gt
2
2
⑥（1 分）
1
0 v t at
2
⑦（2 分）
0
2
16 h L 3
联立⑥⑦解得： （1 分）
Earlybird
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湖北省鄂东南省级示范高中2020-2021学年高二上学期期中联考物理试题含答案
