【物理】安徽省安庆市太湖县太湖中学2019-2020学年高二上学期期末考试试卷

【物理】安徽省安庆市太湖县太湖中学2019-2020学年高二上学期期末考试试卷

安庆市太湖县太湖中学2019-2020学年高二上学期 期末考试物理试卷 一、选择题（每题4分，共计48分，1-8题为单选，9-12题为多选，漏选得2分，错选不得分）‎ ‎1．如图所示，两个灯泡、的电阻相等，电感线圈L的电阻可忽略，开关S从断开状态突然闭合，稳定之后再断开，下列说法正确的是( )‎ A．闭合开关之后立刻变亮、逐渐变亮，然后、逐渐变暗 B．闭合开关之后、同时变亮，然后逐渐变亮，逐渐变暗 C．断开开关之后立即熄灭、逐渐变暗 D．断开开关之后逐渐变暗，闪亮一下再熄灭 ‎2．如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则( )‎ A．点电荷所受电场力增大 B．点电荷在P处的电势能减少 C．P点电势减小 D．电容器的带电荷量增加 ‎3．如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)‎ A．0 B． C． D．2B0‎ ‎4．如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为，导轨间距为. 一质量为的导体棒与导轨垂直放置，电源电动势恒定，不计导轨电阻. 当磁场竖直向上时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿顺时针旋转，最终水平向右，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止. 则下列说法正确的是（ ）‎ A．磁感应强度一直减小 B．磁感应强度先变小后变大 C．导体棒对导轨的压力变大 D．磁感应强度最小值为 ‎5．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l，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 ‎6．如图所示，xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，第二、四象限内没有磁场．一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab，其圆心在原点O，开始时导体环在第四象限，从t＝0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动．若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中，正确的是(　　)‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎7．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1和R2为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是(　　) ‎ A．保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧 B．保持开关S闭合，增大R2，粒子打在O点左侧 C．断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧 D．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧 ‎8．如图所示，电源内阻为r，定值电阻R0＝r/2，可变电阻R的最大阻值为2r，当可变电阻的滑动触头从最左端向右端滑动过程中 A．电源的输出功率一直变大 B．电源的输出功率一直变小 C．当可变电阻滑到R＝r/2时电源的输出功率最大 D．当可变电阻滑到R＝r时电源的输出功率最大 ‎9．一质量为m的带电粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，场强方向水平向右．粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一致，重力加速度为g，则 A．粒子受电场力大小为mg B．粒子受电场力大小为2mg C．粒子从a到b机械能增加了2mv20 D．粒子从a到b机械能增加了 ‎10．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关k，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电流表、电压表V2示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU2，下列说法正确的是 A．I减小 B．U1、U2均减小 C．变小，变大 D．‎ ‎11．如图所示，直线MN上方有磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以同样速度v射入磁场，速度的方向与MN成30°角。设电子质量为m，电荷量大小为e。则（ ）‎ A．正、负电子在磁场中做圆周运动的半径相同 B．正电子从磁场中射出点到O点的距离较大 C．负电子在磁场中运动的时间是 D．正、负电子在磁场中运动的时间差是 ‎12．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动．则PQ所做的运动可能是(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大) (　　)‎ A．向右匀加速运动 B．向左匀加速运动 C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动 二、实验题（每空2分，共计16分）‎ ‎13．为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下：‎ ‎(1)用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为_______mm；‎ ‎(2)用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择_______倍率的电阻档（选填“×1”或“×100”），欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为_______ Ω；‎ ‎(3)另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻 R 随电压 U 变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为_______Ω；当所加电压为 3.00V时，材料实际消耗的电功率为_______W．（结果保留两位有效数字）‎ ‎14．为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻．‎ ‎(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以为纵坐标，以 为横坐标，画出的关系图线（该图线为一直线），如图丙所示．由图线可求得电池组的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________．‎ 三、计算题（15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，共计46分）‎ ‎15．（10分）如右图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：‎ ‎⑴A点在斜轨道上的高度h；‎ ‎⑵小球运动到最低点C时，小球对圆轨道的压力．‎ ‎16．（10分）如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝5 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成α＝37°角，取重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：‎ ‎（1） ab受到的安培力大小；‎ ‎（2） ab受到的静摩擦力大小。‎ ‎17．（12分）如图所示，在空间有坐标系，第三象限有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场. 一个质量为、电荷量为的正离子，从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在轴上距点的处. 不计离子重力，求：‎ ‎（1）此离子在磁场中做圆周运动的半径；‎ ‎（2）离子从处运动到处所需的时间；‎ ‎（3）电场强度的大小.‎ ‎18．（14分）如图所示，PQ、MN两轨道间距L=1 m，其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平，而eQ、fN段为水平粗糙轨道，同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场，定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R2=2 Ω的两根相同导体棒ab和cd，导体棒cd静止在水平轨道上，导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放，ab棒在光滑轨道上下滑至cd 棒处与其发生弹性碰撞，两者速度交换后导体棒cd进入匀强磁场区域，在磁场中运动距离x=1.5m后恰好停在磁场右边界gh处，其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1，g取10 m/s2，不计轨道电阻。求：‎ ‎（1）导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小I ‎（2）导体棒cd进入磁场区域后直至停止，定值电阻R1产生的热量Q1‎ ‎（3）导体棒cd进入磁场区域到停止的运动时间t ‎【参考答案】‎ 一、选择题（每题4分，共计48分，1-8题为单选，9-12题为多选，漏选得2分，错选不得分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ B B C B B D D C BC AD AD BC 二、实验题（每空2分，共计16分）‎ ‎13.（10分）【答案】1.730（1.729—1.731） ×1 22（或22.0） 1.5 0.78（0.70—0.80均给分） ‎ ‎14．（6分）【答案】2.9 1.1 电压表分流，（导致通过电源的电流的测量值偏小）‎ 三、计算题（15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，共计46分）‎ ‎15．（10分）【答案】(1)R (2) 3mg ‎【解析】试题分析：由题意得：mg=2Eq……1‎ 设小球到B点的最小速度为VB，则由牛顿第二定律可得：‎ mg-Eq=m；……1分 对AB过程由动能定理可得：‎ mg（h-2R）-Eq（h-2R）=mVB2；……2分 联立解得：h=R；……1分 ‎（2）对AC过程由动能定理可得：‎ mgh-Eqh=mvc2；……2分 由牛顿第二定律可得：‎ F+Eq-mg=m……1分 联立解得：F=3mg；……1分 由牛顿第三定律可得小球对轨道最低点的压力为3mg，方向竖直向下．……1分 考点：牛顿定律及动能定理。‎ ‎16．（10分）【答案】（1） 2.5 N （2） 1.5N ‎【解析】 (1)回路中的电流：‎ ‎……2分 解得：‎ ‎……1分 由……2分 可得：‎ ‎……1分 ‎(2)受力如图可知：‎ 静……2分 解得受到的静摩擦力大小：‎ 静……2分 ‎17．（12分）【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】 (1)正离子的运动轨迹如图所示.‎ 由几何知识可得，……2分 解得半径.……1分 ‎(2)洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得，……1分 解得离子在磁场中运动的速度大小为，……1分 离子在磁场中运动的周期为，……1分 根据轨迹得到离子在磁场中做圆周运动的时间为，……1分 离子从运动到做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,所需要的时间，……1分 故离子从的总时间为.……1分 ‎(3)在电场中，由类平抛运动知识得，……1分 ‎，……1分 电场强度的大小为.……1分 ‎18．（14分）【答案】(1)1A (2)0.5J (3)2.5s ‎【解析】 (1)导体棒ab由静止释放至与cd碰撞前，由动能定理得：‎ ‎……1分 两导体棒发生弹性碰撞后，ab棒静止，cd棒以v=3 m/s的速度进入磁场区域 回路的总电阻 ‎……1分 导体棒cd刚进入磁场时，通过导体棒cd的电流大小 ‎……1分 联立以上公式得 ‎……1分 ‎(2) 导体棒cd在磁场中运动，根据动能定理得 ‎……2分 回路产生的总焦耳热 ‎……2分 因为定值电阻R1与ab棒并联后再与cd棒串联且三者电阻均为2 Ω，三者电流之比为1∶1∶2，所以热量之比为1∶1∶4，故定值电阻R1产生的热量：‎ Q1=Q总=0.5J……1分 ‎(3)导体棒cd通过的电荷量为 ‎……2分 对导体棒cd由动量定理得 ‎ ……2分 解得t =2.5s……1分