【物理】广东省潮州市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】广东省潮州市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

潮州市2019—2020学年度第一学期期末高二级 教学质量检测卷物理科试卷 一、选择题（本题12小题共52分。每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，选对的得4分；第9~12题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.如图，在正点电荷Q形成的电场中，在某点M放入一电荷量为q的正点电荷P，P受到的库仑力为F，下列表述正确的是( )‎ A. P、Q之间相互吸引 B. 若将P移走，则M点的电场强度为零 C. 若将P移近Q，则P所受库仑力减小 D. 若将P的电荷量增大为2q，则P所受库仑力增大为2F ‎【答案】D ‎【解析】正点电荷P、Q带同种电荷，相互排斥，A错误；电场中的场强与放入电场中的电荷无关，也与是否放入电荷无关，B错误；根据库仑定律： ，若将P移近Q，则P所受库仑力增大，若将P的电荷量增大为2q，则P所受库仑力增大为2F ，C错误，D正确．故选D．‎ ‎2.如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)‎ A. B. C BL2 D. NBL2‎ ‎【答案】B ‎【解析】当abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为，故B正确，ACD错误．‎ ‎3.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电场强度的方向与等势面垂直 B. 电场强度为零的地方，电势也为零 C. 电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D. 电势降落的方向就是电场的方向 ‎【答案】A ‎【解析】A．电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向，电场线与等势面垂直，即电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；‎ B．场强为零的地方电势不一定为零，电势零点是人为规定的，一般取大地或无穷远处为电势零点，故B错误；‎ C．电场强度大小与电场线的疏密有关，而电势沿着电场线的方向降低，电场强度的大小与电势没有对应关系，故C错误；‎ D．在匀强电场中，电势降落最快的方向才是电场方向，电势降落的方向不一定是电场方向，可能与电场方向呈一定的角度，故D错误。故选A。‎ ‎4.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子从磁场中获得能量 B. 带电粒子的运动周期是变化的 C. 粒子由加速器的中心附近进入加速器 D. 增大金属盒的半径粒子射出时的动能不变 ‎【答案】C ‎【解析】A．粒子在磁场中受到洛伦兹力，但不做功，故不能在磁场中获得能量，故A错误；‎ B．带电粒子虽速度增大，但在磁场中运动的周期与速度无关，所以粒子的运动周期是固定的，故B错误；‎ C．根据 可知随着粒子速度增大，半径会增大，故粒子由加速器的中心附近进入电场中加速后，进入磁场中偏转，故C正确；‎ D．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动根据 得圆周半径 带电粒子从D形盒中射出时的动能 联立可得 即带电粒子q、m一定时，随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故D错误。故选C。‎ ‎5.有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c．电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由电阻的决定式可知，A中电阻；B中电阻；‎ C中电阻；D中电阻；故电阻最小的为A；‎ ‎6.两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电量 q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中（ ）‎ A. 油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a B. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C. 油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a D. 油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b ‎【答案】D ‎【解析】将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容减小，而电压不变，则由知，电容器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有a→b的电流．由于电容器板间电压和距离不变，则由，知板间场强不变，油滴所受电场力不变仍处于静止状态．‎ A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a，与结论不相符，选项A错误；‎ B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b，与结论不相符，选项B错误；‎ C．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a，与结论不相符，选项C错误；‎ D．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b，与结论相符，选项D正确；‎ ‎7.如图所示是电视机中偏转线圈的示意图，圆心O表示电子束，由纸内向纸外而来，那么，接通电源，给偏转线圈加上图示方向的电流时，电子束应(　　)‎ A. 不偏转，仍打在O点 B. 向左偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 ‎【答案】C ‎【解析】偏转线圈由上下两个“通电螺线管”组成，由右手螺旋定则判断知右端都是N极，左端都是S极，则O点处的磁场水平向左，由左手定则判断可知，从O点射出的电子受到向上的洛伦兹力的作用将会向上偏转，故C正确，ABD错误．故选C ‎8.一个带正电的质点，电量，在静电场中由a点移到b点，在这个过程中，除电场力外，其他力做的功为，质点的动能增加了，则a、b两点间的电势差为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由题意知根据动能定理得 所以 故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎9.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（　　）‎ A. 在和处受的电场力相等 B. 由运动到的过程中的电势能保持不变 C. 由运动到的过程中电场力先减小后增大 D. 由运动到过程中电场力先增大后减小 ‎【答案】AD ‎【解析】A．由图可知在和处电场强度相同，故根据 可知点电荷在和处受的电场力相等，故A正确；‎ B．由图可知至电场强度为负方向，故正电荷由运动到的过程中电场力做负功，电势能增加，故B错误；‎ CD．由图可知从至电场强度先增大后减小，所以点电荷受电场力先增大后减小，故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎10.磁场中某区域磁感线如图所示，则（　　）‎ A. a、b两点磁感强度大小相等 B. a、b两点磁感强度大小不等，Ba>Bb C. 同一小段通电导线放在a处时所受的磁场力一定比放在b处时大 D. 同一小段通电导线放在a处时所受的磁场力可能比放在b处时小 ‎【答案】BD ‎【解析】AB．磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，由图可知a、b两点中a点处磁感线密，因此a点磁感应强度大，即Ba>Bb，故A错误，B正确；‎ CD．通电导线在磁场中的受力大小除了跟磁感应强度有关外，还跟电流与磁感线方向夹角大小有关，因此同一通电导线在a、b处受力大小无法判断，故C错误，D正确。故选BD。‎ ‎11.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（　　）‎ A. 电源的电动势为6.0 V B. 电源的内阻为12 Ω C. 电源的短路电流为0.6 A D. 电流为0.2 A时的外电路的电阻是28Ω ‎【答案】AD ‎【解析】A．根据闭合电路的欧姆定律可得 由图可知直线与y轴截距为电源电动势，即，故A正确；‎ B．图像中纵轴的起点不是原点，电源内阻为直线斜率的绝对值，即 ‎ 故B错误；‎ C．电源短路时外电阻为零，因此短路电流 故C错误；‎ D．当时，外电阻的阻值 代入数据解得可解得，故D正确。故选AD。‎ ‎12.如图所示为汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，车灯电阻不变，电动机线圈内阻为0.02Ω，电流表和电压表均为理想电表。只闭合时，电流表示数为10 A,电压表示数为12 V；再闭合,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A，则（　）‎ A. 通过启动电动机的电流是2 A B. 通过启动电动机的电流是50 A C. 启动工作时电动机的机械功率为430W D. 启动工作时电动机的发热功率为50W ‎【答案】BCD ‎【解析】AB．只接通时，根据闭合电路欧姆定律可知电源电动势 车灯电阻 接通后，电流表示数，电压表示数 所以电源内电压 干路电流 所以通过电动机的电流 故A错误，B正确；‎ CD．根据前面的分析可知启动工作时电动机的发热功率为 电动机的总功率为 所以电动机的机械功率为 故C正确，D正确。故选BCD。‎ 二、实验题（本题2小题共14分）‎ ‎13.用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T．请根据下列步骤完成电阻测量:‎ ‎①旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线．‎ ‎②将K旋转到电阻挡"×l00"的位置．‎ ‎③将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的________‎ ‎ （填"0刻线"或"∞刻线"）．‎ ‎④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小．为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量．‎ A．将K旋转到电阻挡"×1k"位置 ‎ B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 ‎【答案】 (1). S (3). T 0刻线 (4). ADC ‎【解析】①[1]电表使用前要调节机械调零旋钮，使指针指在0刻线位置，故调节S旋钮；‎ ‎③[2][3]欧姆表测量前要进行欧姆调零，调节T旋钮，使指针对准0刻度线；‎ ‎④[4]指针偏转度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零，再进行电阻的测量；故顺序为ADC；‎ ‎14.某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d，该金属管长约0.5m，电阻约为6Ω，已知这种金属的电阻率为ρ。‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为________ mm，应用________（选填“游标卡尺”或“毫米刻度尺”）测金属管线的长度L；‎ ‎(2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材：‎ A.电压表0~3 V，内阻约10 kΩ B.电压表0~15 V，内阻约50 kΩ C.电流表0~0.6 A，内阻约0.05 Ω D.电流表0~3 A，内阻约0.01 Ω E.滑动变阻器，0~10 Ω F.滑动变阻器，0~1000 Ω 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_____，电流表应选________；滑动变阻器选______（填序号）‎ ‎(3)实验中实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误：‎ 错误1：___________________‎ 错误2：___________________‎ ‎(4)更正电路后测得电压表示数为U，电流表示数为I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式d=______________；‎ ‎【答案】 (1). 5.200 毫米刻度尺 (2). A C E (3). 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 ‎ ‎【解析】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规则读数为 ‎[2]为了提高精确度，因此应用毫米刻度尺测金属管线的长度L；‎ ‎(2)[3]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即选A；‎ ‎[4]因为电量中最大电流大约为 为了测量的精确,电流表应选择C；‎ ‎[5]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E；‎ ‎(3)[6][7]因为待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表应该采用外接法，而图中采用了电流表内接法；连接滑动变阻器的滑片接头错误，导线连接在滑动变阻器的滑片上，应该在接线柱上。‎ ‎(4)[8]根据欧姆定律得 又根据电阻定律有 则 又因为 计算得出 三、计算题（本题3小题共38分）‎ ‎15.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.2 m、质量为的通电直导线，电流大小I ‎＝1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在方向竖直向上的磁场中。已知磁感应强度大小变化规律如图所示，求从零时刻开始计时，需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？g取 ‎【答案】20s ‎【解析】当斜面对导线的支持力为零时，对导线受力分析，如图 所以有 联立可得 又因为 F＝BIL 所以可解得 B＝4T；依题意得B与t的变化关系为 根据图像可知 所以t＝20s；即需要20s，斜面对导线支持力为零。‎ ‎16.如图所示，平行光滑金属导轨abcd水平放置，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨的夹角，单位长度的电阻为r。保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。求：‎ ‎(1)金属杆所受安培力的大小；‎ ‎(2)金属杆的热功率。 ‎ ‎【答案】（1）；（2）。‎ ‎【解析】(1)由题意知电路中感应电动势的大小 金属杆的电阻 电路中的感应电流的大小为 所以金属杆所受安培力 ‎(2)金属杆的热功率 ‎17.如图所示，在坐标系中第一象限中存在与x轴成角斜向下的匀强电场，电场强度；第四象限中存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x轴方向的宽度，y轴负方向无限大，磁感应强度现有一电荷量为质量为的带正电的粒子，以某一速度从O点射入磁场，，粒子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场，不考虑粒子重力对问题的影响，求：‎ ‎(1)粒子进入磁场B的速度的大小；‎ ‎(2)粒子进入电场后，经多少时间再次到达x轴上；‎ ‎(3)若粒子进入磁场B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使粒子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）。‎ ‎【解析】(1)因为，，由几何关系得粒子在磁场中时的轨道半径 在匀强磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有 代入数据解得 ‎(2)由(1)知粒子以速度垂直电场方向进入电场，进入电场后做类平抛运动，如图 设经过时间t再次到达x轴上，离子沿垂直电场方向做速度为的匀速直线运动，位移为，则 离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a，位移为，则有 由几何关系可知 代入数据解得。‎ ‎(3)由 可知B越小，半径越大，设粒子在磁场中最大半径为R，根据图中几何关系得 所以有洛伦兹力提供向心力有 代入数据解得；则外加磁场的最小值为