湖北省宜昌市葛洲坝中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

湖北省宜昌市葛洲坝中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

宜昌市葛洲坝中学2020学年第一学期 ‎ 高二年级期末考试物理试题 考试时间：2020年1月 本试题分第Ⅰ卷(阅读题)和第Ⅱ卷(表达题)两部分。满分110分，考试时间90分钟。考生作答时，请将答案写在答题卷上，在本试题卷上答题无效。‎ 第Ⅰ卷 一、选择题：（本大题共10小题，每小题5分，1-6单选，7-10多选，选对得6分，选错不得分，选不全的3分，共50分）‎ ‎1．下面是对电源和电流概念的认识，正确的是(　　)‎ A．电动势反映了电源把电能转化为其他形式能量的本领 B．电动势和电势差的单位相同，电动势实质上就是电势差 C．电流的方向就是电荷定向移动的方向 D．在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 ‎2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器（温度越高，热敏电阻阻值越小）。值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）‎ A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 ‎3．如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度大小分别为B1、B2，今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是( )‎ A． 电子的运行轨迹为PENCMDP B． 电子运行一周回到P用时为 A． ‎ D．‎ ‎4．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　　)‎ A．电路中感应电动势的大小为 B．电路中感应电流的大小为 C．金属杆所受安培力的大小为 D．金属杆的发热功率为 ‎5．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。半径为L的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，磁感强度为B，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）‎ A．若圆盘转动的角速度为ω，则发电机产生的电动势为 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 ‎6．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c将靠近金属导轨 （ ）‎ A．向右做匀速运动 B．向左做匀速运动 C．向右做减速运动 D．向右做加速运动 ‎7．如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为‎0.10m 的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为‎0.12m。已测得每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量，则( )‎ A．两球所带电荷量相等 B．A球所受的静电力为 C．B球所带的电荷量为 D．A、B两球连线中点处的电场强度为0‎ ‎8．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为‎10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是(　 　)‎ A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线 B．匀强电场的电场强度大小为10V/m C．匀强电场的电场强度方向为由C指向A D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少 ‎9．如图所示，质量为m，带电荷量为＋q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B．现给环一向右的初速度，则（ ）‎ A．环将向右减速，最后匀速 B．环将向右减速，最后停止运动 C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是 D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是 ‎10.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　)‎ A．偏转电场对三种粒子做功一样多 B．三种粒子一定打到屏上的同一位置 C．三种粒子运动到屏上所用时间相同 D．三种粒子打到屏上时的速度一样大 第Ⅱ卷 二、实验题：（本大题共2小题，9题6分，10题9分，共15分）‎ ‎11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R。‎ ‎（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径d为 mm。‎ ‎（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量出的R结果将比真实值     （选填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎（3）如下图所示，是多用电表的“×‎10”‎欧姆挡经过正确步骤测量金属丝电阻时多用电表指针的位置，则金属丝阻值的测量值R＝　 　Ω，若测出金属丝长度的测量值为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝　 　（用d、R、L表示）。‎ ‎12．利用如图所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。‎ ‎（1）现有电压表（0～3V）、开关和导线若干，以及下列器材：‎ A．电流表（0～‎0.6A） B．电流表（0～‎3A）‎ C．滑动变阻器（0～20）D．滑动变阻器（0～100）‎ 实验中电流表应选用________；滑动变阻器应选用________。（选填相应器材前的字母）‎ ‎（2）在实物图中用笔画线代替导线，按电路图将电路连线补充完整________。‎ （3） 如上面右图所示，他们根据实验数据绘制出U﹣I图象，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数。由此可以得到，干电池的电动势E＝　 　V，内电阻r＝ Ω．（结果保留两位有效数字）‎ （4） 该实验小组还制作了一个水果电池。他们先将一电压表（量程3V、内阻2000Ω）与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表（内阻约为‎100MΩ）与水果电池的两极相连，读数为0.91V．由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r＝　 　Ω（保留三位有效数字）。‎ 三、解答题：（本大题共4小题，13题10分，14题8分，15题14分，16题13分，共45分）‎ ‎13．如图所示，已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝0.5 Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10 Ω.求：‎ ‎（1）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？‎ ‎（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？‎ ‎14.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：‎ ‎（1）小球到达上极板小孔处的速度；‎ ‎（2）极板间电场强度的大小E和电容器所带电荷量Q；‎ ‎15.如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝8Ω的电阻，导轨间距为L＝‎1m。一质量m＝‎0.1kg，电阻r＝2Ω，长约‎1m的金属杆水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数．导轨平面的倾角为θ＝30°，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，现让金属杆AB由静止开始下滑，已知杆AB从静止开始到恰好作匀速运动的过程中沿轨道下滑距离s=‎20m，g=‎10m/s2求：‎ ‎（1）杆AB下滑速度为‎2m/s时的加速度大小；（2）杆AB下滑的最大速度vm；‎ ‎（3）杆AB从静止开始到恰好作匀速运动的过程中R上产生的热量。‎ ‎16. 如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1‎ 重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感强度大小为B1。一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知AB长度是BC长度的倍。‎ ‎（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；‎ ‎（2）求磁场的宽度L；‎ ‎（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。‎ 试卷参考答案：‎ ‎1 D   ‎2 C 3 D  4 B ‎5 A ‎6 C 7 ACD 8 ACD 9 AD 10 AB 11. ‎（1）0.695~‎0.698mm；（2分）（2）偏小；（1分）‎ ‎（3）140Ω （1分） （2分）‎ ‎12.　(1)A （1分） C （1分） (2) （1分）‎ ‎(3) 1.4V （2分） 0.91（2分） (4)600（2分）‎ 13. ‎（1） 对于固定电阻R1，当R2=0时，R1消耗的功率最大；‎ Im=‎2A，^…………………………………………………………2分 PR1=Im2R…………………………………………………………2分 PR1=2W;…………………………………………………………1分 （2） 当时，PR2最大，……………………………2分 ‎（ PR2）m= ……………………………………2分 ‎（ PR2）m=2.5w……………………………………………1分 ‎14．‎ ‎（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有（2分）‎ 解得①；…………………………………………………………1分 （3） 对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有（2分）‎ （4） 解得： ②；…………………………………………………………2分 （5） ‎…………………………………………………………1分 ‎15.解：（1）取AB杆为研究对象其受力如图示 沿斜面方向：mgsinθ﹣FB﹣f＝ma ①…………………………………2分 垂直斜面方向：N﹣mgcosθ＝0 ②…………………………………1分 摩擦力f＝μN ③…………………………………………………1分 安培力 FB＝BIL ④…………………………………………1分 ‎⑤……………………………………………………………1分 E＝BLv ⑥……………………………………………………………1分 联立上面①②③④⑤⑥‎ 解得：‎ 当v＝‎2m/s时a=‎1.5m/s2………………………………………………………………1分 ‎（2）由上问可知 ，故AB做加速度减小的加速运动当a＝0。………………………………………………………………1分 vm＝‎8m/s………………………………………………………………1分 （3） 从静止开始到运速运动过程中 设两电阻发热和为QR+Qr 由能量守恒可知 ……………2分 解得：QR：Qr＝R：r ……………………………………………………1分 联立 解得…………………………………………1分 答：（1）当AB下滑速度为‎2m/s时加速度的大小‎1.5m/s2；‎ ‎（2）AB 下滑的最大速度‎8m/s；‎ ‎（3）从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量0.64J。‎ ‎16.解：(1)设点电荷进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有：tanθ＝…………………………………2分 则θ＝30°根据速度关系有：v＝…………………………………2分 设点电荷在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得： ，…………1分 轨迹如图：‎ 由几何关系得：L＝r1,…………2分 解得：L＝…………………2分 ‎(3)．当点电荷不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，点电荷在磁场中运动的时间最长。设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图：‎ 同理得：…………………………1分 根据几何关系有：L＝r2(1＋sinθ)……………2分 解得：B＝1.5B1………………………………1分 高二物理期末考试命题双向细目表 题型 题号 考察知识点（非章节节点）‎ 预估难度系数 能力要求 分值 备注 ‎　‎ 了解识记 理解 掌握 灵活运用 单选题　‎ ‎1　‎ 电动势，电流 ‎0.9　‎ ‎√　‎ ‎√　‎ ‎√　‎ ‎　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎2　‎ 闭合电路的动态分析 ‎0.6　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√　‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎3　‎ 洛仑兹力下的圆周运动　‎ ‎0.7　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎4　‎ 电磁感应平动动生电动势与电路　‎ ‎0.6　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎5　‎ 电磁感应转动切割 ‎0.6　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎6　‎ 电磁感应楞次定律 ‎0.6　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5‎ ‎　‎ 多选题　‎ ‎7　‎ 库仑定律与平衡 ‎0.8　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎8　‎ 静电场电势，电势能 ‎0.7‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ ‎9　‎ 洛伦兹力结合的动力学问题　‎ ‎0.6　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5‎ ‎　‎ ‎10　‎ 带电粒子在电场中加速和偏转　‎ ‎0.4　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎5　‎ ‎　‎ 实验题　‎ ‎11　‎ 测量读数　‎ ‎0.8　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎　‎ ‎6　‎ ‎　‎ ‎12　‎ 实验：器材选择，电路连接，数据处理，实际应用 ‎0.7　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎9　‎ ‎　‎ 计算题　‎ ‎13　‎ 闭合电路的功率　‎ ‎0.8‎ ‎　‎ ‎　√‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎10　‎ ‎　‎ ‎14　‎ 电场，重力场中的动能定理，电容器 ‎ ‎0.7　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎　‎ ‎8‎ ‎　‎ ‎15　‎ 电磁感应与电路的动力学 ‎0.6‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎14　‎ ‎　‎ ‎16　‎ 带电粒子在组合场的运动 ‎0.4　‎ ‎　‎ ‎√　‎ ‎√‎ ‎√　‎ ‎13‎ ‎　‎ 整套试题的难度系数0.7‎ ‎　‎