【物理】广东省揭阳普宁市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】广东省揭阳普宁市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

‎2019-2020学年度第一学期期终高中二年级质量测试 物理科试题 一、单选选择题 ‎1. 有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（ ）‎ A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C. 带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D. 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A选项错误；‎ B．安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，即B正确；‎ C．在匀强磁场中，洛伦兹力始终与运动方向垂直，此时洛伦兹力不做功，C错误；‎ D．由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D也错误．‎ 故选B。‎ ‎2.下列说法正确的是 A. 根据公式B=可得，磁场中某点的磁感强度B跟F、I、L都有关 B. 电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 C. 由E=可知，电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比 D. 由E=可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁场中某点的磁感强度B是由磁场本身决定的，磁感应强度是比值定义法定义的物理量，磁场中某点的磁感强度与F、I、L均无关，故A错误；‎ B．当电流的方向与磁场的方向平行时，磁场对电流没有作用力；电流在磁场中某点不受磁场力作用，此处的磁感应强度不一定为零，故B错误；‎ C．表达式是电场强度的定义式，采用比值法定义，E反映电场本身的性质，是由电场本身决定的，与检验电荷无关，即与该点放不放检验电荷、检验电荷所受的电场力和电荷量均无关，故C错误；‎ D．电荷在电场中某点的电场力为，对同一试探电荷其电量q一定，则电场强度越大，电场力越大；即场中某点电荷所受电场力大小与该点场强的大小成正比，D项正确。‎ ‎3.如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）‎ A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大 C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；‎ 把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，‎ A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误；‎ B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确；‎ C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误；‎ D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；‎ ‎4.如图甲、乙所示，两条直导线相互垂直，但相隔一段距离，其中AB、EF是固定的，另一条CD、GH能自由转动，当直流电流按图示方向通入各图中两条导线时，导线CD、GH将 A. CD顺时针方向转动，同时靠近导线AB B. GH顺时针方向转动，同时靠近导线EF C. CD逆时针方向转动，同时离开导线AB D. GH逆时针方向转动，同时离开导线EF ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．电流AB产生磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动。当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引；所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB，故AC错误；‎ BD．电流EF产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在GH左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向上，右边的电流元所受安培力方向向下，知GH导线顺时针方向转动。当GH导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引；所以导线GH顺时针方向转动，同时靠近导线EF，故B正确，D错误。‎ 二、多项选择题 ‎5.如图，在光滑绝缘的水平面上放置两个带异种电荷、电量不同的小球和，则由静止释放后 A. 两球的加速度逐渐增大 B. 两小球的电势能逐渐减小 C. 两小球受到的库仑力不做功 D. 两小球受到的库仑力大小不相等 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两球带异种电荷，两者相互吸引，距离减小，根据库仑定律 可知小球受的库仑力均在增大，根据牛顿第二定律 可知加速度增大，故A正确；‎ BC．两小球都在库仑力作用下做加速运动，动能增大，库仑力做正功，电势能减小，故B正确，C错误；‎ D．两小球受到库仑力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律知两库仑力大小相等方向相反，故D错误。‎ ‎6.如下图所示，质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，当有电流通过细杆，细杆恰好静止于导轨上．细杆与导轨间的摩擦力 一定不为零的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 通过受力分析，根据杆子所处的状态为平衡状态，合力为0，去判断是否有摩擦力．‎ ‎【详解】A图中杆子受重力、支持力，水平向右的安培力，可知，杆子可能受摩擦力，也可能不受．故A错误．B图中若杆子受的重力与所受的竖直向上的安培力相等，杆子不受摩擦力．若重力大于安培力，则受重力、支持力，安培力、摩擦力．所以杆子可能受摩擦力，可能不受摩擦力．故B错误．C图中杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，若要处于平衡，一定受摩擦力．故C正确．D图中杆子受重力水平向左的安培力、支持力，若要处于平衡，一定受摩擦力．故D正确．故选CD．‎ ‎【点睛】解决本题的关键会正确地进行受力分析，能够根据受力平衡判断摩擦力的存在．‎ ‎7.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源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 A. 增大磁场的磁感应强度 B. 增大匀强电场间的加速电压 C. 增大D形金属盒的半径 D. 减小狭缝间的距离 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子在电场中加速，在磁场中回旋，最后从磁场离开，离开时由洛伦兹力提供向心力，有：‎ 解得：‎ 则最大动能为 知最大动能与加速的电压U无关，狭缝间的距离d无关，与磁感应强度B的大小和D形盒的半径R有关，故增大磁感应强度B和D形盒的半径R，可以增加粒子的动能，故AC正确，BD错误。‎ ‎8.如图所示，匀强电场中某电场线上的两点A、B相距0.2m，正电荷q=C从A移到B，电场力做功为2×J，则 A. A、B间的电势差为10V B. 该电场的场强为10V/m C. B点的电势比A点的高 D. 该电场的方向由A向B ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电势差与电场力做功的关系得：‎ 故A错误；‎ B．根据匀强电场两点电势差和电场强度的关系得：‎ 故B正确。‎ C．由 可得，所以B点的电势比A点的低，故C错误；‎ D．沿着电场线电势降低，所以电场的方向由A向B，故D正确。‎ 三、实验题 ‎9.(1)完成下列游标卡尺及螺旋测微器的读数：‎ ‎(a) ‎ ‎______cm；‎ ‎(b) ‎ ‎_________cm；‎ ‎(c) ‎ ‎_____mm。‎ ‎(2)如图a为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约2000Ω的定值电阻.测量的某些操作步骤如下：‎ ‎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______位置（填“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”）；‎ ‎③将插入“+”“-”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将红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻器的两端，当指针摆稳后指向图b的位置，则该电阻的电阻值Rx=______；‎ ‎⑤测量完毕，应将调节可调部件K，使它的尖端指向_____或交流电压500V位置。‎ ‎【答案】(1). 2.98 6.170 1.195（1.194~1.196） (2). S “100” T 0刻线 2200 OFF ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]10分度的游标卡尺精确度为0.1mm，主尺为29mm，游标第8格对齐而不估读，则读数为：‎ ‎；‎ ‎[2] 20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，主尺为61mm，游标第14格对齐而不估读，则读数为：‎ ‎；‎ ‎[3]螺旋测微器转动刻度共50格长0.5mm，则精确度为0.01mm，转动刻度的格数估读一位，读数为：‎ ‎（1.194~1.196）；‎ ‎(2)[4] 万用表在测量之前要进行机械调零，即调节可调部件S，使电表指针停在左边电流的“0”刻线；‎ ‎[5]待测阻值约2000Ω，2000Ω=20×100Ω，指针指在中间刻度15附近所测电阻较准确，电阻的倍率挡选择×100Ω，则调节可调部件K，使它的尖端指向欧姆挡×100位置；‎ ‎[6][7]读数前先欧姆调零，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件T，使电表指针指向右边电阻0刻线；‎ ‎[8]由图b所示可知，选档位为×100，电阻阻值为：‎ Rx=22×100Ω=2200Ω；‎ ‎[9]测量完毕后，为了安全，应将调节可调部件K，使它的尖端指向OFF或交流电压500V位置。‎ ‎10.在做测量干电池组的电动势和内阻实验时，原理电路如图所示，备有下列器材供选用：‎ A.干电池2个 B.直流电流表（量程0~0.6A）‎ C.直流电流表（量程0~3A）‎ D.直流电压表（量程0~3V）‎ E.直流电压表（量程0~15V）‎ F.滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许最大电流为 1A）‎ G.开关、导线若干 ‎(1)直流电流表、直流电压表分别选________、________；（填仪器的序号字母）‎ ‎(2)若画出的U-I图像如图所示，从图可知待测电池组的电动势E=________V，内电阻r=______Ω。（保留三位有效数字）‎ ‎(3)考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是_________。‎ ‎【答案】 (1). B D (2). 3.00 1.00 (3). 电压表分流 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]结合滑动变阻器最大电流为1A，U-I图像中的最大电流小于0.6A，为保证安全且读数精确度高，电流表选择0.6A的量程，故选B；‎ ‎[2]电源是两节干电池，最大电动势约为3V，电压表选3V的量程合适，故选D。‎ ‎(2)[3][4]由闭合电路的欧姆定律知：‎ 可得U-I图像的纵截距表示电源的电动势，读得：‎ 图像的斜率表示电源的内阻，有：‎ ‎(3)本实验电压表所测路端电压是准确的，电流表所测电流小于流过电源的电流，原因是电压表不是理想电压表有分流，即造成本实验的系统误差的原因是电压表的分流。‎ 四、计算题 ‎11.如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E=4.0×N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m=0.10kg、带电荷量q=5.0×C的滑块（可视为质点），从轨道上与挡板相距=0.20m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距=0.10m的Q点，滑块第一次速度减为零，若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变。求：‎ ‎(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；‎ ‎(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；‎ ‎(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能。‎ ‎【答案】(1)0.20m/s2(2)4.0×J (3)2.0×J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有：‎ qE=ma 解得：‎ a=0.20m/s2‎ ‎(2)滑块从P点运动到挡板处程中，电场力所的功 解得：‎ ‎=4.0×J ‎(3)根据能量守恒定律可知，滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运到Q点过程中电场力所做的功，即：‎ 解得：‎ ‎△E=2.0×J ‎12.(8分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B. 一带负电的粒子(质量为m、电荷量为e)以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ. (粒子所受重力不计)，求：‎ ‎(1)该粒子射出磁场的位置（用坐标表示）；‎ ‎(2)该粒子在磁场中运动的时间 ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于洛伦兹力提供向心力，则：‎ R为圆轨道的半径，‎ 解得：‎ ‎ ① ‎ 圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得：‎ L=2Rsinθ② ‎ 联立①②两式解得 所以粒子离开磁场的位置为(,0)‎ ‎(2)因为 ‎ ‎ 该粒子在磁场中运动的时间 ‎13.如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，将棒的中点用细绳跨过轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2。‎ ‎(1)若导轨是光滑的，则要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?‎ ‎(2)若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，则要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?‎ ‎【答案】(1)1.5A，方向由a到b (2)，方向由a到b ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当导轨光滑时，设此时电流I0，对棒由共点力平衡可知：‎ Mg=BI0l 解得：‎ 根据左手定则判断，棒中的电流方向由a到b；‎ ‎(2)当轨道粗糙时，设棒与导轨之间的最大静摩擦力为f，大小为：‎ 若，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，‎ 设此时电流为I1，即有：‎ 解得：‎ 若，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，‎ 设此时电流I2，即有：‎ 解得：‎ 故ab棒中的电流范围为：‎ 根据左手定则判断，棒中的电流方向由a到b。‎