福建省师范大学附属中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

福建省师范大学附属中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

福建省师范大学附属中学2020学年高二物理上学期期末考试试题 ‎ ‎（满分：100分，考试时间：90分钟）‎ 试卷说明：‎ ‎（1）本卷共三大题,17小题，所有的题目都解答在答案卷上，考试结束，只要将答案卷交上来。‎ ‎（2）考试过程中不得使用计算器或具有计算功能的电子设备 一、选择题(本题共12小题，每小题4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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.)‎ ‎1. 如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框从图中实线位置向左缓慢平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框。已知直线电流在周围产生的磁场随距离增大而减弱，则穿过线框的磁通量将 A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减后增 D．先增后减 ‎2．如图，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一小灯泡的U－I图线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是 A.电源1比电源2的内阻小 B.电源1比电源2的电动势大 C.小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率小 D. 电源1与小灯泡连接时比电源2与小灯泡连接时电源的效率高 ‎3．如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量和电荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁场后分别从b、e两点射出，不计粒子重力．下列说法正确的是 A．两粒子都带正电 B．从e点射出的粒子速率是从b点射出粒子的两倍 C．从b点射出的粒子在磁场中运动时间较长 D．从e点射出的粒子在磁场中运动时间较长 ‎4．A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面，如图所示．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为 A.＝ B.＝ C.＝1 D.＝2‎ ‎5．如图，△abc中ab=‎4cm，∠acb=30°．匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、2V、1V．下列说法中正确的是 A．电场强度的方向为垂直ac向下方向 B．电场强度的大小为2 5V/m C．电子从a点移动到b点，电势能减少了1 eV D．电子从a点经c点移动到b点，电场力做的总功为－1eV ‎6．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是 A. B. C. D. ‎7．如图所示，是一个示波管工作原理图，电子经加速以后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差为U，板长为L．每单位电压引起的偏移量（h/U ‎）叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些办法 A. 增大两板间的电势差U B. 尽可能使板长L做得短些 C. 尽可能使两板间距离d减小些 D. 使电子入射速度v0大些 ‎8．空间中存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场（图中未画出），一带电小球在竖直平面内沿逆针方向做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则下列说法不正确的是 A．小球带正电 B．磁场方向垂直纸面向外 C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增加 D．运动过程突然将磁场反向，小球仍能做匀速圆周运动 ‎9．来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害．但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面．下面说法中正确的是 A.对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最强,赤道附近最弱 B.对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱,赤道附近最强 C. 地磁场会使沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转 D. 地磁场只对带电的宇宙射线有阻挡作用,对不带电的射线没有阻挡作用 ‎10．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 A. 回旋加速器交流电的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半 B. 回旋加速器的加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大 C. 利用回旋加速器加速带电粒子,要提高加速粒子的最终能量,应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R D. 粒子每次经过D型盒狭缝时,电场力对粒子做功一样多 ‎11．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.下列说法中正确的是 A.只增大光照强度时， R0消耗的电功率增大， R3中有向上的电流 B.只调节R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大， R3中有向上的电流 C.只调节R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D.若断开开关S，带电微粒向下运动 ‎12．光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m＝‎1 kg的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，小物块沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的v－t图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定 A．两点电荷是负电荷 B．中垂线上B点电场强度最大 C．UBC>UAB D．B点是连线中点，C 与A点必在连线两侧 二、实验题（本大题共2题，共16分）‎ ‎13．同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：‎ ‎012345‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎ ‎ 图1 图2‎ ‎①用螺旋测微器测量其直径如图1所示，可知其直径为______mm；‎ ‎②用多用电表的电阻“×‎10”‎档，按正确步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图2，则该电阻的阻值约为____Ω，他还需要换档重新测量吗？____ （答“需要”或“不需要”）．‎ ‎③为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R 电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）‎ 电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）‎ 电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）‎ 电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）‎ 直流电源E（电动势4V，内阻不计）‎ 滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω）‎ 滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ） 图3‎ 开关S，导线若干 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______．‎ ‎④请在图3中补充连线完成本实验．‎ ‎14．某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示.已知G1的量程略大于G2‎ 的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.‎ ‎(1)实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为 (填步骤的字母代号)；‎ A.合上开关S2‎ B.分别将R1和R2的阻值调至最大 C.记下R2的最终读数 D.反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r E.合上开关S1‎ F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数 ‎(2)仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)；‎ ‎(3)若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻R分的表达式，R分＝ .‎ 三、计算题（本大题3题，共36分）‎ ‎15. （10分）如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上.导体棒与斜面的水平底边始终平行.已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.‎ ‎(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向.‎ ‎16.(12分) 一种测定电子比荷的实验装置如图所示，真空玻璃管内阴极K发出的电子（可认为初速度为0）经阳极A与阴极K之间的高电压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度从两极板C、D左端中点进入极板区域。若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点若在两极板CD间施加偏转电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O点。已知磁场的磁感应强度为B，极板间电压为U，极板的长度为l，C、D间的距离为d，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为L，P点到O点的距离为y。‎ ‎（1）求电子进入偏转电场的速度v0。‎ ‎（2）求电子的比荷。‎ ‎17.(14分) 如图所示，MN为绝缘板，CD为板上两个小孔， AO为CD的中垂线，在MN的下方有匀强磁场，方向垂直纸面向外（图中未画出），质量为m电荷量为q的粒子（不计重力）以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场（电场方向指向O点），已知图中虚线圆弧的半径为R，其所在处场强大小为E，若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场。‎ ‎（1）求粒子运动的速度大小；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且电荷量不变，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场，从A点射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少？‎ ‎（3）粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为多少？‎ ‎ 福建师大附中2020学年第一学期高二年段期末考试试卷 物理(选考)参考答案　 2020.1.16‎ 一、选择题 ‎1、D 2、C 3、C 4、A 5、D 6、B 7、C 8、B ‎ 9、BD 10、CD 11、AD 12、BC 二、实验题 ‎13、①4.745；（2分） ② 220，不需要；（2分）‎ ‎③ A2、V1、R1；（3分） ④如图所示（2分）‎ ‎14、 (1)BEFADC（2分）　(2)相等（2分）　‎ ‎(3) （3分）‎ 三、计算题 ‎15.（10分）解析　‎ ‎(1)导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得：‎ mgsin θ＝BILcos θ， （2分）‎ 解得B＝tan θ. （2分）‎ ‎(2)如图乙所示，当安培力平行斜面向上，安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有mgsin θ＝BminIL，（2分）‎ 解得Bmin＝sin θ. （2分）‎ 由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上. （2分）‎ ‎16.（12分）解析　‎ ‎（1）加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，电场力和洛伦兹力平衡，‎ 有：qE=qv0B， （2分）‎ 又 E=， （1分）‎ 联立解得电子射入偏转电场的速度。 （1分）‎ ‎（2）电子在极板区域运行的时间， （1分）‎ 在电场中的偏转位移， （2分）‎ 电子离开极板区域时，沿垂直极板方向的末速度， （1分）‎ 设电子离开极板区域后，电子到达光屏P点所需的时间为t2，，（1分）‎ 电子离开电场后再垂直极板方向的位移y2=vyt2， （1分）‎ P点离开O点的距离等于电子在垂直极板方向的总位移y=y1+y2， （1分）‎ 联立解得。 （1分）‎ ‎17．（14分）解析 ‎（1）粒子在静电分析器做圆周运动，故 （2分）‎ 解得： （1分）‎ ‎（2）粒子从D到A匀速圆周运动，故由图示三角形区域面积最小值为（2分）‎ 在磁场中洛伦兹力提供向心力，， （1分）‎ 设MN下方的磁感应强度为B1，上方的磁感应强度为B2，‎ 若碰撞次，则：， （2分）‎ ‎，故 （1分）‎ ‎（3）粒子在电场中运动时间：， （1分）‎ 下方磁场中运动时间：，（2分）‎ 在上方的磁场中运动时间： （1分）‎ 总时间：。 （1分）‎ ‎ ‎