福建省泉州市泉港区第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

福建省泉州市泉港区第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

泉港一中2020学年高二上学期期末考试物理试题 ‎ 考试时间：90分钟 满分：100分 一、选择题(本题共12小题，共48分. 1～8为单项选择题，所列的四个选项中，只有一项符合题意；8～12题为多项选择题，所列四个选项中至少有二项符合题意，漏选得2分，错选或不选不得分）‎ ‎1.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随 时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为( )‎ A. U B. R C. U/R D. 1/R ‎2.如图所示的电路可将声音信号转化为电信号。该电路中，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，a、b构成了一个电容器，且通过导线与电源两极相接。若声源S发出的声波能使a做左右方向的往复振动，则a振动过程中（ )‎ A. a向右位移最大时，电容器的电容最大 B. a、b板之间的电场强度不变 C. 电路中始终有方向不变的电流 D. a、b板所带的电荷量不变 ‎3.电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把该电流表改装成量程为3.0 V的电压表，正确的方法是（ ）‎ A.应串联一个5800 Ω的电阻 B. 应串联一个1800 Ω的电阻 C. 应并联一个0.1 Ω的电阻 D. 应并联一个1800 Ω的电阻 ‎4．如图所示，两等量异种电荷在同一水平线上，它们连线的中点为O，竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平，圆心在O点，圆弧的半径为R，C为圆弧上的一点，OC与竖直方向的夹角为37°，一电荷量为+q，质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放，沿轨道滚动到最低点时速度v=，g为重力加速度，取无穷远处电势为零，则（ ）‎ A． 电场中B点的电势为 B．电场中A点的电势为 C． 小球运动到B点时的动能为2mgR D． 小球运动到C点时，其动能与电势能的和为1.3mgR ‎5. 在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是( )‎ A. 电压表V的示数变小 B. 电流表A1的示数变小 C. 电流表A2的示数变小 D. 电流表A的示数变大 ‎6.如图所示，长方体金属块边长之比a：b：c=3：1：2，将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（设金属块的电阻率不变）（ ）‎ A. I B. 9I/‎4 C. 4I/9 D. 2I ‎7.如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．下列说法正确的有（ ）‎ A. 高频电源频率随粒子速度的增大而增大 B. 粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大 C. 粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大 D. 粒子从磁场中获得能量 ‎8.如图甲所示,一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力），现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的（ ）‎ ‎9.关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（ )‎ A. 电场强度的定义式E=F/q适用于任何静电场 B.由磁感应强度公式,若长为L,通电电流为I的直导线在磁场中受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度B也一定为零 C.电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向一定相同 D. 由磁感应强度公式，磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同 ‎10.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分 别为和，方向也垂直于纸面向外。则（ ）‎ A． 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为 B．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为 C． 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为 D． 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为 ‎11.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么( )‎ A．R接到b电源上，电源的输出功率较大 B．R接到b电源上，电源的效率较高 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 ‎12. 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是（ ）‎ A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 C. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 D. 在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 二、实验题(每空2分，共18分）‎ ‎13．（1）图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。‎ ‎①图（a）中的A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。‎ ‎②关于R6的使用，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）。‎ A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“‎0”‎位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“‎0”‎位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 ‎③根据题给条件可得R1+R2=________Ω，R4=_____________Ω。‎ ‎④某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“‎1”‎连接的，则多用电表读数为_____________；若此时B端是与“‎3”‎连接的，则读数为_____________；若此时B端是与“‎5”‎连接的，则读数为____________。（结果均保留3为有效数字）‎ ‎（2）.某研究性学习小组利用如左图所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如右图所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到电动势E=___ V，内阻r =___Ω。‎ 三．计算题（共34分，要求写出必要的解题过程，只写最后结果的不得分）‎ ‎14．（8分）如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为，金属棒的质量为，电阻不计，放在导轨上且与导轨垂直。磁场的磁感应强度大小为，方向与导轨平面成夹角且与金属棒垂直，定值电阻为，电源内阻，当开关K闭合的瞬间，测得棒的加速度大小为，则电源电动势为多大？‎ ‎15.（8分）如图所示，M为一线圈电阻rM＝0.4Ω的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V．当S断开时，电流表1的示数I1＝‎1.6A，当开关S闭合时，电流表1的示数I2＝‎4.0A, 电流表2的示数IM＝‎2.5A。求：‎ ‎（1）电源内阻．‎ ‎（2）开关S闭合时电源的输出功率 ‎（3）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率．‎ ‎16.（9分）如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，求：‎ ‎(1)BA两点间的电势差U；‎ ‎(2)匀强电场的场强E的大小；‎ ‎(3)小球2的带电量Q。‎ ‎17.（9分）容器A中装有大量质量不同、电荷量均为 q 的带正电的 ‎ 粒子，粒子从容器下方的小孔不断飘入加速电场初速度可视为零做直线运动通过小孔后，从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。粒子通过平行板后垂直磁场方向进入 磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，最后打在感光片上，如图所示。已 知加速场、间的加速电压为U，偏转电场极板长为L，两板间距也为 L，板间匀强电场强度 ，方向水平向左忽略板间外的电场。平行板 f 的下端与磁场边界 ab 相交为P，在边界PQ上固定放置感光片。测得从容器 A 中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间，且Q距 P 的长度为‎3L，不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用，求：‎ 粒子射入磁场时，其速度方向与边界ab间的夹角；‎ 射到感光片Q处的粒子的质量；‎ 粒子在磁场中运动的最长时间。‎ 参考答案及评分标准 一选择题共48分，每题4分 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C A A D C B B C AC AB BC CD 二．实验题，每空2分，共18分 ‎13① （1）黑；（2）B；（3）160Ω；880Ω；（4）1.47mA；1.10×103Ω；2.95V ② 3 1‎ 三．计算题（34分=8分+8分+9分+9分）‎ ‎14.当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力、轨道的支持力和安培力三个力作用，如图：‎ 根据牛顿第二定律得：，…………2分 又，…………2分 ‎ …………2分 联立以上三式得，‎ 电源的电动势…………2分 ‎15.(1) 据题意，开关断开时电流为I1＝1．‎6A，据闭合电路欧姆定律有：‎ ‎ 解得：；…………2分 (2) 开关闭合时电源总功率为： …………1分 (3) 电源输出功率为：；…………2分 ‎(3) 电动机发热功率为： …………1分 电动机输入功率为： …………1分 电动机机械功率为：。…………1分 ‎16.(1)小球1从B到A过程，由动能定理得：qU－mgLcos30°＝0－0解得：U＝…………3分 ‎(2)BA间沿电场线的距离为：d＝L＋Lsin30° 在匀强电场，有：E＝‎ 所以联立以上三式得：E＝…………3分 ‎(3)未拿走球2时，小球1恰好处于静止状态，小球1和2间的作用力为：F库＝k 小球1受力平衡，则有：Fsin30°＋qE＝k Fcos30°＝mg 所以解得：Q＝ …………3分 ‎17.解：加速电场运用动能定理：‎ 可得进入偏转电场的初速度：‎ 粒子在偏转电场中做类平抛运动，根据类平抛规律可得：‎ 沿电场线方向的分速度：‎ 根据牛顿第二定律可得：‎ 又因为： ‎ 设粒子的速度偏转角为，联立式可得：‎ 故速度偏向角为，其速度方向与边界ad间的夹角为：…………3分 粒子在偏转电场中的偏转位移：‎ 根据运动的合成和分解可知，粒子进入磁场时的速度大小： ‎ 根据洛伦兹力提供向心力可得：‎ 又因为Q距 P 的长度为‎3L，根据几何关系：，可得：‎ 联立式可得粒子的质量： …………3分 粒子在磁场中运动的周期：‎ 粒子在磁场中运动的时间：，可知粒子的质量m越大时间越长，‎ 根据半径公式可知，粒子的质量m越大半径R越大，故打在Q点的粒子运动的时间最长，‎ 所以粒子在磁场中运动的最长时间： …………3分