【物理】云南省邵通市陆良县第八中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】云南省邵通市陆良县第八中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

陆良八中 2019-2020学年(上)高二期末试题 物 理 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.首先发现电流磁效应的科学家是（　　）‎ A. 牛顿 B. 奥斯特 C. 库仑 D. 伽里略 ‎2.下列关于电场强度的两个表达式和的叙述，错误的是（　　）‎ A. 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量 B. 是电场强度的定义式，F是放入电场中电荷所受的电场力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场 C. 是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场 D. 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小 ‎3.如图所示，是放在电场中某处的检验电荷q及所受电场力F之间的函数关系图像，其中正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎4.如图所示，a、b是等量异种点电荷连线的中垂线上的两点，现将某检验电荷分别放在a、b两点，下列说法中正确的是( )‎ A. 受到电场力大小相等，方向相同 B. 受到电场力大小相等，方向相反 C. 受到电场力大小不相等，方向相反 D. 受到电场力大小不相等，方向相同 ‎5.两个分别带有电荷量－Q和+2Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　）‎ A. ‎4F B. ‎2 F C. D. F ‎6.一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为 ( )‎ A. BIL B. 2BIL C. 3BIL D. 4BIL ‎7.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎8.如图所示，空间有一电场，电场中有a和b两点。设在电场中只受静电力的电子在a、b两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是（　　）‎ A. aA＞aB B. aA＜aB C. EpA＞EpB D. EpA＜EpB ‎9.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子（氦原子核）以速度v0‎ 从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入，恰好能沿直线匀速通过。下列说法正确的是（　　）‎ A. 若电子以速度沿相同方向射入，电子将向下偏转 B. 若质子以速度沿相同方向射入，质子将沿直线匀速通过 C. 若质子以大于速度沿相同方向射入，质子将向下偏转 D. 若质子以大于的速度沿相同方向射入，质子将向上偏转 ‎10.关于电场和磁场对电荷或电流受力，下列说法正确的是 （　　）‎ A. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 B. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 C. 正电荷在电场中所受电场力的方向就是电场的方向 D. 正电荷在磁场中所受洛仑兹力的方向就是磁场的方向 ‎11.某圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，现有两个不同的粒子a、b，以不同的速度同时由A点沿AO（O为圆心）方向射入圆形磁场区域，又同时由C点及B点分别射出磁场，其运动轨迹如图所示（虚线AB弧长等于磁场圆周长的，虚线AC弧长等于磁场圆周长的），粒子始终在纸面内运动，不计粒子重力。则下列说法正确的是 A. a、b粒子在磁场中的运动半径之比Ra:Rb=:3‎ B. a、b粒子在磁场中运动的周期之比Ta:Tb=3:4‎ C. a、b粒子的比荷之比 D. a、b粒子的速率之比 ‎12.如图所示电路中，电源内阻不能忽略，当变阻器R的滑片P向下移动时下列说法中正确的是 A. V1示数变大，示数变小，示数变大 B. V1示数变小，示数变大，示数变小 C. 电源消耗的总功率增大 D. 电源消耗的总功率减小 二、实验题(本题共2小题，第13题题6分，第14题9分，共15分。)‎ ‎13.下图中螺旋测微器和20分度游标卡尺的读数分_______mm和_______cm。‎ ‎14.用伏安法测量某阻值约为20Ω的未知电阻Rx的阻值．实验电路如图所示：‎ 电源E（电动势3V、内阻忽略不计）‎ 电流表A1（量程0～50mA，内阻约12Ω） 电流表A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω）‎ 电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ） 电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ）‎ 滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流‎2.0A）‎ 滑动变阻器R2（0～1000Ω，允许最大电流‎0.5A）‎ 定值电阻R（30Ω，允许最大电流‎1.0A）‎ 开关、导线若干 ‎（1）在以上备选器材中，电流表应选用___，电压表应选用__，滑动变阻器应选用____．‎ ‎（2）某次测量中，电压表读数为U时，电流表读数为I，则计算待测电阻阻值的表达式Rx=__．‎ 三、计算题（本题共3道小题,第15题12分,第16题12分,第17题13分,共37分。各小题请写清计算过程）‎ ‎15.如图所示，质量为m，电荷量为e的粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场是速度方向与AO方向成45°，已知AO的水平距离为d．（不计重力）‎ 求：（1）从A点到B点用的时间；‎ ‎（2）匀强电场的电场强度大小 ‎16..如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的无限大匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子1在纸面内以速度v0从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α=30°；质量为m、电荷量为﹣q（q＞0）的粒子2在纸面内也从O点沿相同的方向射入磁场，其速度大小也为v0．已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点离开磁场（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用．求：‎ ‎（1）求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；‎ ‎（2）1、2两粒子在磁场中运动的时间之比t1：t2．‎ ‎17.如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为qθ，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力。（重力加速度取g）。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B 奥斯特首先发现了电流的磁效应，B正确。‎ ‎2.A 公式为电场强度的定义式，适合一切电场强度的计算，公式中F表示试探电荷受到的电场力，q表示试探电荷的电荷量，不是场源电荷的电荷量，A错误B正确；公式为点电荷电场强度公式，只适用于点电荷电场强度的计算，Q为场源电荷的电荷量，其是利用电场强度定义式和库仑定律表达式推导出来的，其中是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小，CD正确．‎ ‎3.B【详解】根据电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，则知在电场中某点的电场强度E是一定的，由F=qE知，E一定，则F与q成正比，F-q图象是过原点的直线；‎ A.A图与结论不相符，选项A错误； B. B图与结论相符，选项B正确；‎ C. C图与结论不相符，选项C错误； D. D图与结论不相符，选项D错误；‎ ‎4..D 【详解】由图可知看出：a处电场线密，电场强度大。两点的电场线的切线方向相同，所以电场强度方向相同，放入同种检验电荷，受到的电场力大小不等，方向相同。故选D。‎ ‎5.C ‎【详解】相距为r时，根据库仑定律得：；由于带异种电荷时，接触后，各自带电量变为Q，则此时，两式联立得F′=；‎ A. ‎4F，与结论不相符，选项A错误；B. ‎2 F，与结论不相符，选项B错误；‎ C. ，与结论相符，选项C正确；D. F，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6..C ‎【详解】ab段导线受力，根据左手定则判断方向向上；bcd段导线的有效长度即是bd的长度，因为∠abc＝∠cde＝120°，所以bd长也为L，受到安培力，根据左手定则判断方向向上；dc段导线受安培力，根据左手定则判断方向向上，所以整段导线受力，ABD错误C正确 ‎7 .D ‎8 BD ‎【分析】粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，二力平衡时粒子沿直线运动，当二力不平衡时，粒子做曲线运动，由公式qv0B=qE，电量与电性不会影响粒子的运动性质；再分析电子的受力情况，从而明确电子是否会发生偏转。‎ ‎9【详解】由于α粒子从左向右射入正交的电场和磁场空间，恰能做匀速直线运动，则两力平衡，即Eq=qvB，所以选择的速度v=，与电性和电量无关，但有确定的进、出口。若电子以相同的速度射入，相对α粒子电场力和洛仑兹力均反向，则电子仍将做匀速直线运动，所以选项A错误；同理，质子以相同的速度射入时，相对α粒子电场力和洛仑兹力虽减小，但两力仍平衡，沿直线通过，所以选项B正确；若质子进入的速度变大，电场力不变，但向上的洛仑兹力变大，所以质子将向上偏转，选项C错误，选项D正确。故选BD。‎ ‎【点睛】本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理，只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题，注意掌握粒子做直线运动，一定是匀速直线运动，且粒子的电量与电性均不会影响运动性质。‎ ‎10.AC ‎【详解】A．洛仑兹力方向始终与速度垂直，所以只改变速度方向不改变速度大小，对电荷不做功，A正确 B．当带电粒子的方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛仑兹力作用，B错误 C．正电荷受力方向和场强方向相同，所以正电荷在电场中所受电场力的方向就是电场的方向，C正确 D．根据左手定则，正电荷受洛仑兹力方向与磁场方向垂直，D错误 ‎11 A‎ .C ‎【详解】‎ A．设磁场半径为R0‎ ‎，粒子在磁场中做圆周运动，根据题意作出粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系，可以得出，，所以Ra:Rb=3:，A正确 B．因为两粒子同时进入，同时射出，所以，即：，B错误 C．根据，所以比荷之比，C正确 D．根据半径关系Ra:Rb=:3，比荷关系，且，联立解得，D错误 ‎12.AC 解：当变阻器R的滑片向下移动时，R减小，R与R2并联的阻值减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大。电压表V2的示数U2=E-Ir，电压表V1的示数U1=IR2，I增大，U2减小，U1增大。电阻R2的电压U2=E-I（R1+r），I增大，U2减小，流过R2的电流I2减小，则电流表的示数IA=I-I2，IA增大，则A正确，B错误。根据P=IE可知电源消耗的总功率增大，选项C正确，D错误；故选AC.‎ ‎【点睛】本题电路中典型的问题：电路中动态变化分析问题，一般按照“部分→整体→部分”思路分析．‎ ‎13. (1). ‎10.405cm (2). 9.202~‎‎9.204mm 解：游标卡尺的读数：‎10.4cm+‎0.05mm×1=‎10.405cm；‎ 螺旋测微器的读数：‎9mm+‎0.01mm×20.3=‎9.203mm。‎ ‎14. (1). A1 (2). V1 (3). R1 (4). ‎ ‎【详解】（1）由题意可知，电源电压为3V，故电压表只能采用0～3V，不能选用最大量程为15V的电压表，电压表选用V1；而由于待测电阻为20Ω，则电路中电流最大为150mA； 故不能选用最大量程为‎3A的电流表，故电流表只能选用A1；而由题意可知，电路应采用分压接法，故滑动变阻器应选用较小的电阻，故滑动变阻器选用R1； （2）由欧姆定律可知R+Rx=，解得Rx=-R；‎ ‎【点睛】在电学实验的考查中，经常考查到仪表的选择、电流表内外接法的选择及实验数据的处理，故应注意此类问题的解法；在实验中要注意把握准确性、安全性及方便性原则。‎ ‎15.解：（1）粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：t=．‎ ‎（2）由牛顿第二定律得：a=．‎ 将粒子射出电场的速度v进行分解，则有 vy=v0tan45°=v0，又vy=at，得：‎ v0=•=，解得：E=‎ 答：（1）从A点到B点用的时间为；‎ ‎（2）匀强电场的电场强度大小为；‎ ‎【分析】（1）粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由水平距离d和初速度v0可求出时间．‎ ‎（2）将粒子射出电场的速度进行分解，求出竖直方向分速度vy，由牛顿第二定律和vy=at结合求出电场强度E．‎ ‎16.解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，‎ 由牛顿第二定律得：qvB=m，‎ 由几何知识得：d1=2Rsin30°，d1=d2，‎ A、B之间的距离：d=d1+d2=；‎ ‎（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期：T=，‎ ‎17.粒子在磁场中的运动时间：t1=T，t2=T，‎ 粒子运动时间之比：t1：t2=1：5；‎ 答：（1）两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d为；‎ ‎（2）1、2两粒子在磁场中运动的时间之比t1：t2为1：5．‎