河南省濮阳市2020学年高二物理上学期期末考试试题（A卷）（含解析）

河南省濮阳市2020学年高二物理上学期期末考试试题（A卷）（含解析）

河南省濮阳市2020学年高二上学期期末考试（A卷）物理试题 ‎ 一、选择题：‎ ‎1. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质乙处，则电容器 A. 极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大 B. 极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大 C. 极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变 D. 极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电容器接在恒压直流电源上，则电容器两端的电势差不变，将云母介质移出后，介电常数减小，根据电容的决定式知，介电常数减小，电容减小，由于电压不变，根据可知，电荷量Q减小，由于电容器的电压不变，板间的距离d不变，根据可知，极板间的电场强度不变，所以ABC错误，D正确。‎ 考点：电容器的动态分析 ‎【名师点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变；当电容器与电源断开，则电荷量不变．要掌握、、三个公式。‎ 视频 ‎2. 如图所示，甲乙为两个用绝缘细线悬挂起来的质量相同的带电小球，左边放一个带正电的球丙时，两悬线都保持竖直方向（两线长度相同）．若把丙球移走，两球没有发生接触，那么下面四个图中，哪个图可以正确表示甲乙两球的位置 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：存在C球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，说明A球带负电而B球带正电，去掉C球后，两球将互相吸引．又由于两球质量相等，在平衡时两悬线与竖直方向间的夹角应该相等，因此B选项正确．故选B．‎ 考点：静电场中的导体．‎ ‎3. 直流电路中有甲乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲乙两端的电压之比为1:2，则甲乙两个电阻阻值的比值为 A. 1：2 B. 1：3 C. 1：4 D. 1：5‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，根据知，电流之比为：2：1，甲、乙两端的电压之比为1:2，根据欧姆定律：得，则两个电阻的阻值之比为1：4，C正确。‎ 考点：本题考查电阻的测量。‎ ‎4. 如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，两电表的示数变化情况为 A. 电流表示数减小，电压表示数增大 B. 电流表示数增大，电压表示数减小 C. 两表示数均增大 D. 两表示数均减小 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：如图所示电路中，电流表测量干路电流，电压表测量路端电压，当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，变阻器左侧电阻减小，右侧电阻增大，由于右侧电阻与电阻R1并联后电阻小于右侧电阻，左侧电阻减小量小于右侧电阻的增大量，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，总电流增大，知路端电压减小，所以电流表示数增大，电压表示数减小．B选项正确。本题是电路中动态变化分析问题，在认识电路结构的基础上，先分析局部电阻的变化．局部电阻增大，整个电路的电阻增大，再由闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压的变化．‎ 考点：闭合电路欧姆定律 电路中动态变化分析问题 ‎5. 如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以 A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向 C. 适当增大电流 D. 使电流反向 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．‎ 解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场．故选项AC正确．‎ 故选：AC ‎【点评】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向．‎ ‎6. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上。设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正。当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、线圈M中的电流均匀增加，则磁场均匀增加，产生的磁场通过线圈P，根据E=NS，知线圈P中产生恒定的电流，根据楞次定律，在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相反．故A错误．‎ B、线圈M中电流不变，在线圈P中产生恒定的磁场，不产生感应电流．故B错误．‎ C、线圈M中的电流不是均匀变化的，则产生的磁场也不均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，在线圈P中产生变化的电流．故C错误．‎ D、线圈M中的电流均匀减小，则磁场均匀减小，产生的磁场通过线圈P，根据E=NS，知线圈P中产生恒定的电流，根据楞次定律，在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相同．故D正确．‎ 故选D．‎ ‎7. 小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴，线圈绕匀速转动，如图所示，矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压 A. 峰值是 B. 峰值为2‎ C. 有效值为 D. 有效值为 ‎【答案】D ‎【解析】矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以矩形线圈产生的感应电动势的最大是2Ne0，根据正弦交变电压电动势最大值与有效值的关系得,发电机输出电压有效值，故选D．‎ 点睛：本题考查了交流电产生的原理和最大值、有效值的关系，知道整个矩形线圈产生的感应电动势是ab边和cd边产生的感应电动势之和．‎ ‎8.‎ ‎ 传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器（实质是自动开关）是其中的一种，某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中（图中S为电源开关）连接正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】A图中温度传感器和消毒柜串联，传感器闭合时，消毒柜工作，传感器断开时，消毒柜停止工作，符合题意；B图中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜的工作情况与传感器闭合、断开无关，不符合题意；C图中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜有开关S控制，与温度传感器无关，不符合题意；D图中温度传感器和消毒柜并联，温度传感器有开关S控制，消毒柜的工作情况与温度传感器无关，不符合题意．故选A．‎ ‎9. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表，开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是 A. 原线圈两端P、Q间的输入电压减小 B. 等效电阻R上的功率变大 C. 原线圈中电流表示数变小 D. 灯泡L1和L2变亮 ‎【答案】CD ‎【解析】电流表是理想的电流表，所以原线圈两端P、Q间的输入电压不变，所以A错误．当S断开后，副线圈上的总电阻增大，电流减小，所以输出功率变小，原线圈电流变小，输电线上电压损失减小，电阻R上的电压减小，功率变小，总的输出电压不变，所以灯泡L1和L2两端电压增大，变亮，故B错误，CD正确．故选CD．‎ 点睛：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．‎ ‎10. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，粒子源S产生的各种不同正粒子束（速度可看为零）），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 A. 若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大 B. 若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小 C. 只要x相同，则离子质量一定相同 D. 只要x相同，则离子的比荷一定相同 ‎【答案】AD ‎【解析】解：A、B、根据动能定理得，qU=mv2，‎ 得：v=．‎ 由qvB=m 得：r=‎ 得：x=2r=．‎ 若离子束是同位素，q相同，x越大对应的离子质量越大．故A正确，B错误．‎ C、D、由x=2r=知，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等．故C错误，D正确．‎ 故选：AD．‎ ‎【点评】解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离，从而得出x与电荷的比荷有关．‎ ‎11. 边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域。磁场区域的宽度为d（d＞L）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有 A. 产生的感应电流方向相反 B. 所受的安培力方向相同 C. 经过的时间相同 D. 通过导体内某一截面的电量相等 ‎【答案】ABD ‎【解析】线框进入磁场和穿出磁场的过程，磁场方向相同，而磁通量变化情况相反，进入磁场时磁通量增加，穿出磁场时磁通量减小，则由楞次定律可知，产生的感应电流方向相反．故A正确．根据楞次定律：感应电流阻碍导体与磁场间相对运动，可知所受的安培力方向均水平向左，方向相同．故B正确．线框进入磁场时加速度为零，做匀速运动，完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力而做匀加速运动，穿出磁场时，线框所受的安培力增大，大于恒力F，线框将做减速运动，刚出磁场时，线框的速度大于或等于进入磁场时的速度，则穿出磁场过程的平均速度较大，则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间．故C错误．根据感应电量公式 ‎，线框进入和穿出磁场的两个过程中，线框的磁通量变化量相等，则通过导体内某一截面的电量相等．故D正确．故选ABD.‎ ‎12. 如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不受重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点．则（　　）‎ A. 粒子受电场力的方向一定由N指向M B. 粒子在M点的速度一定比在N点的大 C. 粒子在M点的电势能一定比在N点的小 D. 电场中M点的电势一定高于N点的电势 ‎【答案】ABC ‎【解析】由于带电粒子向下运动未与下板接触而折回，可知粒子向下做的是匀减速运动，故电场力一定由N指向M，故A正确；粒子由M到N的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减少，故速度减小，故M点的速度大于N点的速度，粒子在M点的电势能一定比在N点的小，故B、C正确；由于粒子和两极板所带电荷的电性未知，故不能判断M、N点电势的高低，故D错误．故选ABC.‎ 点睛：解决本题应明确：（1）电场力做正功时电荷的电势能减小，电场力做负功时电势能增加；（2）电场力做功要注意电荷的正负，极性不同则做功不同．‎ 二、实验题 ‎13. 用螺旋测微器测量长度，某一次测量结果如图所示，其读数应为__________mm。‎ ‎【答案】3.500‎ ‎...............‎ ‎14. 用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻：‎ ‎①图（1）给出了实验器材，其中部分导线已经连接好，请你不改动已连接导线，在图中用笔画线代替导线还把需要连接的导线补上__________。‎ ‎②测得数据，作出电源的伏安特性曲线如图2所示，该电源的电动势为______V，内电阻为______Ω．‎ ‎【答案】 (1). ①见解析图； (2). ②2.2 (3). 2‎ ‎【解析】（1）电路连线如图；‎ ‎（2）由U-I图像可知，E=1..6V；‎ ‎15. 某同学测量一只未知阻值的电阻：‎ ‎（1）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行下列哪项操作_____‎ A．换“×1”档，再机械调零，重新测量 B．换“×1”档，再欧姆调零，重新测量 C．换“×100”档，再机械调零，重新测量 D．换“×100”档，再欧姆调零，重新测量 ‎（2）如图乙为简易多用表的内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，已知：E1>E2。S为单刀多掷电键（功能键），可调到1、2、3、4、5、6不同的位置，由图可知，测电压时将功能键置于_____位置时电压的量程较大；测电流时应将功能键置于____________位置时电流的量程较大。（填写功能键位置序号）‎ ‎【答案】 (1). （1）D (2). （2）6， (3). 1‎ ‎【解析】（1）由图可知欧姆表的读数为：R=100×10Ω=1000‎ Ω；欧姆表的指针偏角过小说明待测电阻阻值较大，应换较大的倍率×100，调零以后再进行测量，故选D；‎ ‎（2）多用电阻若测电压，应让表头与电阻串联； 由图可知，与电阻串联的接法只有5或6，且接6时串联的电阻大，则量程大；测电流时应使表头与电阻并联，由接1或2时可以用来测电流；接1时，R2与表头串联后再与R1并联，因此R1相对于表头及串联电阻更要小，故测量的量程更大；‎ 三、计算题：‎ ‎16. 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，如图所示，假设电场区域足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角．小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取g=10m/s2．‎ ‎（1）求电场强度E的大小．‎ ‎（2）若在某时刻将细线突然剪断，小球将做什么运动？小球运动的加速度a的大小．‎ ‎【答案】（1）3×104N/C（2）20m/s2‎ ‎【解析】（1）小球平衡时受三力：重力mg、绳子拉力F、电场力qE，如下图示。‎ 由平衡条件有：①，‎ ‎②‎ 代入数据解得：E=3×104N/C ‎（2）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动。‎ 由牛顿第二定律得：③‎ 代入数据解得，小球的速度大小为：20m/s2‎ ‎17. 用电动势E=8V，内电阻r=2Ω的电源连接两根电阻R0=1Ω的导线，向某用电器（纯电阻）供电，如图所示，该用电器可获得3W的电功率。求通过该用电器的电流和它两端的电压。‎ ‎【答案】0.5A，6V或1.5A，2V ‎【解析】设流过用电器的电流为I，则用电器两端电压为：①‎ 用电器的功率为：②‎ ‎①②联立解得：，‎ 由②解得用电器两端电压为：，‎ ‎18. 如图所示，一个质量为m，电荷量为q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限．求匀强磁场的磁感应强度B和穿过第一象限的时间．‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】解：作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹，‎ 由图中几何关系知：‎ 所以：‎ 由洛伦兹力提供向心力，得：‎ 所以：‎ 由图可得粒子转过的角度是120°‎ 粒子运动的周期： ‎ 粒子在磁场中运动的时间： ‎ 综上所述本题答案是：匀强磁场的磁感应强度 ，穿过第一象限的时间是 ．‎ ‎19. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成角θ=37°，下端连接阻值为R=2Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．‎ ‎（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；‎ ‎（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；‎ ‎（3）求磁场的磁感应强度的大小。‎ ‎【答案】（1）4m/s2（2）10m/s（3）0.4T ‎【解析】（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律有：①‎ 代入数据解得：‎ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率，即：③‎ ‎②③联立解得：v=10m/s 此时，ab棒上产生的感应电动势为：④‎ 流过R的电流为：⑤‎ R消耗的功率为：⑥‎ ‎④⑤⑥联立解得：0.4T ‎