陕西省洛南中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

陕西省洛南中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

洛南中学2019-2020学年度第一学期期末考试 高二物理试题 一、选择题（本题共13小题，每小题4分，共计52分；其中1-9为单项选择题，10-13为多项选择题，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.关于电场，下列说法中正确的是( 　　)‎ A. E＝，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍 B. E＝k中，E与Q成正比，而与r2成反比 C. 在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各处的场强相同 D. 电场中某点场强的方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电场强度是由电场本身决定，与放入的试探电荷无关，故q减半后，电场强度保持不变，故A错误；‎ B、根据可知，在点电荷所形成的电场中，某一点的电场强度E与场源电荷的电荷量Q成正比，与该点到场源的距离的平方成反比，故B正确；‎ C、由于电场强度是矢量，故根据可知在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各处的场强大小相同但方向不同，故各处场强不同（方向不同），故C错误；‎ D、电场中某点场强的方向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，故D错误．‎ 故选B．‎ ‎2.在磁场中，某点磁感应强度的方向应是（ ）‎ A. 放入该点处的通电直导线所受磁场力的方向 B. 放入该点处小磁针S极的受力方向 C. 运动的电荷在该点处所受到的洛伦兹力的方向 D. 通过该点处磁感线的切线方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．通电导线受力的方向与磁场方向相互垂直;故A错误;‎ B．放在该点小磁针的N极受力方向为磁感应强度的方向;故B错误;‎ C．运动电荷在磁场中受到的洛仑磁力与磁场是相互垂直的;故C错误;‎ D．磁感线切线方向为该点的磁感应强度的方向;所以D正确;‎ ‎3.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是 A 粒子必定带负电荷 B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C. 粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能 D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.粒子在电场里做曲线运动，由曲线运动的规律可知，粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧，‎ 因电场线向右上方，则粒子一定带正电，故A错误；‎ B.电场线越密粒子受到的电场力越大，加速度越大，由图可知，M点的电场线比N点疏，则粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故B错误；‎ CD. 粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧，由M运动到N，电场力与位移夹角为锐角，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，故D正确C错误。‎ 故选D。‎ ‎4.如图所示的U-I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( )‎ A. 电源的输出功率为3.0W B. 电源电动势为3V，内阻为0.5Ω C. 电源内部消耗功率为1.0W D. R的阻值为1.5Ω ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率．‎ ‎【详解】电源的输出功率为：；故A错误；由图I可知，电源的电动势为，内阻；故B错误；电源内部消耗的功率为：；故C错误；由图II可知，；故D正确；故选D．‎ ‎5.如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时，电阻减小，则( ) ‎ A. 灯泡L变暗 B. 光敏电阻R上的电压增大 C. 电压表V的读数增大 D. 电容器C的带电荷量增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题中“当它受到的光照强度增大时，电阻减小”可知，本题考查电路动态变化，根据闭合电路欧姆定律可分析本题．‎ ‎【详解】A．当R受到的光照强度增大时，电阻减小，电流增加，灯泡变亮，故A错误；‎ B．串联电路电阻分压，电阻越大，分压越多，电阻越小分压越低，故B错误；‎ C．电压表所测电压为电路的路端电压，当R变小，外电路分压变小，故电压表读书减小，故C错误；‎ D．灯泡两端电压，电容器电压增大，根据 可知，电容器带电量增大，故D正确．‎ ‎6.如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V,12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联．开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为(　　)‎ A. 36 W B. 44 W C. 48 W D. 60 W ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电路中电灯正常发光，所以UL＝6 V，则电路中电流为，电动机两端的电压UM＝E－Ir－UL＝30 V－2×1 V－6 V＝22 V，则电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝UMI－I2RM＝22×2 W－4×2 W＝36 W.‎ A．36 W与计算结果相符，A正确．‎ B．44 W与计算结果不符，B错误．‎ C．48 W与计算结果不符，C错误．‎ D．60 W与计算结果不符，D错误．‎ ‎7.如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入图示方向的电流后，则线圈 ‎ A. 向左运动 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向右，根据异性相吸，知线圈向左运动，故A正确，BCD错误．‎ ‎8.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法错误的是(　　)‎ A. 三个粒子都带正电荷 B. c粒子速率最小 C. a粒子在磁场中运动时间最长 D. 它们做圆周运动的周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由左手定则可知，三个粒子都带正电，故A正确；‎ B.粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，则有 解得 由于带电粒子的B、q、m均相同，所以R与v成正比，因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大，由图知c粒子速率最大，故B错误；‎ CD. 粒子运动周期为 ，由于带电粒子的B、q、m均相同，所以周期相同，运动圆弧对应的圆心角越大，则运动时间越长，由图知a粒子在磁场中运动的时间最长，故CD正确；‎ 故选B。‎ ‎9.如图所示的电路中，、是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是 A. 合上S时，灯立即亮起来，逐渐变亮，最终二者一样亮 B. 断开S时，、两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭 C. 断开S时，、两灯都不会立即熄灭，且通过灯泡的电流方向与原电流方向相同 D. 断开S时，灯会突然闪亮一下后再熄灭 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.合上开关时，由于线圈的通电自感现象，则灯会逐渐变亮；灯与滑动变阻器R都是纯电阻电路，则灯立即变亮，故A错误；‎ BCD.断开开关，由于线圈的断电自感现象，、、线圈和滑动变阻器串联构成通路，则两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭；此时通过灯泡的电流方向与原电流方向相反；电路稳定时通过两灯泡的电流相同，断开开关，灯泡的电路维持原电流大小，则灯泡不会突然闪亮一下；故B正确CD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为L且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab匀速向右运动，下列说法正确的是 A. 导体棒ab两端的感应电动势越来越小 B. 导体棒ab中的感应电流方向是a→b C. 导体棒ab所受安培力方向水平向左 D. 导体棒ab所受合力做功为零 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. ab棒切割产生的感应电动势：‎ 由于棒匀速运动，v不变，又B、L不变，所以棒ab产生的感应电动势不变，故A错误；‎ B. 根据右手定则可知，ab棒中的电流方向从b→a，故B错误；‎ C. 根据左手定则判断知：棒ab所受安培力方向向左，故C正确；‎ D. 棒ab做匀速运动，动能不变，根据动能定理可知合力做功为零，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.如图所示，匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形，，，．把一个带电量为的点电荷从 A点移到到 B点电场力不做功，从 B点移动到 C点电场力做功为W．若规定 C点的电势为零，则 ‎ A. A点电势为 B. B、C两点间的电势差为 C. 该电场的电场强度大小为 D. 若从 A点沿 AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是甲 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 点电荷从B点移动到C点电场力做功为W，则B、C两点间的电势差为，点电荷从A点移动到B点电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上．从B点移动到C点电场力做功为W．说明电场强度方向垂直AB边向下，则有：，其，解得A点的电势为，该电场的电场强度大小为，电子从A点沿AB方向飞入，所受的电场力方向将沿电场线方向的反方向，故电子将向左上偏转，其运动轨迹可能是甲，故AC错误，BD正确，故选BD.‎ ‎【点睛】点电荷从A点移动到B点电场力不做功，说明A、B两点在同一等势面上，从B点移动到C点电场力做功为W．说明电场强度方向垂直AB边向下.‎ ‎12.如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量变小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.滑片向下滑动，回路电阻减小，电流增大，螺线管产生磁场变强，根据右手定则判断穿过a线圈的磁感应强度竖直向下，所以感应电流产生磁场竖直向上，根据右手定则判断，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，A正确 B.因为螺线管产生磁场变强，线圈a面积不变，，线圈a的磁通量变大，B错误 C.根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈有收缩的趋势，C错误 D.根据楞次定律，“来拒去留”原理可判断，a线圈磁通量增大，所以线圈a有远离b的趋势，对桌面压力变大，D正确 ‎13.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束速度可看作零，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子射出磁场的位置到入口处的距离为x，下列判断正确的是　　‎ A. 若离子束是同位素，则x越大，离子进入磁场时速度越小 B. 若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小 C. 只要x相同，则离子质量一定相同 D. 只要x相同，则离子的比荷一定相同 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据动能定理得到离子进入磁场的速度，即可根据几何关系求得在磁场中的轨道半径，进而由洛伦兹力做向心力求得速度，即可联立得到x的表达式．‎ ‎【详解】设正离子质量为m，电荷量为q，离子进入磁场时的速度为v；‎ 根据离子在加速电场中运动只有电场力做功，由动能定理可得：，所以，；‎ 离子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故离子做匀速圆周运动，根据几何关系可得：轨道半径；‎ 故由洛伦兹力做向心力可得：；所以，；‎ AB、若离子束是同位素，即电荷量q相等；则x越大，离子质量m越大，那么，离子进入磁场时速度v越小，故A正确，B错误；‎ CD、只要x相同，则离子的比荷一定相同，离子质量不确定，故C错误，D正确；‎ 故选AD．‎ ‎【点睛】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力做向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度．‎ 二、填空题（本题共三小题，共计20分，其中14题4分，15题8分，16题8分。）‎ ‎14.如图所示，螺旋测微器的读数为______mm，游标卡尺的读数为______mm．‎ ‎【答案】‎0.899mm-‎-0.901mm,‎‎33.10mm ‎【解析】‎ 试题分析：游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=；‎ 螺旋测微器的固定刻度读数‎0.5mm，可动刻度读数为，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=．‎ 考点：考查了游标卡尺和螺旋测微器的读数问题 点评：解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎15.用电流表 改装成如图所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程．关于此多用电表：开关S接到位置4时是_______（填“电流”、“电压”或“欧姆”）挡，A表笔为_______（填“红”或“黑”）表笔，开关S接位置_________（填“‎1”‎或“‎2”‎）时是电流挡的小量程。开关S接到位置_______（填“‎5”‎或“‎6”‎）时是电压档的最高档。‎ ‎【答案】 (1). 欧姆 (2). 红 (3). 2 (4). 6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]因多用电表只有欧姆档需要电源，则开关S接到位置4时是欧姆档；‎ ‎[2]多用电表的表笔有“红进黑出”的原则，即红表笔是电流进入的方向，黑表笔是电流流出的方向，由图可知A是红表笔；‎ ‎[3]改装成电流表时，电流计需与小阻值的定值电阻并联，且并联后总阻值越小，所能测量的总电流越大，由图可知，开关接“‎2”‎时的电阻比接“‎1”‎时大，则开关接“‎2”‎时的量程小；‎ ‎[4]改装成电压表时，电流计需与大阻值的定值电阻串联，且串联后的总阻值越大，所能测量的总电压越大，由图可知，开关接“‎6”‎时的电阻比接“‎5”‎时大，则开关接“‎6”‎时的量程大。‎ ‎16.某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知小灯泡标称值为“2.5V　1.25W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：‎ 电压表(量程为3V，内阻为3kΩ)；‎ 电流表(量程为100mA，内阻为10Ω)；‎ 电流表(量程‎3A，内阻为0.1Ω)；‎ 滑动变阻器(0～10Ω，额定电流为‎2A)；‎ 滑动变阻器(0～1kΩ，额定电流为‎0.5A)；‎ 定值电阻(阻值为2.5Ω)；‎ 定值电阻(阻值为10Ω)；‎ 定值电阻(阻值为1kΩ)；‎ 电源E(E＝3V，内阻不计)。‎ 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。‎ ‎（1）实验中滑动变阻器应选用________，电流表应选用________(均填器材的符号)，并________(填“串联”或“并联”)定值电阻。‎ ‎（2）在图中的虚线框内画出电路图______________。(图中标出选用的器材的符号)‎ ‎【答案】 (1). R1 (2). A1 (3). 并联 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由于所做实验为“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，滑动变阻器需采用分压的接法，故滑动变阻器选R1；‎ ‎[2][3]由电功率公式，小灯泡的额定电流为 电流表A2的量程过大，无法使用；而电流表A1‎ 的量程过小，但已知电流表内阻且题目中给有定值电阻，则可把电流表进行改装使用，故把电流表与定值电阻串联且改装后的电流表需外接；由题给定的定值电阻，则选用，此时电流表的量程为 ‎[4]由以上分析可知，电路图如下 三、解答题（要求写出必要的文字分析和解答过程。本题共两小题，每题14分，共计28分。）‎ ‎17.如图所示，电源的电动势E=80V，内电阻，，为电阻箱。求：‎ ‎（1）当电阻箱阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？‎ ‎（2）当电阻箱阻值为多大时，电阻箱消耗的功率最大？‎ ‎（3）当电阻箱阻值为14Ω时，电源输出功率为多少？此时电源效率为多少？‎ ‎【答案】（1）0Ω（2）6Ω（3）256W；80%‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由 可知I最大时R1功率最大，‎ 又由 可知：当R2=0时R1消耗功率最大。‎ ‎（2）设R2消耗的电功率为P1，则 由数学知识可知，分母最小时分数值越大，因 当且仅当 取“=”，此时R2消耗的电功率最大，则；‎ ‎（3）设电源的输出功率为，则：‎ 电源的效率为 ‎18.如图所示，一个圆形线圈匝数n=1 000，面积、电阻，在线圈外接一阻值为的电阻．把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度B随时间变化规律如图右所示．求：‎ ‎（1）内，回路中的感应电动势；‎ ‎（2）时，电阻两端的电压U．‎ ‎【答案】（1）1V；（2）32V ‎【解析】‎ 试题分析：（1）0～4s内，在B-t图中同一条直线，磁感应强度的变化率是相同的，由法拉第电磁感应定律可得出前4S内的感应电动势．（2）据闭合电路欧姆定律，求得t=5s时，电阻两端的电压．‎ ‎（1）根据法拉第电磁感应定律：‎ 由图可知：‎ 解得：‎ ‎（2）由图可知：‎ 根据法拉第电磁感应定律有：‎ 根据闭合电路的欧姆定律：‎ 根据部分电路的欧姆定律：‎ 联立解得：‎