云南省屏边县民族中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

云南省屏边县民族中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

云南省屏边县民族中学2019-2020学年上学期期中考试 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，实线为点电荷产生的电场线（方向未标出），虚线是一带电粒子在这个电场中的运动轨迹，带电粒子在轨迹中的M点运动到N点只受电场力作用，则（　　）‎ A． 静电力做负功，动能减小 B． 静电力做正功，电势能减小 C． 带电粒子带正电荷 D． 带电粒子带负电荷 ‎2.如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是(　　)‎ A． 两片金属箔片上带异种电荷 B． 两片金属箔片上均带负电荷 C． 金属箔片上有电子转移到玻璃棒上 D． 将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起 ‎3.在真空中有a、b两个点电荷，b的电荷量是a的2倍，如果a受到的静电力是F，则b受到的静电力是（　　）‎ A．F B． 2F C． 3F、 D． 4F ‎4.如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎5.如图所示为电场中的某一条电场线，A、B、C是其上的三点．现用EA、EB、EC表示这三点的电场强度，、、表示这三点的电势，则必有（　　）‎ A．EA＞EB＞EC B．＞＞‎ C．== D．EA=EB=EC ‎6.如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b 分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　　)‎ A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零 C．a点电场强度不为零，b点为零 D．a、b两点电场强度均不为零 ‎7.如图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油滴在极板间静止，断开开关后，再将极板间距离增大些，则油滴将(　　)‎ A． 向上运动 B． 仍然静止 C． 向下运动 D． 向左或向右运动 ‎8.如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，t＝0时刻，A板电势高于B板电势，当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图象中能正确反映电子速度v、位移x、加速度a和动能Ek四个物理量随时间变化规律的是(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎9.对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是(　　)‎ A．E与W成正比 B．E与q成反比 C．E的大小与W、q无关 D．W表示非静电力 ‎10.如图所示，电路中每个电阻的阻值都相同．则通过电流最大的电阻是（　　）‎ A．R1 B．R2 C．R3和R4 D．R5‎ 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) ‎ ‎11.(多选)一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行．下列说法正确的有(　　)‎ A． 电子的加速度先不变，后变小 B． 电子射出电场时的速度为5.7×106m/s C． 电子射出电场时的速度为9.8×106m/s D． 电子的电势能先减小，后增大 ‎12.(多选)如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)(　　)‎ A． 增大偏转电压U B． 减小加速电压U0‎ C． 增大偏转电场的极板间距离d D． 将发射电子改成发射负离子 ‎13.(多选)关于电流，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 通过导体截面的电荷量越多，电流越大 B． 电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比与时间t成反比 C． 单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 D． 金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的 ‎14.（多选）如图所示，图中直线①表示某（外电路为纯电阻电路）电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是(　 　)‎ A． 电源的电动势为50 V B． 电源的内阻为Ω C． 电流为2.5 A时，外电路的电阻一定为15 Ω D． 输出功率为120 W时，路端电压一定是30 V 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎15.如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I﹣U特性曲线的实验器材．‎ ‎（1）根据实验原理，选取合适的电表量程，用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路图连接完整．‎ ‎（2）开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于　　端（选填“A”、“B”或“A、B中间”）‎ ‎（3）某同学根据得到的实验数据，在图丙中画出小灯泡的I﹣U特性曲线．由图可知当小灯泡两端的电压为1.2 V时的功率为　　W．‎ ‎（4）根据图丙可知，随电压的升高，小灯泡的电阻　　，（填“变大”或“变小”），原因是　　．‎ ‎16.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这种现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k ‎，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．‎ ‎(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线相连．‎ ‎(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示.‎ 根据表中数据在图乙中画出UH－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．‎ ‎(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．‎ 为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．‎ 四、计算题(共4小题,每小题18.0分,共72分) ‎ ‎17.如果把q＝1.0×10－8C的电荷从无限远移到电场中的A点，需要克服静电力做功W＝1.2×10－4J，那么，‎ ‎(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？‎ ‎(2)q未移入电场前，A点的电势是多少？‎ ‎18.如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线，拴住一质量为m，带电量为q的小球，线的上端固定．开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零．问：‎ ‎（1）A、B两点的电势差UAB为多少？‎ ‎（2）电场强度为多少？‎ ‎19.如图所示，电源电动势E=30 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=4 Ω，R2=10 Ω．两正对的平行金属板长L=0.2 m，两板间的距离d=0.1 m．闭合开关S后，一质量m=5×10﹣8kg，电荷量q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为=5×102m/s的初速度从两板的正中间射入，求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小？（不考虑粒子的重力）‎ ‎20.如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B 端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R＝0.40 m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104N/C.现有一质量m＝0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端相距s＝1.0 m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q＝8.0×10－5C，取g＝10 m/s2，求：‎ ‎(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力；‎ ‎(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．‎ ‎ ‎ 答案 ‎1.A 2.C 3.A 4.C 5.B 6.A 7.B 8.A 9.C 10.D ‎11.AB 12.AB 13.CD 14.ACD ‎15.（1）如图所示 ‎（2）A（3）0.144 （4）增大 灯泡内阻随温度的升高而增大 ‎【解析】（1）根据原理图可得出对应的实物图如图所示：‎ ‎（2）由图可知，测量部分与滑动变阻器左侧并联，因此开始时为了让灯泡电流由零开始，故滑片P应置于A端；‎ ‎（3）由图可知，当电压为1.2 V时，电流为0.12 A，则功率P=UI=1.2×0.12 W=0.144 W；‎ ‎（4）由图可知，I﹣U图象的斜率越来越小，则说明电阻越来越大；原因是灯泡内阻随温度的升高而增大．‎ ‎16.(1)M　(2)如图所示　1.5(1.4或1.6)(3)b　c　S1　E(或S2　E)‎ ‎【解析】(1)根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与M端通过导线相连．(2)UH—I图线如图所示．根据UH＝k知，图线的斜率为k＝k＝0.375，解得霍尔系数k＝1.5×10－3V·m·A－1·T－1.(3)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1和E(或S2和E)之间．‎ ‎17.(1)1.2×10－4J　1.2×104V　(2)1.2×104V ‎【解析】(1)静电力做负功，电势能增加，无限远处的电势为零，电荷在无限远处的电势能也为零，即φ∞＝0，Ep∞＝0.‎ 由W∞A＝Ep∞－EpA得EpA＝Ep∞－W∞A＝0－(－1.2×10－4J)＝1.2×10－4J.‎ 再由φA＝得φA＝1.2×104V.‎ ‎(2)A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以q未移入电场前，A点的电势仍为1.2×104V.‎ ‎18.（1）（2）‎ ‎【解析】（1）小球由A到B过程中，由动能定理得：‎ mgLsin 60°+qUAB=0，‎ 解得：UAB=.‎ ‎（2）BA间电势差为：UBA=UAB=，‎ 则场强：E==‎ ‎19.1.28 mm ‎【解析】根据闭合电路欧姆定律，有：‎ U=‎ 电场强度：‎ E′==200 V/m 粒子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：‎ y=‎ 其中：‎ a=‎ 联立解得：‎ y=•m=1.28×10﹣3m=1.28 mm ‎20.(1)5.0 N，方向竖直向下　(2)－0.72 J ‎【解析】(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a 根据牛顿第二定律有qE＝ma 解得a＝＝8.0 m/s2‎ 设带电体运动到B端的速度大小为vB，则v＝2as 解得vB＝＝4.0 m/s 设带电体运动到圆弧形轨道B端时受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律有 FN－mg＝‎ 解得FN＝mg＋＝5.0 N 根据牛顿第三定律可知，带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力大小 FN′＝FN＝5.0 N 方向：竖直向下 ‎(2)因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中 电场力所做的功W电＝qER＝0.32 J 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为Wf，对此过程根据动能定理有 W电＋Wf－mgR＝0－mv 解得Wf＝－0.72 J