【物理】云南省大理剑川县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

【物理】云南省大理剑川县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

云南省剑川县第一中学2019-2020学年上学期期末考试 高二 物理 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。 ‎ 一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分) ‎ ‎1.如图所示，圆虚线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，M、N是轨迹上的两点．粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、aN，电势能分别是EpM、EpN，a、b、c的电势分别是φa、φb、φc，ab间、bc间的电势差分别是Uab、Ubc，则下列判断中正确的是(　　)‎ A．aM＞aN，EpM＞EpN B．φa＜φb＜φc，EpM＜EpN C．aM＞aN，Uab＝Ubc D．Uab＝Ubc，EpM＜EpN ‎2.如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．质量为m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变(设极板间距远小于R)．下列关于环形加速器的说法中正确的是(　　)‎ A． 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝‎ B． 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝‎ C．A、B板之间的电压可以始终保持不变 D． 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为＝‎ ‎3.额定电压都是110 V、额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是(　　)‎ A．B．C．D．‎ ‎4.如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是(　　)‎ A． 竖直向上 B． 竖直向下 C． 水平向里 D． 水平向外 ‎5.已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　)‎ A． 6∶3∶2 B． 2∶3∶6 C． 1∶2∶3 D． 2∶3∶1‎ ‎6.如图所示，在竖直面内有一以O点为圆心的圆，AB、CD分别为这个圆沿竖直和水平方向的直径，该圆处于静电场中．将带负电荷的小球从O点以相同的动能分别沿竖直平面向不同方向射出，小球会沿圆所在平面运动并经过圆周上不同的点．已知小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同，小球到达D点时的电势能最大．若小球只受重力和电场力的作用，则下列说法中正确的是（　　）‎ A． 此电场可能是位于C点的正点电荷形成的 B． 小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能 C． 小球到达B点时的机械能与它在圆周上其他各点相比最小 D． 小球到达A点时的电势能和重力势能之和与它在圆周上其他各点相比最小 ‎7.有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（　　）‎ A． 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量 B． 磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关 C． 磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关 D． 磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密程度表示磁感应强度的大小 ‎8.如图，一带负电的粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右边．不计重力，下列表述正确的是(　　)‎ A． 粒子在M点的速率最大 B． 粒子所受电场力沿电场线方向 C． 粒子在电场中的加速度不变 D． 粒子在电场中的电势能始终在增加 ‎9.标准电阻I－U伏安特性曲线可用以下哪个图象来表示(　　)‎ A．　　　B． C．　　　D．‎ ‎10.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是(　　)‎ A．U1变大、U2变大 B．U1变小、U2变大 C．U1变大、U2变小 D．U1变小、U2变小 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) ‎ ‎11.（多选）如图所示，L1和L2为两平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上．带电粒子从A点以初速斜向上与L2成30°角射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力影响，下列说法中正确的是（　　）‎ A． 该粒子一定带正电 B． 带电粒子经过B点时速度一定与在A点时速度相同 C． 若将带电粒子在A点时初速度变大（方向不变），它仍能经过B点 D． 若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成45°角斜向上，它仍能经过B点 ‎12.(多选)如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)．下列判断正确的是(　　)‎ A． 小球带正电 B． 当滑片P从a向b滑动时，细线的偏角θ变大 C． 当滑片P从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下 D． 当滑片P停在b处时，电源的输出功率一定大于滑片P在a处时电源的输出功率 ‎13.（多选）某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点．则下列判断正确的是（　　）‎ A． 粒子带负电 B． 电场力对粒子做负功 C． 粒子在N点的加速度大 D． 粒子在N点的速度大 ‎14.(多选)如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是(　　)‎ A．A、B两处电势、场强均相同 B．C、D两处电势、场强均相同 C． 在虚线AB上O点的场强最大 D． 带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎15.有以下可供选用的器材及导线若干条，要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流．‎ A．被测电流表A1：满偏电流约700～800，内阻约100 Ω，刻度均匀、总格数为N；‎ B．电流表A2：量程0.6 A，内阻0.1 Ω；‎ C．电压表V：量程3 V，内阻3 kΩ；‎ D．滑动变阻器R1：最大阻值200 Ω；‎ E．滑动变阻器R2：最大阻值1 kΩ；‎ F．电源E：电动势3 V、内阻1.5 Ω；‎ G．开关一个.‎ ‎（1）选用的器材应为_____________．（填A→G字母代号）‎ ‎（2）在虚线框内画出实验电路图，并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号．‎ ‎（3）测量过程中测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A1的指针偏转了n格，可算出满偏电流Ig=________，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是_____________．‎ ‎16.（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺旋测微器.螺旋测微器的精确度为_________mm，用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为mm.‎ ‎（2）如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率.用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ=_________________.‎ ‎（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4 Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电 阻丝外，选用了如下实验器材：‎ A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻不计；‎ B．电流表A：量程0～0.6 A，内阻约0. 125 Ω；‎ C．电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ；‎ D．滑动变阻器R：最大阻值10 Ω；‎ E．开关、导线等．‎ 在以下可供选择的实验电路中，应该选图____（填“甲”或“乙”），选择的接法为____接法（填“内”或“外”），此接法测得的电阻值将___________(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.‎ ‎（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线.在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在_____________（填“最左”或“最右”）端.‎ ‎（5）根据所选量程，某次实验两电表的示数如图，则读数分别为_________V和_________A．‎ ‎（6）若某次实验测得接入电路金属丝的长度为0.810 m，算出金属丝的横截面积为0.81×10-6m2，根据伏安法测出电阻丝的电阻为4.1‎ ‎ Ω，则这种金属材料的电阻率为_____（保留二位有效数字）.‎ 四、计算题 ‎ ‎17.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g.‎ ‎(1)判断小球带何种电荷；‎ ‎(2)求电场强度E的大小；‎ ‎(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v.‎ ‎18.长L=60 cm、质量为m=6.0×10-2kg、粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感强度为B=0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力，问：‎ ‎(1)要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小和方向如何?‎ ‎ (2)如在金属中通入自左向右、大小为I=0.2 A的电流，金属棒下降=1 cm，若通入金属棒中的电流仍为0.2 A，但方向相反，这时金属棒下降了多少? (g=10 m/s2)‎ ‎19.如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C，现有质量m＝0.20 kg，电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知xAB＝1.0 m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：(取g＝10 m/s2)‎ ‎(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；‎ ‎(2)带电体最终停在何处．‎ ‎20.如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场．一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场．不计粒子重力．试求：‎ ‎（1）两金属板间所加电压U的大小；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小．‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B 2.B 3.C 4.C 5.A 6.A 7.C 8.C 9.C 10.B ‎11.BC 12.AC 13.CD 14.BD ‎15.（1）ACDFG（2）如图所示（3），U为电压表读数，RV为电压表内阻 ‎【解析】（1）电压表量程为3 V，内阻3 kΩ，满偏电流为Ig=A=1 mA=1000 μA，与待测电流表类似，可以当作电流表使用，与待测电流表串联即可；由于滑动变阻器用分压电路，故选D，故应选用的器材为：ACDFG.（2）题目中的电流表量程0.6 A，偏大，不需要；采用滑动变阻器分压式接法，电压可以连续调节．电路图如图所示：（3）待测电流表总格数为N，电流等于电压表电流，为；电流表与电压表串联，通过他们的电流相等，指针偏转格数之比：，故，U为电压表读数，为电压表内阻.‎ ‎16.⑴0.01 0.640 mm ⑵⑶甲 外 小于 ‎⑷见解析图 最左 ⑸2.15 0.16 ⑹4.1×10-6Ω·m ‎【解析】（1）螺旋测微器的精确度为0.01 mm，金属丝的直径为 ‎.‎ ‎（1） 根据及解得 ‎（3）因待测电阻的阻值较小，故采用电流表外接电路，即甲电路；因电压表的分流作用，使得电流表的测量值大于电阻上的实际电流，故此接法测得的电阻值将小于被测电阻的实际阻值.‎ ‎（2） 连线如图；在闭合开关S前，滑动变阻器的阻值调节到最小，故滑片应置在最左端.‎ ‎（3） 电压表读数为2.15 V；电流表读数为0.16 A.‎ ‎（6）根据可得，带入数据可知 ‎17.（1）负电（2）mg（3）‎ 速度方向与竖直方向夹角为θ斜向左下方 ‎【解析】（1）小球受力如图，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电．‎ ‎（2）小球的电场力F=qE 由平衡条件得：F=mgtanθ 解得电场强度为：E=mg ‎（3）剪断细线后小球受到的重力与电场力的大小和方向都不变，所以小球做初速度为0的匀加速直线运动；设经过t时小球的速度为v．‎ 小球所受合外力为：F合=，‎ 根据牛顿第二定律得，加速度为：a=，‎ 由运动学公式得：v=at=‎ ‎18.(1)(2)‎ ‎【解析】(1)要使弹簧不伸长，则重力应与安培力平衡，所以安培力应向上，据左手定则可知电流方向应向右，因，所以：.‎ ‎(2)因在金属中通入自左向右、大小为的电流，金属棒下降，‎ 由平衡条件得：‎ 当电流反向时，由平衡条件得：‎ 解得：。‎ ‎19.(1) 10 m/s　(2)静止在到C点的竖直距离为m处 ‎【解析】(1)设带电体到达C点时的速度为v，从A到C由动能定理得：qE(xAB＋R)－μmgxAB－mgR＝mv2‎ 解得v＝10 m/s ‎(2)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，由动能定理得：‎ ‎－mgh－μqEh＝0－mv2‎ 解得h＝m 在最高点，带电体受到的最大静摩擦力Ffmax＝μqE＝4 N，‎ 重力G＝mg＝2 N 因为G

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