【物理】辽宁省抚顺市六校协作体2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】辽宁省抚顺市六校协作体2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

辽宁省抚顺市六校协作体2019-2020学年高二上学期期末物理试题 一、选择题（本题共12小题，在1~8小题中，每题给出的四个选项中，只有一个选项正确，9~12题中有多个选项正确）‎ ‎1.下列情况不能产生感应电流的是（　　）‎ A. 如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时 B. 如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时 C. 如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时 D. 如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。‎ A．如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时，切割磁感线，产生感应电流，故A正确，不符合题意；‎ B．如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时，闭合回路磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误，符合题意；‎ C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故C正确，不符合题意；‎ D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故D正确，不符合题意。‎ 故选B。‎ ‎2.金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，如图的四个图象中可能表示金属铂电阻的U﹣I图象是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U-I图线是非线性的，且图线的斜率越来越大，B正确、ACD错误．故选B．‎ ‎3.如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（ ）‎ A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由电流的安培定则可知电流产生的磁场在a点的方向水平向右，c点水平向左，b点竖直向下d点竖直向上，且四点磁感应强度大小相等，根据矢量合成法则可知磁感应强度最大值为a点 A. a点与分析相符，A正确 B. b点与分析不符，B错误 C. c点与分析不符，C错误 D. d点与分析不符，D错误 ‎4.如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 通过电动机的电流为12A B. 电动机的输入功率为24W C. 电动机的输出功率为12W D. 电动机的热功率为2.0W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．灯泡与电动机串联，通过的电流相等，则电流 故A错误；‎ B．电动机两端的电压为 UM=U-UL=6V 所以电动机的输入功率为 P=UMI=12W 故B错误；‎ CD．电动机的发热功率为 P热=I2RM=2W 电动机的输出功率为 P出=P-P热=10W 故C错误，D正确。故选D。‎ ‎5.如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2 匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图2所示规律变化。下列说法正确的是 A. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V B. A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V C. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V D. B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极。故A应该与理想电压表的正接线柱相连。由法拉第电磁感应定律得：‎ A．A端应接电压表正接线柱，电压表示数为150V，与结论不相符，选项A错误；‎ B．A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V，与结论相符，选项B正确；‎ C．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V，与结论不相符，选项C错误；‎ D．B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B.‎ ‎6.abcd是一个用粗细均匀的电阻丝围成的正方形单匝线框，边长为L，每边电阻为R，匀强磁场与线框面垂直，如图所示，磁感应强度大小为B，线框在外力作用下以速度v向右匀速进入磁场，在进入过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. d端电势低于c端电势 B. dc两端电压的大小为BLv C. ad边不受磁场力 D. 线框中受到的磁场力向左，且大小为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据右手定则可知c到d的方向是动生电源内部的电流流向，即d端为正极，则d端电势高于c端电势，故A错误；‎ B．cd边产生的感应电动势的大小为 E=BLv 则dc两端电压为等效电源的路端电压，大小为 故B错误；‎ C．ad边在磁场中的部分受磁场力，在磁场外的部分不受安培力，故C错误；‎ D．根据左手定则可知线框中受到的磁场力向左，感应电流大小 安培力大小为 故D正确；故选D。‎ ‎7.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电压表的示数减小 B. 灯泡L变暗 C. R1电流变化量比R3电流变化量小 D. R1电压变化量比R2电压变化量大 ‎【答案】C ‎【解析】A．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据 可知R1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A错误；‎ B．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：‎ 故通过R2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L变亮，故B错误；‎ C．电路中并联部分电压减小，通过R2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量，故C正确；‎ D．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R1电压变化量比R2电压变化量小，故D错误；故选C。‎ ‎8.如图所示，在正方形虚线框abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同速度先后从ab边的中点O垂直ab边射入磁场，已知甲粒子刚好从b点离开磁场，乙粒子垂直于ad边从其中点O'离开磁场，不计两粒子的重力，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 甲粒子带正电，乙粒子带负电 B. 甲、乙两粒子比荷之比为2：1‎ C. 甲、乙两粒子转动周期之比为2：1 D. 甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为1：2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动；根据粒子从O点垂直ab边射入磁场，甲粒子从b点离开磁场，乙粒子从O'点离开磁场可得：甲粒子做顺时针圆周运动，乙粒子做逆时针圆周运动；那么由左手定则可得：甲粒子带负电，乙粒子带正电，故A错误；‎ B．粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有：‎ 所以粒子比荷 设正方形虚线框的边长为L；根据粒子做匀速圆周运动，由甲粒子从O点垂直ab边射入磁场，从b点离开磁场可得：轨道半径 根据乙粒子从O点垂直ab边射入磁场，从O'点垂直于ad边离开磁场可得轨道半径 所以，甲、乙两粒子比荷之比 故B正确；‎ C．粒子转动周期 所以甲、乙两粒子转动周期之比 T甲：T乙=R甲：R乙=1：2‎ 故C错误；‎ D．根据粒子速度方向变化可得：甲粒子转过的圆心角为180°，乙粒子转过的圆心角为90°，所以，甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比 故D错误；‎ 故选B。‎ ‎9.关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是（ ）‎ A. 变压器既可以改变交流电压也可以改变稳恒直流电压 B. 经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关 C. 真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化 D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】变压器只能改变交流电压，不可以改变稳恒直流电压，选项A错误；由得：，则最大动能：；可知经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关，选项B正确；真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是线圈发热，故C错误；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确．故选BD.‎ ‎10.如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处固定一带电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷所受的电场力，Ep表示点电荷在a点的电势能。现将B板稍微向下移动，使两板间的距离增大，则（　　）‎ A. 电容C减小 B. F增大 C. φa增大，Ep增大 D. 电流计中有电流由Q流向P ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压U保持不变，随B极板下移两极板之间的距离增大，根据 知，电容C减小，故A正确；‎ D．根据 知，电荷量Q减小，电路中存在放电电流，电流方向从Q到P，故D正确；‎ B．根据 可知两极板之间电场强度E减小，故点电荷所受电场力F=qE减小，故B错误；‎ C．由于电场强度E减小，故UAa减小，由于 UAB=UAa+UaB 所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即φB=0，又 UaB=φa-φB 所以φa=UaB变大，因a处是负点电荷，则它的电势能会变小，故C错误。‎ 故选AD。‎ ‎11.如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片平板S下方有强度为的匀强磁场下列表述正确的是　‎ A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 带电粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系．‎ ‎【详解】粒子在速度选择器中做匀速直线运动，有，解得进入偏转电场后，有，解得，知r越小，比荷越大．同位素电量相等，质量不同，则偏转半径不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具．故A正确，CD错误．因为电荷所受电场力与洛伦兹力平衡，根据左手定则知，磁感应强度的方向垂直纸面向外．故B错误．故选A．‎ ‎12.如图所示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面向里，金属棒ab可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R，导轨电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力恒定，当速度为v时加速度为a1，最终以速度2v做匀速运动；若保持拉力的功率恒定，当速度为v时加速度为a2，最终也以2v做匀速运动，则（　　）‎ A. 两种情况中，金属棒ab都是从静止开始做加速度减小的加速度运动，直到匀速 B. 两种情况中，金属棒最终受到的拉力一样大 C. a2＝2a1‎ D. a2＝3a1‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两种情况中，金属棒ab 运动过程中速度越来越大，安培力越来越大，根据牛顿第二定律可知加速度越来越小，最后匀速，所以两种情况都是从静止开始做加速度减小的加速度运动，直到匀速，故A正确；‎ B．两种情况中，金属棒最终都是匀速运动，则受到的拉力有：‎ ‎，两种情况中，金属棒最终受到的拉力一样大，故B正确；‎ CD．当拉力恒定，速度v，加速度为a1时，根据牛顿第二定律有：‎ 解得：‎ 若保持拉力的功率恒定，速度为2v时，拉力为F，则有：‎ P=F•2v 得：‎ 则当速度为v时，拉力大小为：‎ 根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 所以有a2=3a1，故C错误，D正确。故选ABD。‎ 二、填空题（本题共2小题）‎ ‎13.（1）某同学用螺旋测微器测量一物体的直径，读出图中的示数为_____mm。‎ ‎（2）在测量电源电动势和内电阻的实验中，有 电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；‎ 电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；‎ 滑动变阻器R（10Ω，2A）。‎ 为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。‎ ‎①在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E=____V，内阻r=______Ω。（结果保留两位有效数字）‎ ‎②一位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是______。‎ A.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用 B.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用 C.实验测出的电动势小于真实值 D.实验测出内阻大于真实值 ‎【答案】 (1). 9.202（9.201~9.204） (2). 1.5 1.0 AC ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]螺旋测微器的转动刻度共50格长0.5mm，故精确度为0.01mm，格数估读到0.1格，则物体的直径为 d=9mm+20.2×0.01mm=9.202mm(9.201-9.204)‎ ‎（2）①[2]根据闭合电路的欧姆定律可知，‎ 则图像的纵截距表示电源的电动势，可得：‎ E=1.5V ‎[3]图像的斜率为内阻：‎ ‎②[4]AB．电流表的内接法产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用，故A正确，B错误；‎ CD．可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎14.要测一个待测电阻Rx（190Ω~210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：‎ 电源E：电动势3.0V，内阻不计；‎ 电流表A1：量程0~10mA，内阻r1约50Ω；‎ 电流表A2：量程0~500μA，内阻r2为1000Ω；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值20Ω，额定电流2A；‎ 定值电阻R2=5000Ω；定值电阻R3=500Ω；电键S及导线若干。要求实验中尽可能准确测量Rx的阻值，请回答下面问题：‎ ‎（1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电流表_________（选填“A1”或“A2”）串联定值电阻_________（选填“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为3.0V的电压表。‎ ‎（2）在方框中画出实验电路_________。‎ ‎（3）若所选测量电路中电流表的读数为I=6.2mA，改装后的电压表读数1.20V，考虑电压表内阻，求出待测电阻Rx＝_________Ω。‎ ‎【答案】 (1). A2 R2 (2). (3). 200‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]根据题意可知，可以将已知内阻的电流表A2串联一个定值电阻，从而起到分压的作用，其串联的定值电阻为：‎ 所以选择定值电阻R2。‎ ‎（2）[3]因为题中的滑动变阻器的阻值较小，所以滑动变阻器选择分压式，电路图如图所示。‎ ‎（3）[4]根据欧姆定律可知，待测电阻的阻值为：‎ ‎。‎ 三、计算题（本题共3小题）‎ ‎15.在匀强磁场中，质量为m、长为L的通电直导线静置在光滑斜面上（斜面与竖直方向夹角为θ），电流强度为I，电流方向垂直纸面向里，如图所示：‎ ‎（1）当磁场方向竖直向上时导体处于平衡状态，求此时磁感应强度B1大小；‎ ‎（2）若磁场方向改为垂直斜面向上导体仍处于平衡状态，求此时磁感应强度B2大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）若磁场方向竖直向上，由左手定则知，安培力水平向右，由平衡条件：‎ 解得：‎ ‎（2）若磁场方向垂直斜面向上，由左手定则知，安培力沿斜面向上，由平衡条件：‎ 解得：‎ ‎16.如图线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为r=1Ω，外电阻R=9Ω，线圈处于B=T的匀强磁场中，当线圈绕OO'以转速n=300r/min匀速转动时，求：‎ ‎（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；‎ ‎（2）电流表的示数；‎ ‎（3）线圈从图示位置转过180°的过程中，通过电阻的电荷量。‎ ‎【答案】（1）V；（2）5A；（3）。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）线圈的角速度为：‎ rad/s 感应电动势的最大值 则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为;‎ 整理得：‎ V ‎（2）电动势有效值为：‎ 由闭合电路的欧姆定律：‎ 解得：‎ A ‎（3）电量的定义式 电流为：‎ 整理可得：‎ 代入数据可得：‎ ‎17.如图，在平面直角坐标系xOy内，第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y=h处的M点，以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上x=2h处的P点进入磁场，最后以速度v垂直于y轴射出磁场.不计粒子重力.求:‎ ‎（1）电场强度大小E;‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的轨道半径;‎ ‎（3）粒子离开磁场时的位置坐标.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在电场中粒子做类平抛运动，设粒子在电场中运动的时间为，‎ 则有…①…②，‎ 根据牛顿第二定律得：…③，‎ 联立①②③式得：…④；‎ ‎（2）由题意可知，粒子进入磁场时速度也为v，根据动能定理得：…⑤，再根据…⑥，‎ 联立④⑤⑥式得：…⑦ ‎ ‎（3）如图，设粒子离开磁场时的位置坐标为（x、-y），粒子进入磁场时速度v，与x轴正方向的夹角为θ，由图可得：‎ 所以…⑧，…⑨．‎ ‎【点睛】粒子在电场中运动偏转时，常用能量的观点来解决问题，有时也要运用运动的合成与分解．粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点，要正确画出粒子运动的轨迹图，能熟练的运用几何知识解决物理问题．‎