湖北省宜昌市长阳县第一高级中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试卷

湖北省宜昌市长阳县第一高级中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试卷

‎ 高二物理试卷 时间：90分钟 总分：100分 一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分．1-8题单选，9-12题多选．全选对得4分，对而不全得2分，有选错或不选的得0分)‎ ‎1．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )‎ A.一小段通电导线放在磁感应强度为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零 B.通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零 C.放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是 1 T D.磁场中某处的磁感应强度的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同 ‎2. 两条导线相互垂直如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（ ）‎ A.顺时针方向转动，同时靠近导线A B.逆时针方向转动，同时离开导线A C.顺时针方向转动，同时离开导线A D.逆时针方向转动，同时靠近导线A α ‎3．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是（ )‎ ‎ A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎4．如图所示，某种确定材料的圆柱形导体横截面的直径为d、长为L，其两端所加的电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确是( )‎ L d U A．电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率不变 B．导体的长度变为2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍 C．导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平均速率不变 D．导体横截面的直径变为0.5d，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍 ‎5. 如图电路中，当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为（ ） ‎ A、电压表示数增大，电流表示数减少 B、电压表示数减少，电流表示数增大 C、两电表示数都增大 D、两电表示数都减少 ‎6．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，直线B为电源b的路端电压与电流关系图象，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象，将这个电阻R分别接到a、b两个电源上，由图可知两次相比　( )‎ A、R接到电源a上，电源的效率较高 B、R接到电源b上，电源的输出功率较大 C、R接到电源a上，电源输出功率较大，但电源效率较低 D、没有数值无法确定 ‎7． 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )‎ A. 1.3‎m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负 C．1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正 ‎8． 如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，一个正三角形导线框ADC（高为a）从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，则感应电流I与线框移动距离x的关系图像正确的是（ ）‎ ‎9. 如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点。现有一质子p以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（p只受电场力作用），p运动的速度图象如乙图所示，则（ ）‎ A．Q2必定是负电荷 B．Q2必定是正电荷 C．从b点到a点的过程中质子p的电势能一直减小 D．从b点到a点向远处运动的过程中质子p的电势能先增大后减小 B a b q R ‎10. 如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨所在平面.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，当ab棒达到稳定状态时，速度为v，电阻R上消耗的功率为P. 导轨和导体棒电阻不计.下列判断正确的是（ ） ‎ A．导体棒的a端比b端电势低 ‎ B．ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动 ‎ C．若磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的一半 ‎ D．若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则导体棒下滑到稳定状态时R的功率将变为原来的4倍 ‎11．右图为纯电阻电路中的部分电路，当滑动变阻器的滑片从最左端向右滑过2R/3时， 电压表的读数由U0增大到2 U0。若电源内阻不计，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．通过变阻器R的电流增大为原来的3倍 ‎ B．变阻器两端的电压减小为原来的2/3 ‎ C．若R的阻值减小到零，则电压表的示数为4 U0‎ D．以上说法都不正确 ‎12．如图所示，AB、CD为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．AB、CD的间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻．质量为m、有效长度为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好（导轨电阻不计）‎ ‎，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间电阻R上产生的焦耳热为Q，则 (　　 )‎ A．初始时刻棒所受的安培力大小为（2B2L2V0）／R B．从初始时刻至棒第一次到达最右端的过程中，整个回路产生的焦耳热为 C．当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv02－2Q D．当棒再次回到初始位置时，AC间电阻的热功率为（B2L2V02）／R 二、填空题：(本大题共2小题，共15分)‎ ‎13．（6分）‎ 某同学用螺旋测微器测定某一金属丝直径时，测得的结果如图a所示，则该金属丝的直径d＝______mm。另一位同学用游标上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图b所示，则该工件的长度L＝______cm。‎ ‎14．（9分）‎ 在练习使用多用表时，某同学将选择开关拨至“×10 Ω”档时，欧姆表的内部结构可简化成图甲中虚线框内的电路，欧姆表已经进行了必要的调零。该同学想用一个电阻箱Rx 较精确的测出该电路中电源的电动势E和该倍率下完成调零后欧姆表的内阻R内 （即），他的操作步骤是：‎ a．将欧姆表与电阻箱Rx连成图甲所示的闭合回路；‎ b．改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数I；‎ c．将记录的各组Rx 、I的数据描点在乙图中，得到- Rx图线如图乙所示；‎ d．根据乙图作得的- Rx图线，求出电源的电动势E和欧姆表内阻R内。‎ 图甲中，a表笔和b表笔的颜色分别是 和 ；电源的电动势E为___________V，欧姆表内阻R内为____________ Ω；电流表G的量程是____________ A。‎ G Rx E r R0‎ Rg 甲 a表笔 b表笔 三、计算题(本大题共4小题，共计37分．解答应写出必要的步骤、文字说明、方程式，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值与单位，否则扣分．)‎ ‎15. （6分）如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量 q＝－2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8×10－8J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势．‎ ‎16. （8分）如图所示，在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为，方向竖直向下的匀强磁场，在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷，在xOy平面内有一质量为m，电量为-q的微粒绕原点O沿图示方向作匀速圆周运动。若该微粒的圆周运动可以等效为环形电流，求此等效环形电流强度I。（重力加速度为g）‎ ‎17. （10分）如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.‎ ‎（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；‎ ‎（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。‎ ‎18. （13分）如图所示，倾斜挡板NM上的一个小孔K，NM与水平挡板NP成60°角，K与N间的距离。现有质量为m，电荷量为q的正电粒子组成的粒子束，垂直于倾斜挡板NM，以速度v0不断射入，不计粒子所受的重力。 ‎ ‎（1）若在NM和NP两档板所夹的区域内存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，NM和NP为磁场边界。粒子恰能垂直于水平挡板NP射出，求匀强磁场的磁感应强度的大小。‎ ‎（2）若在NM和NP两档板所夹的区域内，某一部分区域存在与（1）中大小相等方向相反的匀强磁场。从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后也能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求粒子在该磁场中运动的时间。 ‎ ‎（3）若在（2）问中，磁感应强度大小未知，从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上（之前与挡板没有碰撞），求该磁场的磁感应强度的最小值。 ‎ ‎ ‎ 一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分．1-8题单选，9-12题多选．全选对得4分，对而不全得2分，有选错或不选的得0分)‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 A D C C A C A C AD BD BC AC 二、填空题：(本大题共2小题，共15分)‎ ‎13. d＝ 5.701---5.704 mm L＝ 1.210 cm ‎14. 图甲中，a表笔和b表笔的颜色分别是 黑 和 红 ；电源的电动势E为__8__V，欧姆表内阻R内为__160___ Ω；电流表G的量程是__0.05__ A。‎ 三、计算题(本大题共4小题，共计37分．解答应写出必要的步骤、文字说明、方程式，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值与单位，否则扣分．)‎ ‎15. ‎ φA=-240V，φC=-240V ‎16. 该微粒受到重力mg、洛伦兹力FB、库仑力FE三个力的作用。‎ FB=qvB，FE=kq2/R2，v=ωr 再由几何关系 r=htanθ，R=h/cosθ，‎ 微粒沿z轴受力平衡，FE cosθ –mg=0，‎ 微粒在xOy平面内做匀速圆周运动，FE sinθ –FB=mω2r 联立解得：ω2+2ω-g/h=0。‎ 解得：ω=(-1)或ω="-" (-1)（不合题意，舍去）‎ 微粒圆周运动周期T=2π/ω 等效电流强度，I=q/T=。‎ ‎17. 解：（1）ab对框架的压力F1=m1g ①  框架受水平面的支持力FN=m2g+F1 ②  依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2=μFN ③  ab中的感应电动势E=Blv ④  MN中电流 ⑤  MN受到的安培力F安=IlB ⑥  框架开始运动时F安=F2 ⑦  由上述各式代入数据解得v=6 m/s ⑧  （2）闭合回路中产生的总热量 ⑨ 由能量守恒定律，得 ⑩  代入数据解得x=1.1 m ‎ ‎18. （1）粒子在磁场中作圆弧运动，由运动轨迹得：‎ 而     所以 ‎ ‎（2）如图所示，粒子垂直MN板从K点入射后做匀速直线运动从D点开始进入磁场，进入磁场后，根据左手定则，所受的洛伦兹力斜向上，要使粒子能垂直打到水平挡板NP，则粒子需偏转3000后从E射出（倾斜虚线可视为磁场的直线边界），做匀速直线运动垂直打到NP。‎ 粒子在磁场中运动的周期为 而     ‎ ‎（3）要使B最小，则要半径r最大，临界情况是粒子圆周运动的轨迹恰好跟两挡板相切，如图所示。根据对称性圆周运动的圆心C、交点G位于∠MNP的角平分线上，则由几何关系可得：‎ CDKF是边长为r的正方形。则在三角形NCF中，有      可得 ‎　　　　‎