【物理】河北省保定市2019-2020学年高二上学期期末考试调研考试试题（解析版）

【物理】河北省保定市2019-2020学年高二上学期期末考试调研考试试题（解析版）

‎2019一2020学年度第一学期期末调研考试 高二物理试题 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1~8题只有一项符合题目要求，第9~12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.下列关于起电现象的描述，正确的是（　　）‎ A. 摩擦起电的本质是产生了新的电荷 B. 两个完全一样的金属球，一球带电荷量+‎0.4C，另一球带电荷量‎-0.2C，两球接触后再分开，则每球带电荷量是+‎‎0.3c C. 一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体将带负电荷 D. 无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦起电的本质是电荷的转移，不是产生了新的电荷，选项A错误；‎ B．两个完全一样的金属球，一球带电荷量+‎0.4C，另一球带电荷量‎-0.2C，两球接触后再分开，电荷先中和后均分，则每球带电荷量是+‎0.1C，选项B错误；‎ C．一带正电物体靠近不带电的导体时，不带电的导体近端将感应出负电，远端感应出正电，但是导体总电荷还是为零，选项C错误；‎ D．无论通过何种方式使物体带电，本质都是电荷在物体之间或者内部转移，并没有创造新电荷，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.如图所示，在与水平方向成30°角的光滑金属导轨间连一电源（极性未标明），在间距为l的平行导轨上，放一质量为m的金属棒ab，棒中电流为I，磁场方向垂直于导轨平面向上，这时棒恰好静止。重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）‎ A. 电流从a到b，磁感应强度大小为 B. 电流从b到a，磁感应强度大小为 C. 电流从a到b，磁感应强度大小为 D. 电流从b到a，磁感应强度大小为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】棒恰好静止，对棒受力分析，因磁场方向垂直于导轨平面向上，棒受到重力、垂直于斜面的支持力，及平行斜面的安培力，依据左手定则，则电流方向由a到b，再根据矢量的合成法则，则有 FA=mgsin30°‎ 且 FA=BIl 解得磁感应强度大小为 综上所述，故ABD错误，C正确。 故选C。‎ ‎3.某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B 两点的电场强度大小分别为EA、EB，下列判断正确的是（　　）‎ A. EAEB B. EAEB C. EA=EB D. EAEB ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由电场线的特点，电场线越密集，场强越大，所以EA＜EB；故A正确，BCD错误； 故选A。‎ ‎4.太阳电池由许多片电池板组成，大部分人造卫星都用太阳电池供电。某电池板不接负载时的电压是600μV，短路电流是30μA。这块电池板的内阻是（　　）‎ A. 10Ω B. 20Ω C. 30Ω D. 40Ω ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题电池板不接负载时的电压为U=600μV，则电池的电动势为E=U=6×10-4V； 已知短路电流为I=30μA=3×10‎-5A 又 E=I短r 得到 故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎5.如图所示，闭合矩形金属线圈CDEF位于水平方向的匀强磁场中，下列情况可在线圈中产生感应电流的是（　　）‎ A. 保持线圈平面水平，线圈向右运动 B. 保持线圈平面水平，线圈绕中心点O（图中未画出）转动 C. 线圈以CD边为轴转动 D. 线圈以DE边为轴转动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．保持线圈平面水平，线圈向右运动时，线圈中磁通量一直为零，没有感应电流，故A错误；‎ B．保持线圈平面水平，线圈绕中心点O（图中未画出）转动时，线圈一直和磁场平行，没有磁通量的变化，没有感应电流，故B错误；‎ C．线圈绕CD轴转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故C正确；‎ D．线圈绕DE轴转动，磁通量始终为零，不会产生感应电流，故D错误。 故选C。‎ ‎6.一电流表G（表头）的内阻为Rg，满偏电流为Ig，现欲把它改装成量程为1200Ig的电流表，下列方法和判断正确的是（　　）‎ A. 应串联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多 B. 应串联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多 C. 应并联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多 D. 应并联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电表改装原理可知，电流表G改装成大量程电流表要并联分流电阻，量程扩大倍数n=1200，则并联电阻为，比Rg小得多，根据并联电路的规律可知，电阻越并联，总阻值越小，故改装后电流表的内阻比Rg小得多，故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎7.如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为圆形区域的圆心，磁感应强度大小为B，一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，运动轨迹如图所示，并从P点离开磁场。已知直径MON、POQ的夹角θ=60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子带正电 B. 粒子做圆周的运动半径为 C. 粒子运动的速率为BR D. 粒子在磁场中运动的时间为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子向右偏转，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误；‎ B．粒子做圆周运动的圆心为O′，如图所示 ‎ 根据几何知识有粒子做匀速圆周运动的半径为 故B错误；‎ C．因为 所以粒子运动的速率为 故C正确；‎ D．粒子在磁场中运动的圆心角为α=120°，所以粒子在磁场中运动的时间为 故D错误。故选C。‎ ‎8.某区域存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，如图所示。某带电粒子a（不计重力）以一定初速度射入该区域后做匀速直线运动。若有其它带电粒子从同一位置射入该区域，当下列哪些量与a粒子不同时，仍一定能做匀速直线运动（　　）‎ A. 初速度的大小 B. 初速度方向 C. 粒子的比荷大小 D. 粒子的动能 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子做匀速直线运动，则电场力和洛伦兹力而力平衡，则有 qvB=qE 所以有 所以当粒子的初速度大小不同时，则不能满足平衡条件，粒子不能做匀速直线运动，故A错误；‎ B．当初速度方向不同时，粒子受到的电场力和洛伦兹力的方向不能相反，不能满足二力平衡，所以不能做匀速直线运动，故B错误；‎ C．粒子的比荷不同，仍可以保证电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，则仍然可以做匀速直线运动，故C正确；‎ D．当粒子的动能不同时，也可能是粒子的速度和a粒子不同，则不能满足电场力和洛伦兹力大小相等，所以不能做匀速直线运动，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.有一倾角为θ足够长的固定斜面，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为+q的带电滑块（可视为质点），以沿斜面向上的初速度v0开始运动，且v0<，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。在滑块沿斜面向上运动的过程中（　　）‎ A. 滑块所受摩擦力始终为0‎ B. 滑块所受摩擦力始终不为0‎ C. 滑块运动的加速度大小不变，始终为 D. 滑块运动的加速度大小变化，始终大于 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．滑块受力分析如图所示： 由于 故滑块受到垂直斜面向上的支持力，故滑块受到沿斜面向下的摩擦力作用，由于滑块做减速运动，速度减小，则洛伦兹力减小，支持力增大，则摩擦力逐渐增大，即滑块所受摩擦力始终不为0，故A错误，B正确；‎ CD．根据牛顿第二定律得 根据AB项分析可知 故 a＞gsinθ 故C错误，D正确；‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示，水平放置的平行金属板A、B间加有恒定电压，a点与下极板B的距离是b点到下极板B距离的4倍，一带电粒子从a点水平射入电场，初速度为v1，粒子恰好从B板的右边缘飞出，速度的偏向角为θ1。若该粒子从b点水平射入电场，初速度为v2，粒子也恰好从B板的右边缘飞出，速度的偏向角为θ2。不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设金属板长为L，b点到下极板B距离是d。 粒子从a点射入电场的过程： 水平方向有 L=v1t1‎ 竖直方向有 ‎ ‎ 联立得 ‎ ‎ 粒子从b点射入电场的过程： 水平方向有 L=v2t2‎ 竖直方向有 联立得 ‎ ‎ 可得 t1=2t2‎ v2=2v1‎ 故A错误，B正确 CD．根据速度分解可得 ‎ ‎ 将t1=2t2，v2=2v1代入可得 tanθ1=4tanθ2‎ 故C正确，D错误。故选BC。‎ ‎11.汽车电动机启动时车灯会有瞬间变暗的现象，其电路原理图如图所示。保持S2断开，闭合S1打开车灯，电流表读数为‎4.00A，再闭合S2启动电动机，电流表读数为‎40.0A。已知电源电动势为12.0V，内阻为0.05Ω，电动机内线圈电阻为0.10Ω，电流表内阻不计，下列说法正确的是（　　）‎ A. 车灯的电阻R=3Ω B. 电动机启动后车灯功率约为34.0W，小于电动机启动前的功率 C. 电动机的输入功率约为366W D. 电动机输出功率约为332W ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电动机未启动时车灯两端的电压为 U灯1=E-I1r=12.0V‎-4A×0.05Ω=11.8V 车灯的电阻值为 ‎ ‎ 故A错误； B．电动机启动后，车灯两端的电压 U灯2=E-I2r=12.0V‎-40A×0.05Ω=10V 流过车灯的电流 ‎ ‎ 那么电动机启动后，车灯的电功率 P灯=U灯2I灯=33.9W 电动机未启动时车灯的电功率 P灯′=U灯1I1=47.2W 故B正确； C．由以上可知：U灯2=10V，I灯=‎3.39A 流过电动机的电流 IM=I2-I灯=‎40A-3.39A=‎‎36.61A 电动机启动时车灯两端的电压 UM=U灯2=10V 电动机的输入功率 P入=UMIM=366.1W 故C正确； D．电动机的输出功率 PM=UMIM-IM2RM=366W-（‎36.61A）2×0.1Ω=232W 故D错误； 故选BC。‎ ‎12.如图所示，两水平面（虚线）之间的距离为h，存在方向水平向右的匀强电场。将一质量为m，电荷量为+q的带电小球（可视为质点）从距电场上边界为h处的A点以初速度v平行于电场的方向射出。小球进入电场后做直线运动，经过一段时间离开电场。不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）‎ A. 电场强度大小为 B. 电场强度大小为 C. 小球在电场中运动的水平位移大小为 D. 小球在电场中运动的水平位移大小为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球做平抛运动时，刚进入电场时竖直分速度大小 设小球进入电场时速度方向与水平方向的夹角为α，则 ‎ 小球进入电场后做直线运动，重力和电场力的合力方向与速度方向相同，如图，可知 解得电场强度为 故A正确，B错误。 CD．小球在电场中运动的水平位移大小为 故C正确，D错误。故选AC。‎ 二、实验题：本题共2小题，共15分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。‎ ‎13.某同学用多用电表测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下操作：他先用多用表进行粗测，选用×100档测量时，发现表头指针偏转角度偏小。为了较准确地进行测量，应换到__________档（填“×‎10”‎或“×1k”）。换档后进行正确操作，测量电压表电阻时多用电表表盘的示数如图，则该电压表内阻是_________kΩ。‎ ‎【答案】 (1). ×1k (2). 22.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]．先用×100档测量电阻Rx时，表头指针向右偏转角度过小，说明所测电阻阻值较大，所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用×1k档，换挡后要重新进行欧姆调零，由图可知，电阻的阻值读数为：22×1kΩ=22.0kΩ；‎ ‎14.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，用米尺测出金属丝的长度L，用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。‎ ‎(1)测量金属丝直径时螺旋测微器刻度如图所示，读数D=_________mm。‎ ‎(2)按照下图实物连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，读出多组电压表与电流表示数U、I，处理数据得到金属丝的电阻Rx。请依据实物图在方框内画出电路原理图_________。‎ ‎(3)用图中的电路测量金属丝的电阻比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ=_________（用题中所给物理量的字母表示）。‎ ‎【答案】 (1). 0.680 (2). (3). 偏小 (4). 或者 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]．由图示螺旋测微器可知，其示数为：‎0.5mm+18.0×‎0.01mm=‎0.680mm；‎ ‎(2)[2]．电流表采用外接法，滑动变阻器为分压接法，如图。‎ ‎ (3)[3]．由于电压表的分流，测得的电流比流过Rx的电流大，根据知电阻测量值偏小。‎ ‎(4)[4]．由电阻定律可知 其中， 所以电阻率 三、计算题：本题共3小题，共37分。‎ ‎15.两个质量相等的带电小球（可视为质点）A、B，用长度均为L的绝缘细线悬于天花板上的○点，两悬线均偏离竖直方向θ角，如图所示。已知A、B两球所带电荷量均为+q，静电力常量为k，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)带电小球的质量；‎ ‎(2)若撤去A球，在小球B所在的空间加一水平方向的匀强电场，使B球静止在原来位置，则匀强电场的电场强度为多大？‎ ‎【答案】(1) 或者 (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A、B两球之间的距离r=2Lsinθ ①‎ 对B球有 ②‎ 解得 或者 ③‎ ‎(2)使B球静止在原来位置，设所加匀强电场为E，则 解得⑤‎ ‎16.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨间距为L，电阻不计，与水平方向夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻。图中虚线下方区域内存在垂直导轨平面向上的匀强磁场。金属杆ab质量为m，电阻也为R，垂直导轨放置。开始时金属杆ab处在离磁场上边界的距离为L处。现将金属杆ab由静止释放，刚进入磁场上边界时，电阻R两端的电压为U。重力加速度为g。求：‎ ‎(1)匀强磁场的磁感应强度B；‎ ‎(2)当金属杆ab从磁场上边界继续下滑距离L时，开始做匀速运动，则匀速的速度v多大；‎ ‎(3)金属杆ab从进入磁场到刚开始做匀速运动这一过程中，电阻R产生的热量Q。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设金属杆刚进磁场的速度v0，由动能定理得 ‎①‎ 由法拉第电磁感应定律得 ‎②‎ 由闭合电路欧姆定律得 ‎③‎ 且 U=IR④‎ 解得 ‎⑤‎ ‎(2)设匀速运动时电流为I1，由平衡条件得 ‎⑥‎ 此时感应电动势为E1‎ ‎⑦‎ 解得 ‎⑨‎ ‎(3)设金属杆ab从进入磁场到刚开始做匀速运动这一过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒定律有 由焦耳定律及串联电路的特点可得 解得 ‎17.如图所示，真空中有一xoy坐标系，仅在第一象限存在垂直于纸面向里、范围足够大的匀强磁场，A点坐标为（x0，0），A'点坐标为（-x0，0）。一质量为m，电荷量为+q的带电粒子，从A点以平行于y轴正方向的初速度v0进入磁场，经过一段时间，恰运动到A'点。不计粒子的重力。求 ‎(1)磁场磁感应强度的大小；‎ ‎(2)粒子从A点运动到A'点的时间。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设粒子从y轴上的P点射出，轨迹圆心为O'，粒子运动的轨迹如图所示，在OOO'P中有 在OOA'P中有 解得 由牛顿第二定律得 ‎（或者）‎ 解得 ‎(2)由①、③得 ‎，所以θ=30°‎ 在磁场中转过的圆心角 α=180°-60°=120°‎ 设带电粒子在磁场中运动的周期为T，由牛顿第二=定律有 ‎（或者）‎ 粒子在磁场中运动的时间 ‎⑨‎ 设粒子从P到A做匀速直线运动的时间为t2，则有 运动的总时间