广西柳州铁路第一中学2020学年高二物理上学期段考试题 理（含解析）

广西柳州铁路第一中学2020学年高二物理上学期段考试题 理（含解析）

广西柳州铁路第一中学2020学年高二物理上学期段考试题 理（含解析） ‎ 一．选择题：本题共10小题，每小题5分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求．第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得5分．选对但不全的得3分．有选错的得0分．‎ ‎1．生活处处皆物理，人生时时须探索．下列关于生活中的物理现象解释或说明正确的是：‎ A．对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越大 B．在指南针正上方附近沿垂直指针方向放置一直导线，导线通电时指针不偏转 C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服，要用绝缘性能良好的材料做成 D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场发生的 ‎【答案】B 考点：考查了电池内阻，电流的磁效应，静电屏蔽现象 ‎【名师点睛】明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．‎ ‎2．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I．在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点距导线的距离均为L．下列说法正确的是 A．a点和b点的磁感应强度方向相反 B．c点和b点的磁感应强度方向相同 C．a点和b点的磁感应强度大小之比为8：1‎ D．c点和b点的磁感应强度大小之比为5： 1‎ ‎【答案】D 考点：考查了磁感应强度 ‎【名师点睛】磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提．‎ ‎3．功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2020年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭（平均有3人）有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近 A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1012 kW·h D．8×1013 kW·h ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：全国一年节省的电能最接近，B正确；‎ 考点：考查了电功的计算 ‎【名师点睛】关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯时间．解题过程中要注意单位的换算，同时养成节能的好习惯．‎ ‎4．示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，下图是示波管的原理图．示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空．电子从灯丝K发射出来（初速度可不计），经电压为U0的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极YY'、XX'．当偏转电极XX´、YY´上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑．若要荧光屏上的A点出现亮斑，则 A．电极X、Y´接电源的正极，X´、Y接电源的负极 B．电极X、Y接电源的正极，X´、Y´接电源的负极 C．电极X´、Y接电源的正极，X、Y´接电源的负极 D．电极X´、Y´接电源的正极，X、Y接电源的负极 ‎【答案】A 考点：考查了示波管工作原理 ‎【名师点睛】要知道电子的受力与电场的方向相反，会分析两个方向上所加不同电压对应的不同偏转情况．‎ ‎5．在正常工作的闭合电路中，某电子在电源内部从电源一端定向移动到另一端，在此过程中非静电力对该电子做功为W，该电子的电势能变化量为ΔEp，则 A．W＞0，ΔEp＞0 B.W＞0，ΔEp＜0 C.W＜0，ΔEp＞0 D.W＜0，ΔEp＜0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：在电源的内部，非静电力对该电子做正功，即，电子的电势能增加，即有，故A正确．‎ 考点：考查了电场力做功 ‎【名师点睛】解决本题的关键要明确非静电力做功与电势能变化的关系，不能将这个关系与静电力做功与电势能变化的关系混淆．‎ ‎6．如图，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝，线圈由粗细均匀、单位长度质量为‎2克的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平线成60°角，线圈中通过的电流为‎0.1A，要使三条细线上的张力为零，重力加速度g取‎10m/s2．则磁感应强度B的大小应为 A．4T B．T C．0.4T D．0.4T ‎【答案】D 考点：考查了安培力的计算 ‎【名师点睛】把磁场磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，磁场竖直分量对电流的安培力为零，由左手定则可知，磁场水平分量对电流的安培力竖直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出磁感应强度 ‎7．在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则下列说法中正确的是 A．甲、乙两粒子所带电荷种类不同 B．若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大 C．若甲、乙两粒子的速率相等，则甲粒子比荷较小 D．该磁场方向一定是垂直纸面向里 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：从图中可知两个粒子在相切点的速度方向相反，从图中可知两者受到的罗洛伦兹力方向相反，所以两个粒子所带电荷种类相同，A错误；根据半径公式，从图中可知，若速率和电荷量相同，所以可知，B正确；根据，可得若速率相等，在同一个磁场中磁感应强度相同，故甲粒子比荷较小，C正确；由于粒子的带电性质不确定，所以无法判断磁感应强度方向，D错误；‎ 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎8．我们用电容这个物理量描述电容器储存电荷本领，以下物理量的定义方法与电容相同的是 A．电势差 B．电势 C．磁通量 D．电场强度 ‎【答案】BD 考点：考查了比值法定义 ‎【名师点睛】关键是理解比值法定义：所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变 ‎9．如图所示，两个等量同种点电荷分别固定于光滑绝缘水平面上A、B两点．一个带电粒子由静止释放，仅受电场力作用，沿着AB中垂线从C点运动到D点（C、D是关于AB对称的两点）．下列关于粒子运动的v-t图像中可能正确的是 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：考查等量异种电荷电场线的分布情况及特点 ‎【名师点睛】A、B为两个等量的同种电荷，其连线中垂线上电场强度方向若是负电荷则为C→O、D→O，若是正电荷则为O→C、O→D；点电荷q仅受电场力作用从C点到D点运动的过程中，由于释放位置不清楚．则电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定．因此可能加速度先增加后减小再增加最后减小；也可能先减小后增加．‎ ‎10．如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同．在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则 A．电阻R2两端的电压变小 B．电池输出功率可能不变 C．电池输出功率变小 D．电池的效率变小 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 试题分析：将电键S1由位置1切换到位置2，外电阻变小，电动势和内阻不变，电路中的总电流变大，内电压变大，外电压变小，电压表测的是外电压，所以电压表示数变小，根据公式可得电池的效率变小，D正确；电路中的总电流变大，根据，电池输出功率可能不变，可能变大，也可能变小，B正确C错误；设电路中的电阻和的阻值为R，当电建打在1时，两端的电压，当电键打在2时两端的电压可知．，即电阻R2两端的电压变小，A正确；‎ 考点：考查了电路动态变化 ‎【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部 二、实验题（本部分共两个小题，请将答案书写在答题卡上）‎ ‎11．右图是张晓宇老师设计的有两个量程的电压表，当使用ab两个端点时，量程为0-10V，当使用ac两个端点时，量程为0-100V，已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流为10mA，则R1= Ω， R2= Ω ‎【答案】9500Ω 9000Ω 考点：考查了电表的改装 ‎【名师点睛】本题考查的电压表的改装原理，明确串联电阻的分压作用，会求串联电阻阻值，电流表串联电阻后量程变大，量程为．‎ ‎12．在物理课外活动中，李刚老师制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理图．已知选用的电流表内阻Rg=10 Ω、满偏电流Ig=10 mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表．该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，为考察大家对多用电表的理解上排刻度线对应数值没有标出．‎ ‎（1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________mA；选择开关接3时其读数为________V．‎ ‎（2）为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，李老师指导小明同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：‎ ‎①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏．‎ ‎②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为________Ω.‎ ‎③计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留2位有效数字)‎ ‎（3）调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为______Ω.(保留2位有效数字)‎ ‎【答案】（1）6.9mA；173V（2）150Ω；1.5（3）67‎ 考点：测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【名师点睛】本题考查了电表读数、求电表内阻、电源电动势等问题，知道多用电表的原理是正确解题的前提与关键；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数．‎ 三、计算题（本部分共四个小题，要有必要的文字说明和解题步骤，只写最后结果的不给分）‎ ‎13．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长l=‎10.0cm，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直向里．当线圈中通过电流I=‎0.10A时，调节砝码使两臂达到平衡，此时左盘中砝码质量m1=‎4.5g．然后使电流反向，大小不变．这时需要在左盘中增加质量为m=‎9.0g的砝码，才能使两臂再达到新的平衡．求:‎ ‎（1）磁感应强度大小 （2）右盘中砝码质量m2‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：第一次天平平衡可得：‎ 第二次天平平衡可得：‎ 考点：考查了安培力，共点力平衡条件 ‎【名师点睛】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小．‎ ‎14．蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高‎20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×‎103 kg/m3，重力加速度取‎10 m/s2.求：‎ ‎（1）电动机内阻消耗的热功率；‎ ‎（2）将蓄水池蓄入‎864 m3‎的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ 考点：考查了电功率的计算，能量守恒定律 ‎【名师点睛】本题关键是根据能量守恒定律列方程求解，要熟悉电功率和热功率的区别．‎ ‎15．如图所示电路中，电源电动势E=9V，内电阻r=2Ω， 定值电阻R1=6Ω， R2=10Ω，R3=6Ω，电容器的电容C=10F.‎ ‎（1）保持开关S1、S2闭台，求电容器C的带电量；‎ ‎（2）保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电量.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ 考点：含电容电路 ‎【名师点睛】求电容器所带电量关键要先确定电容器的电压，当电路稳定时，电容器所在电路没有电流，与电容器串联的电阻上没有电压，电容器的电压等于这条电路两端的电压．‎ ‎16．如图所示，在平面坐标系xOy中，x≤0区域有垂直于y轴的匀强电场E=0.4N/C，x＞0有三个区域I、II、III，区域边界垂直于x轴，区域I的宽度L1=0.05m，区域II的宽度L2=0.1m，区域III的宽度L3未知，三个区域都有匀强磁场，磁感应强度大小相等都为B=0.02T，I、III中磁场方向垂直于坐标平面向外，II中磁场方向垂直于坐标平面向里；P点在y轴上，纵坐标yP=0.15m，A点与P点纵坐标相等，与P点的距离d=1.0m．一正点电荷从A点由静止开始运动经过P点进入区域I，并从区域II、III之间边界上的C点（图中未标出）进入区域III．点电荷质量m=2×10-9kg，电荷量q=4×10-4C，不计重力．‎ ‎（1）求点电荷经过P点时速度的大小vP；‎ ‎（2）求C点的纵坐标yC；‎ ‎（3）若要求点电荷不从区域III的右边界离开，并回到y轴，求区域III宽度L3的最小值及正电荷从P点到第一次回到y轴经过的时间t．‎ ‎【答案】（1）4×‎102m/s（2）0.137m（3）s ‎（2）电荷在x＞0的三个区域磁场中分别都做匀速圆周运动，其轨迹如图所示，圆心分别是O1、O2、O3，半径相同，设为r，设轨迹与区域I、II的边界交点D的连线与y轴正方向的夹角为θ，C点与点D纵坐标相等，则，，‎ 解得r=‎0.1m，θ=30°，yC=0.137m ‎（3）设区域III宽度L3的最小值为L‎3m，则，L‎3m=0.15m 电荷在三个区域磁场中做匀速圆周运动的周期相同，设为T，设从P到C运动过程中，在区域I中运动时间为t1，在区域II中运动时间为t2，在区域III中运动时间为t3，则 ‎，，，，‎ 解得s，s，s，s，s 考点：考查了带电粒子在组合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径 ‎