湖北省荆州市公安县2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

湖北省荆州市公安县2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

‎2019—2010学年度上学期期末考试 高 二 物 理 试 题 命题人：刘鹏飞 审题人：夏 川 ‎ 本试卷共6页，18题，全卷满分100分，考试用时90分钟。[来源:学,科,网]‎ ‎★祝考试顺利★‎ 注意事项：‎ ‎1.本试卷分为试题卷和答题卡，答题前请先将自己的姓名、学校、班级填写在答题卡上对应的位置。‎ ‎2.选择题的答案请用2B铅笔以正确的填涂方式填写在答题卡上对应的位置，非选择题请将答案填写在相应的答题栏内，写在试题卷上的答案无效。‎ ‎3.考试结束后，请将答题卡上交。‎ 第Ⅰ卷（选择题，共40分）‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。‎ ‎1. 下列说法正确的是 A．由公式U＝Ed可知，在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 B．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向 C．物体带电荷＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D．闭合电路中，电流总是从电势高的一端流向电势低的一端 ‎2． 在真空中有a、b两个点电荷，b的电荷量是a的3倍，如果a受到的静电力大小是F，则b受到的静电力大小是 A．F B．F/3 C．3F D．4F ‎3． 空间中两个点电荷形成的电场线分布如图所示，图中P，Q是电场线上的两个点，将一带正电的试探电荷固定在P点，则 ‎ A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量 B．该试探电荷在P点的电势能小于Q点的电势能 C．P点的电场强度大于Q点的电场强度 D．将试探电荷由静止释放，试探电荷仅在电场力的作用下将 沿着电场线由P点运动到Q点 ‎4． 如图所示，在平行于ABC平面的匀强电场中，有一个边长为6cm的等边三角形，A、B、C三点电势分别为8V，﹣4V和2V，D为靠近A点的AB线段的三等分点。下列说法正确的是 A．电场强度为400V/m ‎ B．电场线方向与AB平行，方向指向A ‎ C．电子在A点的电势能小于在B点的电势能 [来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK]‎ D．若将一电子从C点移至D点，电场力做功为﹣2eV ‎5. 如图所示的两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ‎，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ab与dc间的距离也为l。t＝0时刻，dc边与磁场区域边界重合，现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→d→c→b→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 A． B． C． D．‎ ‎6． 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为△U，电流表示数的变化量为△I，则下列说法错误的是 A．变化过程中△U和△I的比值保持不变 ‎ B．电压表示数变大，电流表示数变小 ‎ C．电阻R0两端电压减小，减小量为△U [来源:Z#xx#k.Com]‎ D．电容器的带电量增大，增加量为C△U ‎7. 如图是半径为R的圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q（q＞0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为．已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎8. 如图所示，在纸面内存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，一水平固定绝缘杆上套有带电小球P，P的质量为m、电荷量为﹣q，P与杆间的动摩擦因数为µ，小球由静止开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长，在运动过程中小球的最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是 A．小球先加速后减速，加速度先增大后减小 B．当v＝时，小球的加速度最大 ‎ C．当a＝时，＞ D．当v＝时，小球一定处于加速度减小阶段 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9. 如图所示，实线是匀强电场的电场线，电场方向水平向右，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，若带电粒子在运动中只受电场力的作用，从 a 点运动到 b 点，则由此图可作出正确判断的是 A. 带电粒子动能增加 B. 带电粒子带正电荷 C. 带电粒子电势能增加 D. 带电粒子受电场力的方向水平向左 ‎10. 如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0～t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则 A．从左向右看感应电流的方向为顺时针 ‎ B．从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 C．感应电流的大小先减小后增加 ‎ D．感应电流的大小方向均不变 ‎11. 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都是规格相同的灯泡。实验时，断开开关Sl瞬间，A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而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电阻与L1的直流电阻相等 ‎ B．图乙中，变阻器R的接入电阻与L2的直流电阻相等 C．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流 D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中的电流与变阻器R中的电流相等 ‎12. 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极相连接的两个半径为R的D形金属盒，两盒间宽d的狭缝中形成的变化的电场，电压为U；两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场B中，一电子利用其加速，则下列说法中正确的是 A．电子获得的最大速度为 ‎ B．电子获得的最大动能为 ‎ C．电子的加速时间为 D．增大D形金属盒的半径，电子获得的最大动能减小 第Ⅱ卷（非选择题，共60分）‎ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13. （6分）某同学想设计一个实验测量某金属棒的电阻率，提供的器材有：‎ A．电流表A1（满偏电流＝200μA，内阻＝100Ω）‎ B．电流表A2（量程为0.6A，内阻约为0.4Ω）‎ C．电阻箱R0（0～99999.9Ω）‎ D．滑动变阻器R（0～5Ω，最大允许电流2A）‎ E．干电池组（电动势6V，内阻约为0.05Ω）‎ F．一个开关k和导线若干 ‎（1）如图甲所示，用螺旋测微器测得金属棒的直径D＝　 　mm；如图乙所示，用20分度游标卡尺测得金属棒的长度L＝　 　mm。‎ ‎[来源:Z*xx*k.Com]‎ ‎（2）该同学找来一个多用表，用欧姆档“×10Ω”粗测金属棒的电阻，发现指针偏转角度过大，他应换用　 　挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡后欧姆调零再次测量时指针静止如图丙所示，则金属棒的阻值Rx约为　 　Ω。‎ ‎（3）为了精确地测量金属棒的电阻，从而计算出电阻率，该同学将电流表A1与阻值调为R0＝　 　Ω的电阻箱串联改装成量程为6V的电压表，并在如图丁的虚线框画出测量原理图。‎ ‎14. （8分）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：‎ ‎①干电池（1节）；‎ ‎②直流电流表（0～0.6A挡，内阻约0.8Ω），（0～3A挡，内阻约为0.16Ω）；‎ ‎③直流电压表（0～3V挡，内阻约5kΩ），（0～15V挡，内阻约为25kΩ）；‎ ‎④滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流为1A）；‎ ‎⑤滑动变阻器R2（0﹣100Ω，允许最大电流为0.6A）；‎ ‎⑤开关一个，导线若干；‎ ‎（1）实验中滑动变阻器应选用　 　（填“R1“或“R2“）；‎ ‎（2）该同学根据提供的器材设计了如甲、乙所示的两电路图，你认为　 　（填“甲电路”、“乙电路”或“两个电路都不”）可行。‎ ‎（3）按正确的电路连接电路，闭合电键后移动滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数在U﹣I坐标纸上描点，并绘制出如下图所示图线，请根据图线求出电源的电动势E＝　 　V，电源内阻r＝　 　Ω。‎ ‎15. （8分）如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为﹣Q和+2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，求：‎ ‎（1）﹣Q在O点产生的电场强度的大小与方向；‎ ‎（2）球壳上的感应电荷在O点处产生的场强大小和方向。‎ ‎16．（8分）一带电荷量q＝6.4×10﹣19C、质量m＝1.6×10﹣25kg的粒子，从A以初速度v0＝m/s沿垂于电场线方向进入电场强度大小为E＝100V/m，方向竖直向下的匀强偏转电场。已知粒子经B点穿越偏转电场，其速度方向偏转了45°，若不计粒子重力，求：‎ ‎（1）A、B之间的电势差；‎ ‎（2）偏转电场的宽度L；‎ ‎17. （14分）如图所示，两根光滑的足够长直金属导轨ab、cd平行置于竖直面内，导轨间距为L，在导轨上端接有阻值为R的电阻。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放，金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。金属棒下落高度为h时恰好达到最大速度vm，重力加速度为g，不计导轨的电阻。求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中，电阻R上产生电热QR。‎ ‎18．（16分）如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E＝4×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。比荷＝2.5×109C/kg的带正电的粒子，以初速度v0＝2×107m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场，OA＝0.2m，不计粒子的重力。‎ ‎（1）求粒子在电场中运动的加速度大小；‎ ‎（2）求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离；‎ ‎（3）若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的取值范围。（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况）高二物理答案 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6[来源:学科网]‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C A C C A C B D AD AD BC BC ‎13.（1）2.150，102.30；（2）×1Ω，17.0；（3）29900，。‎ ‎14.（1）R1；（2）甲电路；（3）1.50；0.5。‎ ‎15. 解：（1）根据点电荷电场强度的计算公式可得﹣Q在O点产生的电场强度的大小为：E1＝＝，方向向左； (4分）‎ ‎（2）由于球内O点的合场强为零，则感应电荷在O点的电场强度等于A和B处电荷在O点的电场强度的叠加；则有：E2＝E1+＝E1+＝，方向向右。（4分）‎ ‎16. 解：（1）依题意得： （1分）‎ 从A到B由动能定理得： （2分）‎ 解得：UAB＝100V （1分）‎ ‎（2）粒子在竖直方向移动的距离： （1分）[来源:学科网ZXXK]‎ 又速度偏转角满足：，且，L＝v0t （4分）‎ 联立解得：L＝2m，偏转电场宽度为2m （1分）‎ ‎17.解：（1）金属棒开始下滑作加速度减小的加速运动，最后匀速运动，设磁感应强度为B，‎ 据法拉第电磁感应定律，有 E＝BLvm （2分）‎ 据闭合电路欧姆定律 I＝， （1分）‎ 最终导体棒平衡时，mg＝BIL （2分）‎ 联立解得：B＝； （2分）‎ ‎（2）金属棒下落过程，由能量守恒定律得：mgh＝总， （3分）‎ 电阻产生的焦耳热：QR＝， （2分）‎ 解得：QR＝（mgh﹣）； （2分）‎ ‎18. 解：（1）由牛顿第二定律得：a＝，代入数据解得：a＝1.0×1015m/s2，（3分）‎ ‎（2）设粒子在电场中运动的时间为t，粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y，则[来源:Z_xx_k.Com]‎ xOA＝at2，代入数据解得：t＝2.0×10﹣8 s， （3分）‎ y＝v0t，代入数据解得：y＝0.4m； （2分）‎ ‎（3）粒子经过y轴时在电场方向的分速度为：‎ vx＝at，代入数据解得：vx＝2×107m/s， （1分）‎ 粒子经过y轴时的速度大小为：v＝，代入数据解得：v＝×107m/s，（1分）‎ 与y轴正方向的夹角为θ，，θ＝45°， （1分）‎ 要使粒子不进入第三象限，如图所示，‎ 此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，‎ 由牛顿第二定律得：qvB＝m，由几何知识得：R+R≤y， （3分）‎ 联立解得：B≥2（+1）×10﹣2＝4.8×10﹣2 T； （2分）‎