河南省洛阳市2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

河南省洛阳市2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

洛阳市2020学年高二上学期期中考试 ‎ 物理试题 一、选择题：共14小题，每小题3分，在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~14题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 ‎1. 以下说法正确的是 A. 因为电流有方向，所以电流是矢量 B. 电阻大的导体，其电阻率不一定大 C. 电动势越大的电源，非静电力做功越多 D. 由可知，一段导体的电阻R与导体两端的电压U和通过的电流I有关系 ‎【答案】B ‎【解析】:A、电流既有大小又有方向,运算时应用代数运算法则,但电流是标量,故A错误;‎ B、导体电阻由导体本身的性质,即:由导体的材料、长度、横截面积决定,所以电阻大的导体，其电阻率不一定大，故B正确；‎ C、电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置, ,其中E是电动势，从公式中可以看出，电动势越大的电源，非静电力做功不一定越多，和带电量的多少也是有关的，故C错误；‎ D、公式是电阻的定义式，不是决定式，所以一段导体的电阻R与导体两端的电压U和通过的电流I有关系是不对的，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：B ‎2. 关于磁场下列说法中正确的是 A. 磁感线可以用铁屑来显示，因而是真实存在的 B. 电流元IL在磁场中受力为F，则B一定等于 C. 磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大 D. 磁体与通电导体之间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的 ‎【答案】C ‎【解析】A、磁感线可以用铁屑来显示，但不是真实存在的，故A错误；‎ B、根据公式: 若通电直导线的方向与磁场的方向垂直时,通电直导线受到的安培力为F,磁感应强度为.若电流元与磁场不垂直,则电流元IL在磁场中受力为F,则磁感应强度B可能大于 故B错误,‎ C、磁通量，所以磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大，故C正确；‎ D、磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场产生的，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：C ‎3. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是 A. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 B. 安培力对通电导线一定不做功 C. 放置在磁场中的通电导线一定受到安培力作用 D. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 ‎【答案】A ‎【解析】A、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，对粒子不做功，故A正确；‎ C、通电直导线与磁场方向夹角不为零时，才会受安培力，故C项错误 D、带电粒子在磁场中运动时，若运动方向与磁场平行，则不受洛仑兹力的作用，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：A ‎4. 一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径是d，接在内阻不计的电源两端时功率为P，现在把它拉成直径为的均匀长电阻丝后仍接在此电源上，此时功率为 A. 16P B. 4P C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】设镍铬丝原来的长度为，则，假设把它拉成直径为 的均匀长电阻丝后长度变为，因为拉伸过程中镍铬丝的体积不变，则 电阻变为 ,接入同一个电源上,由功率公式 知 ,故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎5. 如图所示，直线a为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡恰好能正常发光，则下列说法中正确的是 A. 此电源的内阻为1.5Ω B. 灯泡的额定电压为3V，功率为6W C. 把灯泡换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变小 D. 由于小灯泡B的U-I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用 ‎【答案】B ‎【解析】A项，根据电源的 曲线可知，电源曲线的斜率表示电源内阻，故电源的内阻 ，故A项错误。‎ B项，因为灯泡 ‎ 与该电源组成闭合电路时，灯泡恰好正常发光，所以图中A曲线与B曲线的交点所示的电压和电流值为灯泡的额定电压和额定电流，分别为3V和2A，额定功率，故B项正确。‎ C项，根据灯泡的额定电压和额定功率可以得到灯泡正常工作的内阻 ，灯泡正常工作的内阻 ，从而可知灯泡的内阻更加接近电源的内阻r，根据电源的输出功率可知，接入电路的阻值越接近电源内阻，电源输出功率的值越大，所以电源的输出功率将变大，故C项错误。‎ D项，小灯泡是纯电阻，可以用欧姆定律，其图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随着温度的改变而发生变化，故D项错误。‎ 综上所述本题答案是：B ‎6. 正三角形ABC的AB边沿竖直方向，其三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有恒定电流，方向如图所示，若A、B导线中电流相等，则导线C所受安培力的方向 A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向上 D. 竖直向下 ‎【答案】B ‎【解析】：等边三角形的三个顶点A、B、C处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流，有安培定则可得：导线A、B的电流在C处的合磁场方向竖直向下，再由左手定则可得：安培力的方向是与AB边垂直，指向右边，故B正确；‎ 综上所述本题答案是：B ‎7. 一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连，高频交流电周期为T，下列说法正确的是 A. 质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大 B. 质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D. 不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子 ‎【答案】A ‎【解析】A、由 得 ,当时,v最大, ,由此可以知道质子的最大速度随B、R的增大而增大，故A正确；‎ B、由 得 ,当时,v最大, ,由此可以知道质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,与加速电压无关,故B错误;‎ C、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;‎ D、此加速器加速电场周期 ,加速粒子时 ,两个周期不同,不能加速粒子.故D错误;‎ 综上所述本题答案是：A ‎8. 一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示，若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力的变化情况分别是 A. F增大，减小 B. F减小，增大 C. F与都减小 D. F与都增大 ‎【答案】D ‎【解析】在磁铁的N极位置与S极位置对调前,根据左手定则判断可以知道,导线所受的安培力方向斜向下,‎ 由牛顿第三定律得知,磁铁所受的安培力方向斜向上,‎ 设安培力大小为,斜面的倾角为,磁铁的重力为G,由磁铁的受力平衡得:‎ 斜面对磁铁的支持力: ,‎ 摩擦力: ,‎ 在磁铁的N极位置与S极位置对调后,‎ 同理可以知道,斜面对磁铁的支持力： ,‎ 摩擦力: 可见,F、f都增大，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎9. 真空中有两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流，在两导线所确定的平面内，一电子由P点运动到Q点的轨迹如图中曲线PQ所示，则一定是 A. ab导线中通有从a到b方向的电流 B. ab导线中通有从b到a方向的电流 C. cd导线中通有从c到d方向的电流 D. cd导线中通有从d到c方向的电流 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：注意观察图象的细节，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处偏转的半径小，由圆周运动半径公式及左手定则即可判断．‎ 解：注意观察图象的细节，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处偏转的半径小，洛伦兹力提供电子偏转的向心力，，圆周运动的半径R=，电子速率不变，偏转半径变小，说明B变强，根据曲线运动的特点，合外力指向弧内，则洛伦兹力指向左侧，根据左手定值可以判断，电流方向时从c到d，故C正确．‎ 故选：C ‎【点评】本题主要考查了带电粒子在磁场中做圆周运动的问题，要求同学们能根据图象判断粒子的运动情况，使用左手定则时四指指向电子运动的反方向，这是考生容易出现错误的关键环节，难度适中．‎ ‎10. 关于多用电表的使用，下列说法中正确的是 A. 用电阻挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大 B. 不管是当电压表、电流表还是欧姆表使用都应让电流从标“正”的接线柱流入多用电表 C. 测量电压、电流前要进行机械调零，测电阻时不需要进行机械调零 D. 测量电阻时不小心将红表笔插入标“负”的表孔，黑表笔插入标“正”的表孔，不影响结果 ‎【答案】BD ‎【解析】A、电阻的0在表盘右端,左端是无穷大,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度越小,故A错误;‎ B、多用电表测电流、电压、电阻时电流都是正接线柱流入,负接线柱流出,故B正确；‎ C、任何电表使用前都要机械调零，故C错误；‎ D、测量电阻时不小心将红表笔插入标“负”的表孔，黑表笔插入标“正”的表孔，不影响结果，两条线只是起接通电路的作用，正常操作不影响结果，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：BD ‎11. 长为L的导线ab斜放在水平导轨上（导线与导轨的夹角为），两导轨相互平行且间距为d，匀强磁场的磁感应强度为B，如图所示，当通过ab的电流为I时，导线ab所受安培力的大小为 A. IBL B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】磁场方向向里，电流方向从a流向b，磁场方向与电流方向垂直，所以导线ab受到的安培力 或者 ，故AC正确。‎ 综上所述本题正确答案为AC。‎ ‎12. 如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，为光敏电阻，当的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流A和电压表V的示数分别为I和U，以下说法正确的是 A. 若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少 B. 若仅将的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大 C. 若仅用更强的光照射，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加 D. 若仅用更强的光照射，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变 ‎【答案】AD ‎【解析】A项、根据，若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少，故A项正确。‎ B项、对整个电路的总电阻没有影响，起保护电容器的作用，若仅将的滑动触头 P向b端移动，则I、U、保持不变,故B项错误；‎ C项，若仅用更强的光照射 ，电阻随光照强度的增大而减小，根据串反并同则 增大， 应当减小，故C项错误。‎ D项， 的变化量的绝对值与的变化量的绝对值表示电源的内电阻，是不变的，故D项正确；‎ 综上所述本题正确答案为AD。‎ ‎13. 如图所示，电流表（0~3A）和（0~0.6A）是由两个相同的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，条件滑动变阻器，下列说法中正确的是 A. 的读数小于的读数 B. 的读数大于的读数 C. 、的指针偏转角度之比为1：1‎ D. 、的指针偏转角度之比为5：1．‎ ‎【答案】BC ‎【解析】图中的 、 并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,所以 、的指针偏转角度之比为；电流表的量程为3A, 的量程为 ,当偏转角相同时、的读数之比为 的读数大于的读数，故BC正确；‎ 综上所述本题答案是：BC ‎14. 如图所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强度为B）共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度射入场区，则 A. 若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度 B. 若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度 C. 若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度 D. 若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度 ‎【答案】CD ‎【解析】AD、电子进入电磁场中,受到洛伦兹力与电场力两个力作用,由左手定则判断可以知道,洛伦兹力方向向下,而电场力方向向上.若 ,则 ,即洛伦兹力大于电场力,电子向下偏转,沿轨迹Ⅱ运动,洛伦兹力不做功,而电场力对电子负功,动能减小,速度减小,所以速度 .故A错误，D正确；‎ BC、若 ,则 ,即洛伦兹力小于电场力,电子向上偏转,沿轨迹Ⅰ运动,洛伦兹力不做功,而电场力对电子正功,动能增加,速度增大,故速度故B错误，C正确；‎ 综上所述本题正确答案是：CD 二、实验题 ‎15. 如图螺旋测微器的读数是______cm；游标卡尺的读数是_________cm；若电流表的量程为0.6A，则电流表表针的示数是______A.‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). 1.3870 (2). 1.150 (3). 0.44‎ ‎【解析】（1）螺旋测微器的固定刻度为13.5mm，可动刻度为 ，所以最终读数为 ‎（2）20分度的游标卡尺,精确度是 ,游标卡尺的主尺读数为 ,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为 ,所以最终读数为: ；‎ ‎（3）电流表的量程是0.6A，则最小刻度代表的是0.02A，精确到0.01A，则图中表的读数是：0.44A 综上所述本题答案是：(1). 1.3870 (2). 1.150 (3). 0.44‎ ‎16. 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大，某同学利用实验探究这一现象，所提供的器材有 A．电流表（A1）量程0-0.6A，内阻约0.125Ω B．电流表（A2）量程0-3A，内阻约0.025Ω C．电压表（V1）量程0-3V，内阻约3kΩ D．电压表（V2）量程0-15V，内阻约15kΩ E．滑动变阻器（R1）总阻值约10Ω F．滑动变阻器（R2）总阻值约200Ω G．电池（E）电动势3.0V，内阻很小 H．导线若干，电键K 该同学选择仪器，设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据：‎ ‎（1）请你推测该同学选择的器材是：电流表为______，电压表为______，滑动变阻器为______（以上均填写器材代号）．‎ ‎（2）请你推测该同学设计的实验电路图并画在图甲的方框中______．‎ ‎【答案】 (1). A (2). C (3). E (4). ‎ ‎【解析】（1）由表中实验数据可以知道,电流最大测量值为 ,则电流表应选A;电压最大测量值为2V,电压表应选C;为方便实验操作滑动变阻器应选择E.‎ ‎(2)由表中实验数据可以知道,电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;灯泡最大阻值约为: ,电流表内阻约为 ,电压表内阻约为 ,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应选择外接法;电路图如图所示.‎ 综上所述本题答案是： A ； C ； E ； ‎ 三、计算题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ‎17. 如图所示，电流表内阻，现把它改装成两个量程的电流表，当接a、b两个接线柱时量程为3A，当接a、c两个接线柱时两车为0.6A，求电阻和．‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】当接a、b两个接线柱时量程为3A，其中起分流作用为一支路，与串联为一支路，此时量程为3A，由电路结构可得， 则流过的电流为 根据电路结构可得电阻的关系式： ，‎ 当接a、c两个接线柱时两车为0.6A，此时为一支路起分流作用，为一支路，此时流过的电流为，所以流过的电流为 ‎,根据电路结构知：‎ 结合以上各式可以求得： ，‎ 综上所述本题答案是： ，‎ ‎18. 如图所示，电源的电动势E=12V，电阻，电动机绕组的电阻，电键始终闭合，当电键断开时，电阻的电功率为20W，当电键闭合时，电阻的电功率为12.8W，求 ‎（1）电源的内电阻；‎ ‎（2）当电键闭合时，流过电源的电流和电动机的输出功率．‎ ‎【答案】(1) (2),‎ ‎...............‎ 流过的电流为 ,流过电动机的电流为 则 综上所述本题答案是：（1） （2） ；‎ ‎19. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻），现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右上方，如图所示，问：‎ ‎（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？‎ ‎（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？‎ ‎【答案】(1),(2),方向水平向右。‎ ‎【解析】（1）从b向a看其受力如图所示：‎ 水平方向： ‎ 竖直方向：‎ 又：‎ 联立解得： ，‎ ‎（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知所受安培力竖直向上，则有 解得： ，根据左手定则判定磁场方向水平向右。‎ 综上所述本题答案是：（1）； ‎ ‎（2），方向水平向右 ‎20. 如图所示，平面直角坐标系xoy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成60°角射出磁场，不计粒子重力，求：‎ ‎（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；‎ ‎（2）匀强电场的场强大小E．‎ ‎【答案】(1),(2)‎ ‎【解析】（1）因为粒子在电场中做类平抛运动,设粒子过N点时的速度为v,‎ 根据平抛运动的速度关系粒子在N点进入磁场时的速度 粒子在磁场中的运动轨迹如图:‎ 分别过N、P点作速度方向的垂线,相交于Q点,则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心,‎ 根据牛顿第二定律 得：‎ 代入 得粒子的轨道半径 ‎（2）粒子在电场中做类平抛运动,设加速度为a,运动时间为t 由牛顿第二定律:‎ 设沿电场方向的分速度为 粒子在电场中x轴方向做匀速运动,由图根据粒子在磁场中的运动轨迹可以得出:‎ 粒子在x轴方向的位移:‎ 又 由以上各式可以计算得出 .‎ 综上所述本题答案是：（1）；（2）‎