天津市2019-2020学年高二上学期期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是

A.  B.  C.  D.

2. 难度：中等

如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知(  )

A.振子的振动周期等于t₁

B.在t＝0时刻，振子的位置在a点

C.在t＝t₁时刻，振子的速度为零

D.从t₁到t₂，振子正从O点向b点运动

二、多选题

3. 难度：简单

如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I₁，其末端间的电压为U₁。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I₂。则

A.用户端的电压 B.输电线上的电压降为U

C.输电线路上损失的电功率为 D.输电线路上损失的电功率为I₁U

三、单选题

4. 难度：困难

图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L₁和L₂为电感线圈，A₁、 A₂、 A₃是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关S₁瞬间，灯A₁突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S₂，灯A₂逐渐变亮，而另一个相同的灯A₃立即变亮，最终A₂与A₃的亮度相同．下列说法正确的是(  　)

A.图甲中，A₁与L₁的电阻值相同

B.图甲中，闭合S₁，电路稳定后，A₁中电流大于L₁中电流

C.图乙中，变阻器R与L₂的电阻值相同

D.图乙中，闭合S₂瞬间，L₂中电流与变阻器R中电流相等

四、多选题

5. 难度：中等

如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是

A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R₁消耗的功率变大

B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大

C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A₁示数变大

D.若闭合开关S，则电流表A₁示数变大、A₂示数变小

五、单选题

6. 难度：中等

一圆筒处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔射入筒内，射入时的运动与成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（  ）

A. B. C. D.

7. 难度：中等

某空间存在着如图所示的足够大的、沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。在t₁=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动。在A、B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是

A.图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系，图中y表示洛伦兹力大小

B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小

C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小

D.图乙可以反映B对A的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小

8. 难度：简单

一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑斜面上由静止开始沿斜面下滑，随后进入虚线下方垂直于斜面向上的匀强磁场中。如图所示，斜面以及虚线下方的磁场往下方延伸到足够远。下列说法正确的是(　　)

A. 线框进入磁场的过程，b点的电势比a点高

B. 线框进入磁场的过程一定是减速运动

C. 线框中产生的焦耳热小于线框减少的机械能

D. 线框从不同高度下滑时，进入磁场过程中通过线框导线横截面的电荷量相等

六、多选题

9. 难度：中等

嫦娥工程分为三期，简称“绕、落、回”三步走。我国发射的的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，经变轨成功落月。如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是

A.嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/s

B.嫦娥三号在环月轨道1上P点的加速度等于在环月轨道2上P点的加速度

C.嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态

D.嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小

10. 难度：困难

如图，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势　　

A.在时为零

B.在时改变方向

C.在时最大，且沿顺时针方向

D.在时最大，且沿顺时针方向

11. 难度：中等

利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，一块长为a，宽为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入图示方向的电流I时，电子的定向移动速度为v，当磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下时，前后两侧面会形成电势差U，下列说法中正确的是

A.前、后表面间的电压U与v无关 B.前表面的电势比后表面的高

C.自由电子受到的洛伦兹力大小为 D.前、后表面间的电压U与c成正比

12. 难度：中等

如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c．若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是(　　)

A.金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1∶

B.金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2

C.从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1

D.从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1

七、实验题

13. 难度：中等

某同学利用单摆测量重力加速度

（1）为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 （______）

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

（2）下列摆动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是__________。（填字母代号）

A.B.C.D.

（3）如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆。实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺。于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T₁；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T₂；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离△L。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式____________。

八、解答题

14. 难度：中等

如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化．求：

(1)交流发电机产生的电动势最大值；

(2)电路中交流电压表的示数．

15. 难度：困难

如图所示，相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为B₀的匀强磁场；在xOy直角坐标平面内，第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场，第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的正离子(不计重力)以初速度v₀沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动，从P点垂直y轴进入第一象限，经过x轴上的A点射出电场进入磁场．已知离子过A点时的速度方向与x轴成45°角．求：

(1)金属板M、N间的电压U；

(2)离子运动到A点时速度v的大小和由P点运动到A点所需时间t；

(3)离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C(图中未画出)与坐标原点的距离OC．

16. 难度：困难

如图所示，固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒和长度也为、电阻均为，两棒与导轨始终接触良好．两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量．图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为．的质量为，金属导轨足够长，电阻忽略不计．

（1）闭合，若使保持静止，需在其上加多大的水平恒力，并指出其方向；

（2）断开，在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为，求该过程安培力做的功．