【物理】甘肃省天水一中2019-2020学年高二下学期第一学段考试试题（解析版）

【物理】甘肃省天水一中2019-2020学年高二下学期第一学段考试试题（解析版）

天水市一中2019-2020学年度第二学期2018级 第一学段考试物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中9-12题是多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。其余题目是单选题。）‎ ‎1.关于下列说法正确的是（ ）‎ A. 法国物理学家密立根利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律 B. 美国物理学家库伦通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖 C. 丹麦物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应 D. 法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律，并测出了静电力常量K的值。故A不符合题意；B．美国的密立根通过实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。故B不符合题意。C．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应，故C不符合题意；D．法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则），故D符合题意。‎ 故选D。‎ ‎2.如图所示，带电平行极板中匀强电场竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向外，某带电小球从光滑绝缘轨道上a点滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经过P点进入板间的运动过程中初始一小段时间内，以下分析正确的有（ ）‎ A. 小球带正电 B. 小球的电势能增大 C. 小球的机械能增大 D. 小球所受洛伦兹力增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题意可知，小球在磁场中做直线运动，如果小球带正电，则所受重力竖直向下，电场力也向下，由左手定则可知，洛伦兹力也向下，小球不可能做直线运动，所以小球带负电，故A错误；‎ BCD．现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，小球进入磁场时的速度减小，洛伦兹力变小，由左手定则可知，洛伦兹力方向向上，所以小球向下偏转，电场力做负功，电势能增大，由能量守恒可知，小球的机械能减小，故B正确，CD错误；‎ 故选B。‎ ‎3.如图所示，边长为L的正方形线框abcd以速度v匀速通过宽度为‎2L的有理想平行边界MN、PQ的匀强磁场，线框的ab边与磁场边界MN平行、运动速度垂直磁场垂直于边界，以线框ab边到达磁场左边界为计时起点，已知磁场的磁感应强度为B，线框电阻为R，以顺时针方向为电流的正方向，表示线框中电流i随时间t变化规律的图象可能正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查右手定则和楞次定律。‎ ‎【详解】由右手定则或楞次定律可知线框进入磁场的过程电流方向为逆时针方向、离开磁场的过程电流方向为顺时针方向，因此电流方向先为负后为正，故D正确。故选D。‎ ‎4.如图所示，圆形线圈在条形磁铁顶部S极处，线圈平面与磁铁垂直．当条形磁铁缓缓沿竖直方向上升，直至远离线圈的整个过程中，从上往下看线圈中感应电流方向为（　　）‎ A. 始终顺时针 B. 始终逆时针 C. 先顺时针再逆时针 D. 先逆时针再顺时针 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当条形磁铁缓缓沿竖直方向上升，直至远离线圈的整个过程中，磁场方向一直向下，穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知，从上往下看线圈中一直产生顺时方向的感应电流，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎5.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个鸡蛋从一居民楼的‎45m高处坠下，与地面的撞击时间约为s，忽略空气阻力的影响（g取‎10m/s2），则该鸡蛋对地面产生的平均冲击力约为鸡蛋自身重力的多少倍 A. 15 B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据居民楼的高度可以求出落地速度：‎ 由动量定理可知 代人数据解得：‎ A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；‎ C．与分析相符，故C正确；D．与分析不符，故D错误；故选C。‎ ‎6.如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，当开关S断开与闭合时A、B灯泡发光情况是（　　）‎ A. S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮 B S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮 C. S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮 D. S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．S刚闭合后，灯泡A与电感并联，由于电感阻碍电流的增大，所以A灯亮一下，但电感的直流电阻为零，故A灯然后逐渐熄灭，B灯与电容器并联，由于电容器充电，所以B灯逐渐变亮。故A正确B错误；‎ C．S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮。故C错误。‎ D. S闭合足够长时间后再断开, B灯与电容器构成回路，电容器放电，所以B灯是逐渐熄灭，A灯与线圈构成回路，所以A灯先闪亮一下然后在逐渐熄灭，故D错误 故选：A。‎ ‎7.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为(k为一定值)。下列说法中正确的是（ ）‎ A. 为使电子加速，电磁铁的磁性应逐渐减弱 B. 为使电子加速，感生电场的方向应该沿逆时针方向 C. 为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流应该增大 D. 电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．为使电子加速，应使感生电场方向与电子运动方向相反，由于电子沿沿逆时针方向运动，如果电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，由楞次定律可得，电磁铁的磁性应逐渐增强，故A错误；‎ B．由于电子带负电，所以感生电场的方向应该沿顺时针方向，故B错误；‎ C．当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，若电流增大，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动，故C正确；‎ D．磁感应强度随时间变化率为 感生电动势 电子运动一周感生电场始终做正功 故D错误。故选C。‎ ‎8.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的Ф－t图像如图所示．下列说法中正确的是（ ）‎ A. t=0时刻线圈在中性面位置 B. t=0.01s时线圈产生的感应电动势最大 C. t=0.02s时线圈磁通量的变化率为零 D. t=0.03s时线圈中的电流方向发生改变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．t=0时刻，磁通量等于零，线圈垂直于中性面，故A错误；B．t=0.01s时刻，磁通量最大，Φ的变化率为零，产生电动势为零，故B错误；C．t=0.02s时磁通量等于零，但Φ的变化率达最大，故C错误；D．t=0.03s时磁通量最大，Φ的变化率为零，产生电动势为零，线圈中的电流方向发生改变，故D正确；故选D。‎ ‎9.如图所示，在匀强磁场中用两根柔软绝缘的细线将金属棒悬挂在水平位置上，金属棒中通入由到的恒定电流，这时两根细线均被拉紧。现要使两根细线对金属棒的拉力变为零，可采用的方法是（　　）‎ A. 适当增大电流 B. 适当增大磁感应强度 C. 将磁场反向并适当改变大小 D. 将电流反向并适当改变大小 ‎【答案】AB ‎【解析】AB．由左手定则可知，金属棒所受安培力方向竖直向上，由此可知：‎ ‎（为细线的拉力），要使两根细线对金属棒拉力变为零，应增大安培力，由安培力公式可知适当增大电流或增大磁感应强度均可使两根细线对金属棒的拉力变为零，故A正确，B正确；‎ CD．由左手定则可知，将磁场反向或将电流反向，金属棒所受安培力方向均变为竖直向下，两根细线对金属棒的拉力增大，故C错误，D错误。故选AB。‎ ‎10.如图所示，厚度为，宽度为 的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是( )‎ A. 上表面的电势高于下表面 B. 下表面的电势高于上表面 C. 增大时，上下表面的电势差增大 D. 增大时，上下表面的电势差减小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面，A错B对；由电流的微观表达式：知，h增大时，载流金属导体中的载流子运动的速度减小；又有，解得：，知与h无关，与d成反比，C错D对．‎ 考点：霍尔效应及其应用．‎ ‎【名师点睛】正交电磁场的典型模型．‎ 装置 原理图 规律 速度选择器 若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动 磁流体发电机 等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极电压为U时稳定，q＝qv0B，U＝v0Bd 电磁流量计 q＝qvB 所以v＝所以Q＝vS＝π ‎11.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端与滑动变阻器R连接，当R=10Ω时，交流电压表示数为10V。图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t 变化的图象，线圈电阻不能忽略，下列说法正确的是（　　）‎ A. 0.02‎s时，R两端的电压瞬时值为零 B. 电阻R上的电功率为10W C. R两端电压u随时间t变化的规律是u=10cos100πt（V）‎ D. 当滑动变阻器触头向下滑动时，电压表示数变小 ‎【答案】BC ‎【解析】A．0.02s时穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，此时R两端的电压瞬时值不为零，故A错误；‎ B．电压表的读数为R两端的电压，电阻R上的电功率 故B正确；‎ C．根据乙图可知，线圈从平行于磁场方向开始转动，故R两端的电压u随时间t变化的关系为余弦函数，R两端电压的最大值 Um=U=10 V 角速度 所以R两端的电压u随时间t变化的规律是 u=10cos100πt（V）‎ 故C正确；‎ D．当滑动变阻器触头向下滑动时，R增大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，电压表示数增大，故D错误。故选BC。‎ ‎12.如图所示，质量m1＝‎0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l＝‎1.5 m，现有质量m2＝‎0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0‎ 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝‎10 m/s2，则 A. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒 B. 物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒 C. 若v0=‎2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24 s D. 若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于‎5m/s ‎【答案】ACD ‎【解析】由于地面光滑，所以物块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；由于物块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有，解得 ，代入数据得，C正确；要使物块恰好不从车面上滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则，由功能关系有，代入数据解得，故D正确；‎ 二、填空题（本题共7空，每空2分，共14分）‎ ‎13.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：‎ A.被测干电池一节 B.电流表：量程0~‎0.6A，内阻未知 C.电压表：量程0~3V，内阻未知 D.滑动变阻器：0~10Ω，‎‎2A E.开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差：在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。‎ ‎ ‎ ‎(1)实验电路图应选择如图中_____（填“甲”或“乙”）：‎ ‎(2)根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U－I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为______V，内电阻为______Ω。‎ ‎(3)忽略偶然误差，本实验测得的E测、r测与真实值比较：E测_____E 真，r测_____r真（选填“＜”、“＝”或“＞”）‎ ‎【答案】 (1). 乙 (2). 1.5 1 (3). ＜ ＜‎ ‎【解析】(1)[1]．测量电电动势和内阻的时候，由于电源的内阻是很小的，若采用甲图的接法，由于电流表内阻的影响，会使测量电阻偏大，为了减小内阻的测量误差，实验时应选用电路图乙．(2)[2][3]．由U-I图可知，电源的电动势为：E=1.50V；内电阻为 ‎(3)[4][5]．由图乙所示可知，相对于电源来说，实验采用电流表外接法，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，忽略偶然误差，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值．‎ ‎14.某同学用螺旋测微器和游标为20分度的卡尺分别测量圆筒形工件的直径和长度。如图所示，该圆筒形工件外径的测量值为__mm，长度测量值为__mm。‎ ‎【答案】 (1). 0.398 (2). 10.30‎ ‎【解析】螺旋测微器的固定刻度为0，可动刻度为39.8×‎0.01mm=‎0.398mm，所以最终读数为0+‎0.398mm=‎0.398mm．‎ 游标卡尺的主尺读数为‎1cm=‎10mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为6×‎0.05mm=‎0.30mm，所以最终读数为：‎10mm+‎0.30mm=‎10.30mm。‎ 故答案为0.398；10.30‎ ‎【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．‎ 三、计算题（本题共3小题，共38分）‎ ‎15.如图，理想变压器原线圈与(V)的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为‎0.09A．‎ 求（1）原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）灯泡b正常发光时的电阻．‎ ‎【答案】 ;‎ ‎【解析】（1）由题可知原线圈电压U1=10V，原线圈电流为I1=‎0.09A，设副线圈上电压为U2，电流为I2，灯泡a中电流为Ia ,灯泡b中电流为Ib 由题可得 ‎ 解得： ‎ 因此: ‎ ‎（2） ,解得： ‎ 流过 的电流为 ‎ 故 ‎16.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距了‎1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R=2Ω的电阻．磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4T。质量为‎0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑。（g=‎10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ ‎（1）求金属棒下滑速度达到‎5m/s时的感应电流的大小和方向；‎ ‎（2）求金属棒下滑的最大速度；‎ ‎（3）当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率。‎ ‎【答案】（1）‎1A；由a到b（2）‎10m/s（3）8W ‎【解析】（1）金属棒下滑速度达到‎5m/s时产生的感应电动势为 感应电流为 由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a到b。‎ ‎（2）设金属棒运动达到稳定时所受安培力为F′，棒在沿导轨方向受力平衡有：‎ 解得：‎ 又：‎ 所以 ‎ 由得金属棒下滑的最大速度 ‎（3）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率：‎ ‎17.如图所示，光滑且不计电阻的导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab质量，长度与导轨宽度均为，电阻。当导体棒匀速下滑时，完全相同的两小灯泡恰好正常发光，灯泡上的标识已经不清楚，只能看到3V，整个过程中导体棒都紧贴导轨，重力加速度，求：‎ ‎（1）ab匀速运动时通过ab的电流方向；‎ ‎（2）ab匀速运动后内通过ab的电荷量；‎ ‎（3）灯泡的额定功率；‎ ‎（4）ab匀速运动时速度的大小。‎ ‎【答案】（1）由b到a；（2）‎3C；（3）1.5W；（4）‎20m/s。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由右手定则知，通过ab棒的电流方向为由b到a；‎ ‎（2）匀速时受力平衡 得 由 得 ‎（3）每个小灯泡中的电流为 功率 ‎（4）ab产生的感应电动势 由 知ab的运动速度