江西省南昌市第二中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题
南昌二中2019～2020学年度上学期期中考试
高二物理试卷
一、选择题。本题共12小题，每小题4分，共48分。在1-7题每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，在8-12题每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，选对（全对）得4分，漏选得2分，选错或不答的得0分。
1．关于电和磁问题，下列说法正确的是:
A．首先发现电流产生磁场的科学家是安培
B．将一圆柱形导体均匀拉长为原来的两倍，则电阻变为原来的4倍
C．对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
D．将面积为S的线框放在磁感应强度为B的匀强磁场内,穿过线框所围成面积的磁通量一定为BS
2．电源的两个重要参数分别是电动势E和内电阻r.对一个电路有两种特殊情况：当外电路断开时，电源两端的电压等于电源电动势；当外电路短路时，短路电流等于电动势和内电阻的比值．现有一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示．设新的等效电源的电动势为E′，内电阻为r′.试根据以上信息，判断下列说法中正确的是:
A．甲图中的E′＝E，r′＝R＋r B．甲图中的E′＝E，r′＝R＋r
C．乙图中的E′＝E，r′＝ D．乙图中的E′＝E，r′＝
3.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图)，电压表的示数为10V．如果他把此电压表改接在R2两端，电压表的示数为5V,则：
A. >2 B.=2
C.U<15v D.U=15v
4.在电场中我们已经学过，三个点电荷在同一条直线上均处于平衡状态时，一定满足“两同夹一异，两大夹一小，近小远大”．仿造上面的规律，假设有三根相同的通电长直导线平行放在光滑水平地面上的A、B、C三个位置并处于静止状态，截面如图所示．已知AB＝BC，直线电流在周围产生的磁场的磁感应强度公式为B＝K，其中K是常数，I是导线中电流的大小，r是某点到导线的距离，关于三根导线中的电流方向和电流大小的比例关系，正确的是:
A．A、B中电流方向一定相同
B．A、C中电流方向一定相反
C．三根导线中的电流强度之比为2∶1∶2
D．三根导线中的电流强度之比为4∶1∶4
5. 如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。下列操作可使指针张开角度增大一些的是:
A．断开开关S后，将A、B两极板的正对面积减小一些
B．断开开关S后，将A、B两极板靠近一些
C．保持开关S闭合，将R上的滑片向右移动
D．保持开关S闭合，将A、B两极板分开一些
6．如图甲所示，电源电动势E＝6 V，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示．其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响．则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是
A．a(3 V,4.5 W) B．b(4.5v ,2.88 W) C．c(0.6 A,4.5 V) D．d(2 Ω，80%)
7.在真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球，球心位置O固定，P为球外一点，M为球内一点，如图所示，以无穷远为电势零点，(已知均匀带电的球壳在壳内任意一点产生的电场强度均为零，在壳外某点产生的电场强度等同于把壳上电量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度).关于P、M两点的电场强度和电势，下列说法中正确的是
A.若Q不变，P点的位置也不变,而令R变小，则P点的场强减小
B.若Q不变，P点的位置也不变，而令R变大（P点仍在球外），则P点的电势升高
C.若Q不变，M点的位置也不变，而令R变小（M点仍在球内），则M点的电势不变
D.若Q不变，M点的位置也不变，而令R变大，则M点的场强减小
8.所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是
A．FN1
FN2
C．弹簧的伸长量增大 D．弹簧的伸长量减小
9．一额定功率为9 W、额定电压为9 V的小灯泡L(其电阻视为不随温度而变)和一直流电动机并联，与定值电阻R＝4 Ω串联后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变．当AB间接电压0.49 V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1 A；当AB间接电压15 V时，电动机转动起来、灯泡正常发光．则下列说法正确的是
A. 电动机线圈电阻为1 Ω
B．灯泡正常发光时电流表示数1 A
C. 灯泡正常发光时电动机输出的机械功率4.25 W
D．电路正常工作时电动机突然被卡住时,电流表读数将为1.5A
10. 如图所示电路中，已知R1＝R2＝R3，R1两端电压为3 V，R3两端电压为1 V．R4、R5为定值电阻．则
A．R2两端电压可能为2 V
B．A、B两端电压可能为7 V
C．若A、B两端电压为5 V，可以判断出R4＞R5
D．若A、B两端电压为5 V，可以判断出R4＜R5
11.电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为－3L和3L的两点，其中坐标为3L处电荷带正电，电荷量为Q.两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中x＝L处电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为－2L和2L，则下列判断正确的是
A．两点电荷一定为异种电荷
B．原点O处场强大小为
C．负检验电荷在原点O处受到向左的电场力
D．负检验电荷由M点运动到N点的过程，电势能先减小后增大
A2
A1
V2
V1
P
R1
R0
R2
ε r S
12. 如图所示电路中，已知电源的内阻r＜R2，电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合电键S，当滑动变阻器的滑臂P由变阻器的中点向左滑动的过程中，下列说法中正确的有：
A、A1的示数先变大后变小，A2的示数先变小后变大
B、V1的示数先变大后变小，V2的示数先变小后变大
C、电源内部的热功率先变大后变小
D、电源的输出功率先变小后变大
二、填空、实验题。本题共2小题，共16分，每空2分。
13.(10分)(1)新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm 等分成50份．下图就是一个“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺．用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是__________cm．
(2).有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图甲所示．此金属管线长约30Cm，电阻约10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0,现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
B．游标卡尺或螺旋测微器
c．电流表Al(600mA，约1.0Ω)
D．电流表A2(3A，约0.1Ω)
E．电压表V(3V，约6KΩ)
F．滑动变阻器R1(2KΩ，O.5A)
G．滑动变阻器R2(10Ω，2A)
H．蓄电池E(6V，O.05 Ω )
I．开关一个，带夹子的导线若干
①上列器材中，应选用的器材有__________________(只填代号字母)．
②你根据要求所设计的电路图，并把图乙的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值误差小．
③实验中要测量的物理量有： ，计算金属管线内部空问截面积S0的表达式为：S0=________.
14. 现有个物理兴趣小组，要组装一个欧姆表，并标注其表盘刻度，现有的器材有一个已知量程和内阻的G表头和一个滑动变阻器，还有一个未知电动势和内阻的干电池，所以首先该小组利用图（1）测出干电池的电动势和内阻，然后用图（2）来组装欧姆表，制作出相对应的表盘刻度。
(1)图（2）中a是
表笔（填“红”或“黑”），考虑图（1）中的测量误差带来的影响，所以图（2）其Rx的值测量结果与原结果相比将较 （填空“变大”、“变小”或“不变”）。
(2)图3是将表头G改装成两个倍率挡（如“×1”、“ ×10”）的欧姆表电路原理图，则当开关S合向 端（选填“a”或“b”）时，欧姆表是较大倍率挡。
三、论述计算题. 本题共5小题，共46分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
15.(8分)如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l＝0.5 m．ed间连入一电源E＝3 V，内阻r=0.5Ω，ab间放置一根长为l＝0.5 m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形．空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°～90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡．已知金属杆质量为0.1 kg，金属杆的电阻R为1Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍．重力加速度g＝10 m/s2，试求磁感应强度B及μ.
16．(8分)如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：
(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；
(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为10V的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．
17．（8分）如图所示的电路中，定值电阻R0＝3 Ω，R为电阻箱，S2
为单刀双掷开关．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其阻值为R1，记录电压传感器测得的数据为U1，然后保持电阻箱阻值不变，将S2切换到b，记录电压传感器示数为U2.
（1）试写出电阻Rx的表达式．
（2）若求得电阻Rx＝2.5 Ω，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U，对测得的数据进行处理，绘出如图所示的－图线．求电源电动势E和内阻r.
18.（9分）如图甲所示，在xOy坐标系中，两平行金属板AB、OD如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L=2 m，板间距离d=1 m，紧靠极板右侧有一荧光屏。两金属板间电压UAO随时间的变化规律如图乙所示，已知U0=1×103 V，变化周期T=2×10–3 s，t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点，以v0=1×103 m/s的速度平行于AB边射入板间，粒子电荷量q=1×10–5 C，质量m=1×10–7 kg，不计粒子所受重力，求：
（1）粒子在板间运动的时间；
（2）粒子打在荧光屏上的纵坐标；
（3）粒子打到屏上的动能。
19.（13分）如图（甲）的演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究：如图（乙）所示，电容为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为E、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。假设小球与极板发生碰撞后，小球的速度立即变为零，带电情况也立即改变，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的k倍（k<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势E至少应大于多少？
（2）设上述条件已满足在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求：在T时间内电源输出的平均电流。
（3）现调整金属板间距足够大,让其接上可充电和放电的电路装置,然后进行下述操作:第一步,给金属A、B板充电,让A、B两极板带上一定的电荷量,使得锡箔纸揉成的小球P在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态.第二步,给A、B板继续充电使其电荷量突然增加ΔQ1,让油滴开始竖直向上运动t秒.第三步,在上一步基础上使电容器突然放电ΔQ2,观察到又经t秒后,油滴刚好回到原出发点.设小球P在运动过程中未与极板接触.求ΔQ1和ΔQ2的比值.
高二期中考试物理试卷参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
B
C
A
A
D
BC
AC
ABC
BC
BD
13(1)3.030cm(2分)
(2)①ABCEGHI;(2分)
②如图所示;(2分)
③横截面边长a,金属管线长度L,电压表示数U,电流表示数I(2分);.(2分)
14 黑 变小 b
15解析 由磁场方向和平衡可判断，安培力F方向为水平且背离电源的方向
由题意可知当θ＝90°时，金属杆处于临界下滑状态有：
f1＝mg N1＝F f1＝μN1 ①
当θ＝30°时，金属杆处于临界上滑状态有：N2＝mgcos30°＋Fsin30°②
f2＋mgsin30°＝Fcos30° f2＝μN2③
由①－⑥解得：F＝mg④ μ＝⑤
由闭合电路欧姆定律：I＝＝2 A⑥
由安培力性质：F＝BIl ⑦
由⑦⑧⑨得：B＝ T 方向竖直向下．⑧
16.解析：(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：UL＝ V＝4 V
结合图象可得当UL＝4 V时，IL＝0.4 A
故每个电灯的电阻为：R＝＝ Ω＝10 Ω.
(2)设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由闭合电路欧姆定律得E＝U′＋2IR0
代入数据得U′＝10－20I
可得到该直线与曲线的交点(3 V,0.35 A)，即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为
IA＝2I＝0.7 A
每个灯的功率为：P＝UI＝3×0.35 W＝10.5 W.
答案：(1)0.4 A 10 Ω (2)0.7 A 10.5 W
17（1）闭合S1，将S2切换到a时，有：I=，
S2切换到b时，有：I=， 所以=，
解得：Rx=R1；
（2）(2)（5分）利用图线的截距求E
E＝U＋I(Rx＋R0＋r)
由此式看出， 图线的截距为 ，斜率k= .
由此两式得，E=1.43V(或v ) r＝0.5 Ω
答案：(1)Rx＝(U2－U1)R1/U1 (2)2 V 0.5 Ω
18（1）粒子在板间沿x轴匀速运动，运动时间为t，L=v0 t
S
（2）0时刻射入的粒子在板间偏转量最大为y1
又根据牛顿第二定律
所以解得y1 =0.15m
故纵坐标为y=d-y1 =0.85m
（3）粒子出射时的动能，由动能定理得：
代入数据解得
解:(1)（3分）用Q表示极板电荷量的大小,q表示碰后小球电荷量的大小,要使小球能不停地往返运动,小球所受的向上的电场力至少应大于重力,故:
,(注意题目E表示电动势大小)
根据题意,有: , 电量:
计算得出:
(2)（4分）当小球带负电时,小球所受电场力与重力方向相反,向上做加速运动.以a 1 表示其加速度,t1 表示从B板到A板所用的时间,则有:
, 其中:,
当小球带正电时,小球所受电场力与重力方向相同,向下做加速运动.以 表示其加速度,t2 表示从A板到B板所用的时间,则有:
其中:,
小球往返一次共用的时间为(t ),故小球在T时间内往返的次数,
由以上有关各式得:;
小球往返一次通过电源的电量为2q,在T时间内通过电源的总电量,
电路中的平均电流=
(3)（6分）
在第一步过程中,设电容器的充电量为Q,板间电压为,场强为,受力情况如图甲所示
根据题意得,,联立计算得出（1分）
在第二步过程(t时间)中, 受力情况如图乙所示
运动学, 电路 ,
动力学 联立计算得出a1=（2分）
在第三步过程中, 运动学 -s=v1t+a2t2, 得a2=3a1（1分）
电路 , 动力学
联立计算得出 a2=（1分） 由以上各式得;（1分）
