安徽省滁州市民办高中2020学年高二物理上学期期末考试试题

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安徽省滁州市民办高中2020学年高二物理上学期期末考试试题

滁州市民办高中2020学年度上学期期末试卷 ‎ 高二物理 考生注意:‎ ‎1、本试卷分为选择题和非选择题。考试时间:90分钟,满分100分。‎ ‎2、本卷命题范围:选修3-1。‎ 第I卷 选择题(40分)‎ 一、选择题(共10小题,1-4小题为单选题,5-10小题为多选题,每小题4分,共40分)‎ ‎1.如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为l,处于匀强磁场中,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过逆时针方向电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.下列说法中正确的是(   )‎ A. 线圈只有bc边受到安培力 B. 线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内 C. 若电流大小不变而方向反向,线圈仍保持平衡状态 D. 若发现左盘向上翘起,则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡 ‎2.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知:‎ A. 反映Pr变化的图线是b B. 电源电动势为8V C. 电源内阻为4Ω D. 当电流为‎0.5A时,外电路的电阻为6Ω ‎3.如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场E,M点与P点的连线垂直于电场线,M点与N在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子,以相同大小的初速度v0‎ 分别从M点和N点沿竖直平面进入电场,重力不计。N点的粒子垂直电场线进入,M点的粒子与电场线成一定夹角进入,两粒子恰好都能经过P点,在此过程中,下列说法正确的是 A. 电场力对两粒子做功相同 B. 两粒子到达P点的速度大小可能相等 C. 两粒子到达P点时的电势能都减小 D. 两粒子到达P点所需时间一定不相等 ‎4. 两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上.不计重力,下列说法不正确的有 A. a、b均带正电 B. a在磁场中飞行的时间比b的短 C. a在磁场中飞行的路程比b的长 D. a在P上的落点与O点的距离比b的近 ‎5.如图所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b(截面可视为点)。a被水平放置在倾角为的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x。当两细棒中均通以大小为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止(近似认为b在a处产生的磁感应强度处处相等,且与到b的距离成反比),则下列说法正确的是 A. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上 B. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为 C. 电流不变,若使b向上平移,a仍可能在原处保持静止 D. 电流不变,若使b向下平移,a将不能在原处保持静止 ‎6.如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置.在管子的底部固定一电荷量为Q的正点电荷.在距离底部点电荷为的管口A处,有一电荷量为q、质量为m的点电荷由静止释放,在距离底部点电荷为的B处速度恰好为零.现让一个电荷量为q、质量为‎3m的点电荷仍在A处由静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为,则该点电荷运动过程中 A. 速度最大处与底部点电荷的距离是 B. 速度最大处与底部点电荷的距离是 C. 运动到B处的速度是 D. 运动到B处的速度是 ‎7. 如图所示,一根重力G=0.1N、长L=‎1m的质量分布均匀的导体ab,在其中点弯成θ=60°角,将此导体放入匀强磁场中,导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端,弹簧均为竖直状态,当导体中通过I=‎1A的电流时,两根弹簧比原长各缩短了△x=‎0.01m,已知匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度的大小B=0.4T,则 A. 导体中电流的方向为b→a B. 每根弹簧的弹力大小为0.10N C. 弹簧的劲度系数k=5N/m D. 若导体中不通电流,则弹簧伸长‎0.02m ‎8.如图甲所示为电场中的一条电场线,在电场线上建立坐标轴,则坐标轴上O~x2间各点的电势分布如图乙所示,则 A. 在O~x2间,场强方向没有发生变化 B. 在O~x2间,场强先减小后增大 C. 若一负电荷从O点运动到x2点,电势能逐渐减小 D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷,则该电荷在O~x2间一直做加速运动 ‎9.如图所示,MN是纸面内的一条直线,其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大),现有一重力不计的带电粒子从MN上的0点以水平初速度v0射入场区,下列有关判断正确的是 A. 如果粒子回到MN上时速度増大,则该空间存在的一定是电场 B. 如果粒子回到MN上时速度大小不变,则该空间存在的一定是电场 C. 若只改变粒子的速度大小发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变,则该空间存在的一定是磁场 D. 如果只改变粒子的速度大小,发现粒子再回到MN所用的时间不变,则空间存在的一定是磁场 ‎10.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,当元件中通入图示方向的电流I时,C、D两侧面会形成一定的电势差U。下列说法中正确的是 A. 若C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带负电 B. 若C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带正电 C. 在地球南、北极上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置时U最大 D. 在地球赤道上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时,U最大 第II卷 非选择题(60分)‎ 二、实验题(共2小题,共18分)‎ ‎11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:‎ ‎(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长L=_____________mm;‎ ‎(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径D=_____________mm;‎ ‎(3)用多用电表的电阻“×‎10”‎挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为_________ 。‎ ‎(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:‎ 待测圆柱体电阻R 直流电源E(电动势4V,内阻不计)‎ 开关S 导线若干 电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)‎ 电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)‎ 电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)‎ 电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)‎ 滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流‎2.0A)‎ 滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流‎0.5A)‎ 电流表选择_________,电压表选择_________,滑动变阻器选择________。‎ 为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在框中画出测量的电路图____________,并连接实物图_____________。‎ ‎(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示,则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ=________.(不要求计算,用题中所给字母表示)‎ ‎12.某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势和内电阻.除待测干电池外,实验室可供选择的主要器材有:电压表(量程,内阻未知);电流表(量程,内电阻);电阻箱();滑动变阻器();开关;导线若干.‎ ‎(1)用图甲的电路测定电压表的内阻.将调到,滑动变阻器的滑动触头移到_________(选填“左端”“右端”或“任意”)位置.然后闭合开关;‎ ‎(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头,让电压表满偏;‎ ‎(3)保持滑动触头位置不变,反复调节.当电压表的示数为时, 的值为,则电压表的内阻为__________ ;‎ ‎(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求,并保证实验的精确度,应将电压表的量程扩大为原量程的倍,则电阻箱的阻值应调为_____________ ;‎ ‎(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内(图中标明器材符号);‎ ‎(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值,记录多组电压表的示数与电流表的示数,经描点、连接得到图像如图乙所示.根据图像可求得该干电池的电势______ ;内电阻___________ .(结果均保留位小数)‎ 三、计算题(共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明与演算步骤.)‎ ‎13.(12分)如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度d=‎0.2 m,倾角θ=37°。质量m=‎0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,整个装置处在竖直向下的磁感应强度B=2.2T的匀强磁场中,导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取‎10 m/s2。求:‎ ‎(1)杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2;‎ ‎(2)滑动变阻器R有效电阻的取值范围。‎ ‎14. (14分)如图所示,在竖直平面内的平面直角坐标系xoy中,x轴上方有水平向右的匀强电场,有一质量为m,电荷量为﹣q(﹣q<0)的带电绝缘小球,从y轴上的P(0,L)点由静止开始释放,运动至x轴上的A(﹣L,0)点时,恰好无碰撞地沿切线方向进入在x轴下方竖直放置的四分之三圆弧形光滑绝缘细管.细管的圆心O1位于y轴上,交y轴于点B,交x轴于A点和C(L,0)点.该细管固定且紧贴x轴,内径略大于小球外径.小球直径远小于细管半径,不计一切阻力,重力加速度为g.求:‎ ‎(1)匀强电场的电场强度的大小;‎ ‎(2)小球运动到B点时对管的压力的大小和方向;‎ ‎(3)小球从C点飞出后会落在x轴上的哪一位置.‎ ‎15. (16分)如图所示,在坐标系xOy中,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,y轴右侧有垂直纸面向里匀强磁场。一带正电的粒子a从x轴上的M点垂直x轴以速度v0射入匀强磁场中,粒子的质量为m,电荷量为q(粒子重力不计),粒子经过y轴上的Q(0, )点后又垂直经过x轴上的P(-l,0)点,求:‎ ‎(1)匀强电场的场强E;‎ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度B;‎ ‎(3)M点的坐标;‎ ‎(4)若从x轴上的M点左侧的某点M′以相同速度射入另一个相同比荷的粒子b,该粒子飞进电场后恰好能够到达虚线上(虚线过P点且和x轴垂直),试求M′点的坐标。‎ ‎参考答案与解析 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ D D D B ACD BC AC AD AD AD ‎11. 50.15‎‎     4.700 ‎220 A2 V1 R1‎ ‎ ‎ ‎12. 左端 996.3 1.66 0.92‎ ‎13.(1)‎ ‎(2)‎ 解(1)由题意知:当棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小,当棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大,由物体平衡条件有:‎ 联解得:‎ ‎(2)设导体棒所受安培力为时对应R的值为和,则有:‎ ‎,‎ 联解得:,‎ 则:。‎ ‎14.(1)匀强电场的电场强度的大小为;‎ ‎(2)小球运动到B点时对管的压力的大小为mg方向向上;‎ ‎(3)小球从C点飞出后会落在x轴上的坐标为﹣‎7L的位置上.‎ 解(1)小球释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动,小球从A点沿切线方向进入,则此时速度方向与竖直方向的夹角为45°,即加速度方向与竖直方向的夹角为45°,‎ 则tan45°=‎ 解得:E=‎ ‎(2)根据几何关系可知,圆弧的半径r=‎ 从P到B点的过程中,根据动能定理得:‎ ‎(‎2L+)+EqL 在B点,根据牛顿第二定律得:‎ N﹣mg=m 联立解得:N=mg,方向向上,‎ ‎(3)从P到A的过程中,根据动能定理得:‎ 解得:‎ 小球从C点抛出后做类平抛运动,‎ 抛出时的速度vC=vA=‎ 小球的加速度,‎ 当小球沿抛出方向和垂直抛出方向位移相等时,又回到x轴,则有:‎ 解得:‎ 则沿x轴方向运动的位移x=‎ 则小球从C点飞出后落在x轴上的坐标x′=L﹣‎8L=﹣‎‎7L ‎15.(1)(2)(3)‎2l(4)‎ 解(1)设粒子经过Q点时速度与y轴负向成角 水平方向: ①‎ 竖直方向: ②‎ 联解①②得, ‎ 由动量定理得: ‎ 解得: ‎ ‎(2)由几何知识得: ,由得 ‎(3)M点坐标得 ‎(4)粒子b的半径也为r,经分析粒子b经过Q点即可恰好到达虚线
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