【物理】云南省玉溪市通海三中2019-2020学年高二上学期期末考试试题

【物理】云南省玉溪市通海三中2019-2020学年高二上学期期末考试试题

云南省通海三中2019-2020学年上学期期末考试 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。‎ 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分) ‎ ‎1.地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为(　　)‎ A． B．F C． 9F D． 81F ‎2.无风时，雨滴下落到地面时的速度为3 m/s，有风时，风使雨滴落到地面时在水平方向获得4 m/s的速度，则有风时，雨滴落到地面时的速度为（　　）‎ A． 3 m/s B． 4 m/s C． 5 m/s D． 7 m/s ‎3.如图所示，水平地面上有P、Q两点，A点和B点分别在P点和Q点的正上方距离地面高度分别为h1和h2，某时刻从A点以速度v1水平抛出一个小球，经过一段时间后，又从B点以速度v2水平抛出另一球，结果两球同时落在P、Q连线上的O点，则有(　　)‎ A．h1－h2＝ B．PO∶OQ＝v1h2∶v2h1‎ C．PO∶OQ＝v1∶v2 D．PO∶OQ＝v1h1∶v2h2‎ ‎4.如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是（ ）‎ A．Q2一定带负电 B．Q2的电量一定大于Q1的电量 C．b点的加速度为零，电场强度也为零 D． 整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大 ‎5.如图是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（　　）‎ A． 在a、b两点加速度的大小 B． 电性与场源电荷的电性相同 C． 在a、b两点时速度大小va＜vb D． 在a、b两点的电势能Ea＞Eb ‎6.图示的电路图中，C2=2C1，R2=2R1．下列说法正确的是（　　）‎ ‎①开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量 ‎②开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量 ‎③开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量 ‎④开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量．‎ A． ① B． ④ C． ①③ D． ②④‎ ‎7.如图所示元件的材料为N型半导体，半导体内导电的粒子——“载流子”为自由电子．已知元件长为a、宽为b、厚为c，现将该半导体材料板放在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向沿y轴正方向．当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过该材料板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差UH，已知k为材料的霍尔系数，且k＝，其中每个载流子所带电量的绝对值为e，n为单位体积内载流子数，则下列说法中正确的是(　　)‎ A． 材料上表面的电势高于下表面的电势 B． 霍尔电势差大小满足关系UH＝k C． 通过材料的电流I越大，其内部单位体积内的载流子数目越多 D． 材料板在单位体积内参与导电的载流子数目为 ‎8.在y＞0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy平面，方向指向纸外，原点O处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价正离子，对于速度在xOy平面内的离子，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，可用下面给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是（　　）‎ A． B．C．D．‎ ‎9.如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎10.在如图（a）所示的电路中，L1、L2为规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图（b）所示，C是电容为100的电容器，R是阻值为8的定值电阻，电源E 的内阻为1。电路稳定后，通过L1的电流为0.2 A，下列结果正确的是（ ）‎ A． L1的电功率为0.16 W B． L2的电阻为4W C． 电源的效率为60% D． 电容器的带电量为2.4×104C 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) ‎ ‎11.(多选)如下图所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然静止，则(　　)‎ A．B受三个力 B．B受两个力 C．A受五个力 D．A受六个力 ‎12.(多选)如图所示为甲、乙两物体的x－t图象，则(　　)‎ A． 甲、乙两物体都做匀速直线运动 B． 若甲、乙两物体在同一直线上运动，则一定会相遇 C． 在t1时刻甲、乙相遇 D． 在t2时刻甲、乙相遇 ‎13.（多选）如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是 A． 电阻R3消耗的功率变大 B． 电容器C上的电荷量变大 C． 灯L变暗 D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值 ‎14.（多选）如图空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自a沿曲线acb运动到b点时，速度为零，c是轨迹的最低点，以下说法中正确的是( )‎ A． 液滴带负电 B． 滴在c点动能最大 C． 若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒 D． 液滴在c点机械能最大 分卷II 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎15.利用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门B时，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球的挡光时间t.实验前调整光电门位置，使小铁球下落过程中，小铁球球心垂直细激光束通过光电门，当地重力加速度为g.‎ ‎(1)为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是________.‎ A.A点距地面的高度H B.A、B之间的距离h C.小铁球从A到B的下落时间tAB D.小铁球的直径d ‎(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝____________；要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证等式________是否成立即可(用实验中测得物理量的符号表示).‎ ‎16.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60 cm，电阻大约为6 Ω，横截面如图甲所示．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为　　mm；‎ ‎（2）现有如下器材：‎ A．电流表（量程0.6 A，内阻约0.1 Ω）‎ B．电流表（量程3 A，内阻约0.03 Ω）‎ C．电压表（量程3 V，内阻约3 kΩ）‎ D．滑动变阻器（1 750 Ω，0.3 A）‎ E．滑动变阻器（15 Ω，3 A）‎ F．蓄电池（6 V，内阻很小）‎ G．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选　　，滑动变阻器应选　　．（只填代号字母）‎ ‎（3）请将图丙所示的实际测量电路补充完整．‎ ‎（4）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是　　（所测物理量用字母表示并用文字说明）．计算中空部分横截面积的表达式为S=　　．‎ 四、计算题 ‎ ‎17.如图所示，轨道ABCD平滑连接，其中AB为光滑的曲面，BC为粗糙水平面，CD为半径为r的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平.质量为m的小球在曲面AB上距BC高为3r处由静止下滑，进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧，压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为Ep.已知小球与水平面BC间的动摩擦因数为μ，求：‎ ‎(1)水平面BC的长度s；‎ ‎(2)小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm.‎ ‎18.如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A 为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．(已知静电力常量为k，不计粒子的重力、管的粗细)求：‎ ‎(1)O处点电荷Q的电性和电荷量；‎ ‎(2)两金属板间所加的电压．‎ ‎19.如图所示，在xOy坐标系中，坐标原点O处有一点状的放射源，它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小均为，在0＜y＜d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E=，其中q与m分别为α粒子的电量和质量；在d＜y＜2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，mn为电场和磁场的边界．ab为一块很大的平面感光板垂直于xOy平面且平行于x轴，放置于y=2d处，如图所示．观察发现此时恰好无粒子打到ab板上（不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用），求：‎ ‎（1）α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小及距y轴的最大距离；‎ ‎（2）磁感应强度B的大小．‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B 2.C 3.C 4.C 5.A 6.A 7.D 8.A 9.C 10.A ‎11.BC 12.ABC 13.BCD 14.ABD ‎15.(1)BD　(2)　＝h(或d2＝2ght2)‎ ‎【解析】(1)根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离，故A错误，B正确.利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，但需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小铁球的直径，故C错误，D正确.‎ ‎(2)利用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故v＝；根据机械能守恒的表达式有mgh＝mv2，可得＝h(或d2＝2ght2)，故只要验证＝h(或d2＝2ght2)即可.‎ ‎16.（1）1.125±0.001（2）A E　‎ ‎（3）如图所示 ‎（4）管线的长度L．‎ ‎【解析】（1）螺旋测微器的读数等于1 mm+0.01×12.5 mm=1.125 mm．‎ ‎（2）电路中的电流大约为I=A=0.5 A，所以电流表选择A．‎ 待测电阻较小，若选用大电阻滑动变阻器，测量误差角度，所以滑动变阻器选择E．‎ ‎（3）待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，所以电流表采取外接法．‎ 滑动变阻器可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法．‎ ‎（4）还需要测量的物理量是管线长度L，根据R=ρ，‎ 则S=，‎ 则中空部分的截面积S′=﹣S=．‎ ‎17.(1)　(2)mgr＋－Ep ‎【解析】(1)由小球在C点对轨道没有压力，‎ 有mg＝m 小球从出发点运动到C点的过程中，由动能定理得3mgr－μmg·s＝mv 解得s＝.‎ ‎(2)速度最大时，小球加速度为0，设弹簧压缩量为x.‎ 由kx＝mg，得x＝‎ 由C点到速度最大时，小球和弹簧构成的系统机械能守恒 设速度最大时的位置为零势能面，有 mv＋mg(r＋x)＝Ekm＋Ep 解得Ekm＝mgr＋－Ep.‎ ‎18.(1)负电　　(2)‎ ‎【解析】(1)由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度v＝＝v0①‎ 在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足k＝m②‎ 由①②得：Q＝‎ ‎(2)粒子射出匀强电场时速度方向与水平方向成30°角 tan 30°＝③‎ vy＝at④‎ a＝⑤‎ t＝⑥‎ 由③④⑤⑥得：U＝＝‎ ‎19.（1）（2）‎ ‎【解析】（1）据题意，当α粒子沿x轴方向运动时，做类平抛运动，当运动到mn上时与y轴距离最大.‎ 由平抛运动规律可知：‎ 竖直方向上：d=‎ 水平方向：‎ 粒了孤加速度：a=‎ 而由题意可知：E=‎ 联立解得：最远距离为：x=‎ 根据动能定理可以求得α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小为：‎ 解得；‎ ‎（2）要使粒子打不到屏ab上，沿x轴方向向右运动的粒子通过mn后继续运动，刚好与屏ab相切，则有：‎ R+Rsin 30°=d R=‎ 解得：B=‎