河南省淮阳县陈州高级中学2020学年高二物理上学期全能竞赛试题

河南省淮阳县陈州高级中学2020学年高二物理上学期全能竞赛试题

河南省淮阳县陈州高级中学 2020 学年高二物理上学期全能竞赛试 题 考试时间：90 分钟；分值：100 分 注意事项． 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第 I 卷 一，选择题（共 12 题，每小题 4 分，共 48 分．1~8 题为单选，8~12 题为多选， 在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得 4 分，选对 但不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分） 1．下列说法中正确的是( ) A．由库仑定律 F＝kQ1Q2 r2 可知，r→0 时，F→∞ B．由电场强度 E＝F q 可知，电场强度 E 与电荷量 q 成反比 C．由点电荷场强公式 E＝kQ r2 可知，r 一定时，电荷量 Q 越大，场强 E 越大 D．由电势差 U＝Ed 可知，电场强度一定时，两点间距离越大，这两点间电势差越大 2.如图所示，悬挂在 O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小 球 A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B.当 B 到达悬点 O 的正下方 并与 A 在同一水平线上，A 处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两 次实验中 B 的电荷量分别为 q1 和 q2，θ分别为 30°和 45°.则 q2/q1 为( ) A．2 B．3 C．2 3 D．3 3 3.如图所示，电动势为 E、内阻为 r 的电池与定值电阻 R0、滑动变阻器 R 串联， 已知 R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是 2r.当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑 动时，下列说法中正确的是( ) A．电源的输出功率先变小后变大 B．电源的输出功率先变大后变小 C．滑动变阻器消耗的功率变小 D．定值电阻 R0 上消耗的功率先变大后变小 4,如图所示的电路为欧姆表原理图，把欧姆表调零后测量一 个阻值为 R＝10 Ω的电阻时，指针偏转至满刻度的3 5 处，现 测量一个电阻 Rx，指针偏转至满刻度的1 5 处，则电阻 Rx 的阻 值为( ) A．4 Ω B．20 Ω C．30 Ω D．60 Ω 5.如图所示的电路中，电源的输出电压恒为 U，电动机 M 的线圈电阻与电炉 L 的电 阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是( ) A．电炉放出的热量大于电动机放出的热量 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 6.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如 图所示，D 形盒半径为 R，垂直 D 形盒底面的匀强 磁场的磁感应强度为 B，两盒分别与交流电源相 连．下列说法正确的是( ) A．质子被加速后的最大速度随 B、R 的增大而增大 B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 C．只要 R 足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子 7.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 直向上逆时针至水平向左的过程中，关于 B 的大小的变化，正确的说法是( ) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 8.如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在 O 点处有一放射源，沿半径方向射出速 率为 v 的不同带电粒子，其中带电粒子 1 从 A 点飞出磁场，带电粒子 2 从 B 点飞 出磁场，不考虑带电粒子的重力．则( ) A．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷比值为 3∶1 B．带电粒子 1 的比荷与带电粒子 2 的比荷比值为 3∶1 C．带电粒子 l 与带电粒子 2 在磁场中运动时间比值为 2∶1 D．带电粒子 1 与带电粒子 2 在磁场中运动时间比值为 1∶2 9.如图甲所示，一个电荷量为 2 C，质量为 1 kg 的小物块从 C 点静止释放，其运动的 v－t 图象如图乙所示，其中 B 点处为整条图线切线斜率最 大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是 ( ) A．B 点为中垂线上电场强度最大的点，场强 E＝1 N/C B．由 C 到 A 的过程中物块的电势能先减小后变大 C．由 C 点到 A 点的过程中，电势逐渐升高 D．AB 两点的电势差 UAB＝－5 V 10.有一电流计，内阻 Rg＝25 Ω，满偏电流 Ig＝3 mA，现对它进行改装，下列说 法正确的是( ) A．把它改装成量程为 0.6 A 的电流表，需与它并联一个 0.126 Ω的电阻 B．把它改装成量程为 0.6 A 的电流表，需与它串联一个 0.126 Ω的电阻 C．把它改装成量程为 3 V 的电压表，需与它并联一个 975 Ω的电阻 D．把它改装成量程为 3 V 的电压表，需与它串联一个 975 Ω的电阻 11.一个带负电的小球在轻绳拉力作用下在光滑绝缘水平面上绕着竖直方向的轴O 在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图 所示．若小球运动到 A 点时绳子突然断开，关于小球在 绳断开后可能的运动情况，以下说法中正确的是( ) A．小球做逆时针匀速圆周运动，半径大于原绳长 B．小球做逆时针匀速圆周运动，半径等于原绳长 C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径大于原绳长 D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径小于原绳长 12.如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线 与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有 一带电液滴沿虚线 L 斜向上做直线运动，L 与水平方向成β角，且α>β，则下列 说法中正确的是( ) A．液滴可能做曲线运动 B．液滴有可能做匀变速直线运动 C．电场线方向一定斜向上 D．液滴一定带正电 二、实验题（满分 22 分） 13．一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10 挡测量某 电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应 换到 挡．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的 步骤是 ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是 Ω． 16．如图 1 所示，为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为 1kΩ，现测 量该材料的电阻率． （1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的 直径和长度，某次测量的示数如图 2 甲和图 2 乙所示， 直径为 mm，长度为 cm． （2）在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精 确地测量其电阻，应选 （填序号）． A．电流表 A1：量程为 10mA，内阻约为 10Ω B．电流表 A2：量程为 3A，内阻约为 0.1Ω C．电压表 V1：量程为 15V，内阻约为 30kΩ D．电压表 V2：量程为 6V，内阻约为 15kΩ E．滑动变阻器：最大阻值为 20Ω，额定电流 1A F．低压直流电源：电压 6V，内阻忽略 G．电键 K，导线若干 （3）请在图 3 虚线框中画出完整的实验电路图． （4）如果实验中电流表示数为 I，电压表示数为 U，并测出该棒的长度为 L、直径 为 D，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示） 三．计算题（共 30 分） 15.如图 12 所示，AB 为水平放置，长度足够长的固定绝缘横杆，杆上套着一个带正 电的滑块，滑块的质量 m＝10 g，带电量 q＝8×10－3 C，整个装置处于水平向里的 匀强磁场中，磁感应强度 B＝5 T，现给滑块一个水平向右的初速度 v0＝10 m/s，滑 块便开始运动，已知滑块跟杆之间的动摩擦因数为μ＝0.2，求滑块克服摩擦力所做 的功.(g＝10 m/s2) 图 12 16．如图所示，一个质量为 m、带电量为+q 的小球，以初速度 v0 自 h 高度处水平抛 出．不计空气阻力．重力加速度为 g． （1）若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求 该匀强电场的场强 E 的大小； （2）若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧轨 迹运动，落地点 P 到抛出点的距离为 h，求该磁场磁感应强度 B 的大小． 高二物理竞赛答案 一．选择题 1. C 2.C 3.C 4.D 5.B 6.A 7.C 8.A 9.AD 10.AD 11.CD 12.CD 二．实验题 13．一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10 挡测量某 电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应 换到 ×100 挡．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤 是 欧姆调零 ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是 2200 Ω． 【解答】解：用×10 挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小， 说明所选档位太小，为了较准确地进行测量，应换到×100 挡． 如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是：重新进行欧姆 调零； 由图示表盘可知，该电阻的阻值是 22×100=2200Ω． 故答案为：×100；欧姆调零；2200． 14．如图 1 所示，为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为 1kΩ，现测 量该材料的电阻率． （1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的直径和长度，某次测量的示数如 图 2 甲和图 2 乙所示，直径为 13.540 mm，长度为 11.155 cm． （2）在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选 ADEFG （填序号）． A．电流表 A1：量程为 10mA，内阻约为 10Ω B．电流表 A2：量程为 3A，内阻约为 0.1Ω C．电压表 V1：量程为 15V，内阻约为 30kΩ D．电压表 V2：量程为 6V，内阻约为 15kΩ E．滑动变阻器：最大阻值为 20Ω，额定电流 1A F．低压直流电源：电压 6V，内阻忽略 G．电键 K，导线若干 （3）请在图 3 虚线框中画出完整的实验电路图． （4）如果实验中电流表示数为 I，电压表示数为 U，并测出该棒的长度为 L、直径 为 D，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示） 【解答】解：（1）螺旋测微器读数：13.5mm+4.0×0.01mm=13.540mm； 游标卡尺读数：111mm+11×0.05mm=11.155cm． （2）因为电源电压为 6V，所以电压表选 V2，电路中最大电流 I= =6mA， 故电流表选 A，所以选用的器材为 ADEFG． （3）因被测电阻 R=1kΩ，远大于电流表内阻和滑动变阻器的最大阻值， 所以电流表内接，滑动变阻器用分压接法，电路图如图所示： ． （4）由 R=ρ ，解得ρ= = ． 故答案为：（1）13.540；11.155；（2）ADEFG；（3）如图所示； （4） ． 15.解析 滑块最初所受洛伦兹力的大小为 F＝qv0B＝8×10－3×10×5 N＝0.4 N 重力 mg＝0.01×10 N＝0.1 N＜F 所以滑块受到向下的正压力的作用，水平方向有摩擦力存在，直到 N＝0 即 qvB＝mg 时，摩擦力消失，滑块匀速运动 这时 v＝mg qB ＝2.5 m/s Wf＝1 2 mv2 0－1 2 mv2＝0.47 J. 答案 0.47 J 16.【解答】解：（1）因为小球做匀速直线运动，所以 qE=mg， 解得 E= ． （2）小球在磁场中做匀速圆周运动，设半径为 R，根据几何关系得， R2=（R﹣h）2+（3h2﹣h2） 解得 R= ， 根据 qvB= 解得 B= ． 答：（1）匀强电场的场强 E 的大小为 ； （2）该磁场磁感应强度 B 的大小为 B= ．