河北省石家庄市2020学年高二物理上学期期中试题

河北省石家庄市2020学年高二物理上学期期中试题

2020 学年度第一学期期中考试高二年级物理试题 第 I 卷（选择题，共 48 分） 一、选择题（在每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的，选对的得 3 分， 选错得 0 分) 1、根据磁感应强度的定义式 B＝F/(IL)，下列说法中正确的是 ( ) A．在磁场中某确定位置，B 与 F 成正比，与 I、L 的乘积成反比 B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力 F＝0，那么该处的 B 一定为零 C．磁场中某处 B 的方向跟电流在该处受磁场力 F 的方向相同 D．一小段通电直导线放在 B 为零的位置，那么它受到的磁场力 F 也一定为零 2、假设地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子 午线是地球磁场 N 极与 S 极在地球表面的连线) ( ) A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线 C．由南向北沿子午线 D．由赤道向两极沿子午线 3、如图所示，若一束电子沿 y 轴正方向移动，则在 z 轴上某点 A 的磁场方向应该 （ ) A．沿 x 轴的正向 B．沿 x 轴的负向 C．沿 z 轴的正向 D．沿 z 轴的负向 4、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆 ab.现垂直轨道平 面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度 B 逐渐增 加 的 过 程中，ab 杆始终处于静止状态，则 ab 杆受到的摩擦力 ( ) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5、如图所示，a、b、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由 a 到 c，a、b 间 的距离等于 b、c 间的距离，φa、φb、φc 和 Ea、Eb、Ec 分别表示 a、b、c 三点的电 势和电场强 度，可以断定 ( ) A． φa－φb＝φb－φc B．Ea＞Eb＞Ec C． φa＞φb＞φc D．Ea＝Eb＝Ec 6、某同学按如图电路进行实验，电压表和电流表均为理想电表．实验中由于电路发 生故障，发现两电压表示数相同(但不为零)，若这种情 况 的 发 生是由用电器引起的，则可能的故障原因是 ( ) A．R3 短路 B．R1 短路 C．R3 断开 D．R2 断开 7、一学校物理兴趣小组用蓄电池、电动机、皮带、自行车组装了一辆电动车，人骑 上后总质量为 50 kg，假定蓄电池能提供的电压为 24 V，内电阻不计．当电动车在 水平地面上以 0.8 m/s 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为 5 A，设车所受的 阻力恒为车重的 0.2 倍，忽略电动车自身的摩擦，则电动机的阻值是(g 取 10 m/s2) ( ) A．4.8 Ω B．3.2 Ω C．1.6 Ω D．0.4 Ω 8、如图所示，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的 方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里．一个带电粒子在这一区域中运动时动能保 持不变，不计粒子的重力，则带电粒子运动的方向可 能 是 ( ) A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下 9、质量为 M 的物块以速度 v 运动，与质量为 m 的静止物块发生弹性正碰，碰撞后两 者的动量正好相同．则两者质量之比 M/m 为 ( ) A ． 2 B ． 3 C ． 4 D．5 10、如图所示，一质量为 m、电量大小为 q 的 带 电 油 滴，从水平向右的匀强电场中的 O 点以速 度v 沿与场强 方向成 37°角射入电场中，油滴运动到最高点时速度大小也是 v，已知重力加速度 为 g，下列说法正确的是 ( ) A．最高点可能在 O 点的正上方 B．匀强电场的电场强度可能为 E＝mg/4q C．O 点与最高点之间的电势差可能为零 D．匀强电场的电场强度可能为 E＝3mg/q 二、选择题（在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得 3 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 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．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B 和 E.平板 S 上有 可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2.平 板 S 下方有强度为 B0 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外 C．能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于E B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小 12、如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端 a 点，质量为 m 的物块(可视为质点) 由静止开始下滑，经圆弧最低点 b 滑上粗糙水平面，圆弧轨道在 b 点与水平轨道平 滑相接，物块最终滑至 c 点停止．若圆弧轨道半径为 R，物块与水平面间的动摩擦 因数为μ，下列说法正确的是( ) A．物块滑到 b 点时的速度为 gR B．物块滑到 b 点时对 b 点的压力是 3mg C．c 点与 b 点的距离为 R μ D．整个过程中物块机械能损失了 mgR 13、在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻 R 的阻值过程中， 发现理想电压表的示数减小，则 （ ） A．R 的阻值变小 B．路端电压不变 C．干路电流减小 D．路端电压和干路电流的比值减小 14、在图所示的电路中，电源的电动势 E 和内阻 r 恒定，闭合开关 S 后灯泡能够发 光 ， 以 下 四 个 选 项 中 能 让 灯 泡 突 然 变 亮 的 是 ( ) A．电阻 R1 短路 B．电阻 R2 断路 C．电阻 R2 短路 D．电容器 C 短路 15、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个 D 形金属盒．两金属盒 处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每 次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现 要增大带电 粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的 是 ( ) A．增大磁场的磁感应强度 B．减小狭缝间的距离 C．增大高频交流电压 D．增大金属盒的半径 V 2R R 1R 16、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知 一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略重力， 以 下 说法正确的是 ( ) A．该离子带负电荷 B．A 点和 B 点位于同一高度 C．离子在 C 点时速度最大 D．离子到达 B 点时，将沿原曲线返回 A 点 第 II 卷（非选择题，共 52 分） 三、实验题（本题共 2 小题，共 16 分） 17、(8 分) 有一只量程为 6V 的电压表，内阻约为 5～8kΩ，某同学要精确地测量该 电压表的内阻，设计的测量电路如图甲所示，其中 R2 为最大电阻 9999Ω的电阻箱， R1 为滑动变阻器，电源电动势为 9V，内阻很小.实验步骤如下： ①按电路图连接电路； ②闭合 S2； ③将滑动变阻器滑片调至最左端； ④闭合 S1； ⑤调节滑动变阻器，使电压表满偏； ⑥再断开 S2，调节电阻箱，调至电压表半偏，并记下电阻箱的读数，并认为此时电 阻箱的电阻为该电压表的内阻. （1）乙图电阻箱的读数为 kΩ. （2）实验室中有两个滑动变阻器：（a）最大阻值为 15Ω，额定电流为 1A；（b）最 大阻值为 30kΩ，额定电流为 25mA.为了能精确测量电压表内阻，实验中应选择 滑动变阻器（填变阻器前的字母代号）. （3）实验中 S2 从闭合到断开（断开 S2 之前，电阻箱置于 9999Ω），断开后 A、B 两 点的电压 UAB 6V（选填“>”、“<”或“=”）. （4）实验中由于电路设计所存在的实验误差（系统误差），导致测量值 真实 值 （ 选 填 “>”、“<”或 “=”）. 18、（8 分）某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势 E 和内阻 r，R 为电阻 箱。干电池的工作电流不宜超过 0.5A，实验室提供的器材如下：电压表（量程 0〜 3V，内阻约 3kΩ）；电阻箱（阻值范围 0〜999.9Ω）；开关、导线若干。 （1）请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路。 （2）实验时，改变电阻箱 R 的值，记录电压表的示数 U，得到若干组 R、U 的数据。 根据实验数据绘出如图丙所示的 RU 11  图线，由图像得出电池组的电动势 E＝ V，内阻 r＝ Ω。（保留三位有效数字） （3）关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是 （ ） A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差 D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差 四、计算题（本题共 3 小题，共 36 分） 19、（10 分）在如图所示的电路中，当 S 闭合时，电压表和 电 流 表(均为理想电表) 的示数各为 1.6 V 和 0.4 A；当 S 断开 时 ， 它们的示数各改变 0.1 V 和 0.2 A，求电源的电动势和内阻． 20、(12 分) 如图所示，在磁感应强度 B＝1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中，有 一个与水平面成θ＝37°角的平行导电滑轨，滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆 ab。已知接在滑轨中的电源电动势 E＝12 V，内 阻不 计，滑轨间距 L＝0.5 m，金属杆质量 m＝0.2 kg， 杆与 平行滑轨间的动摩擦因数μ＝0.5，不计滑轨与 ab 杆的电阻，g 取 10 m/s2，求接在滑轨上的变阻器 R 的 阻值在什么范围内变化时，可以使 ab 杆在滑轨上 保持 静止。 a b B E R 21、（14 分）如图所示在边长为 L 的等边三角形 OAB 区域内有垂直纸面向里的匀强 磁场。在纸面内从 O 点向磁场区域 AOB 各个方向瞬时射入质量为 m、电荷量为 q 的 带正电的粒子，所有粒子的速率均为 v。已知沿 OB 方向射入的粒子从 AB 边的中点 C 射出，不计粒子之间的相互作用和重力的影响，已 知 sin35°≈0.577， 。求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小 （2）带电粒子在磁场中运动的最长时间 （3）沿 OB 方向射入的粒子从 AB 边的中点 C 射出时， 还 在 磁场中运动的粒子占所有粒子的比例 2020 学年度第一学期期中考试高二年级物理试题答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 D B B D C D C C 9 10 11 12 13 14 15 16 B D ABC BCD AD AB AD BC 二、实验题 17、（1）7.5 （2）a （3） > （4）> 18、（1）如图所示 （2）2.86（2.85～2.87 均可） 6.07（6.06～6.08 均可） （3）CD 三、计算题 × × O A B C v × × × × • 19、解：当 S 闭合时，R1、R2 并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得 E＝1.6＋0.4r-------① 当 S 断开时，只有 R1 接入电路，由闭合电路欧姆定律得 E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.2)r---------- ② 由①②式得 E＝1.8 V，r＝0.5 Ω 20、解：(1) 杆 ab 正好在不下滑时受力如图所示，设此时安培力为 F1，变阻器电阻 为 R1,根据平衡条件有： cos 又 F1＝BI1L，I1＝ ER1，解得 R1＝16.5 Ω. (2) 杆 ab 正好在不上滑时受力如图所示，设此时安培力为 F2，变阻器电阻为 R2,根据 平衡条件有： cos 又 F2＝BI2L，I2＝ ER2， 解得 R2＝1.5 Ω. 故 1.5Ω≤R≤16.5 Ω 21、解：（1）OC=Lcos30o= L----------① 沿 OB 方向射入的粒子从 AB 边的中点 C 射出，由几何知识得粒子做圆 周运动的圆弧对的圆心角为 60°。 半径 r= OC= L-------② qvB= --------③ 由①②③得 B= = （2）从 A 点射出的粒子在磁场中运动时间最长，设 OA 弦对的圆心角为 ，由几何关 系得 ④ 由④得最长时间 (3)从 OA 上 D 点射出的粒子做圆周运动的弦长 OD=OC，粒子做圆周运动的圆心角也 为 600，，由几何知识得入射速度与 OD 的夹角因为 300，既沿 OC 方向射入的粒子在磁 场中运动的时间与沿 OB 方向射入的粒子从 AB 边中点 C 射出的时间相等，从 OB 方向 到 OC 方向这 300 范围内的粒子此时都还在磁场中，而入射的范围为 600，故还在磁 场中运动的粒子占所有粒子的比例是 1：2