安徽省安庆市横埠中学2020学年度第二学期高二物理期末检测试卷

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安徽省安庆市横埠中学2020学年度第二学期高二物理期末检测试卷

安徽省安庆市横埠中学 2020 学年度第二学期高二物理期末检测试 卷 第Ⅰ卷(选择题,共 40 分) 一.本题共 10 小题;每小题 4 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,有的小 题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得 4 分,选不全 的得 2 分,有选错或不答的得 0 分. 1.某交变电压为 u=6 2 sin314t V,则( ) A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为 0.02 s B.把额定电压为 6 V 的小灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光 C.把额定电压为 6 V 的小灯泡接在此电源上,小灯泡将烧毁 D.耐压 6 V 的电容器不能直接用在此电源上 2.如图甲所示电路,电源电动势为 E,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为 R,负 载电阻为 R0。当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时,R0 两端电压为 E/2,滑动变 阻器上消耗的功率为 P。若将 R0 与电源位置互换, 接成图乙所示电路时,滑动触头 S 的位置不变,则 ( ) A.R0 两端的电压将小于 E/2 B.R0 两端的电压将等于 E/2 C.滑动变阻器上消耗的功率一定小于 P D.滑动变阻器上消耗的功率可能大于 P 3.下列四个实验现象中,不能表明电流能产生磁场的是( ) A.甲图中,导线通电后磁针发生偏转 B.乙图中,通电导线在磁场中受到力的作用 C.丙图中,当电流方向相同时,导线相互靠近 D.丁图中,当电流方向相反时,导线相互远离 4.在一个给定电源的闭合电路中,关于电源的输出功率,下面说法正确的是( ) A.输出功率随外电阻的增大而增大 B.输出功率随外电阻的增大而减小 C.当外路短路时,电源输出功率最大 D.当外电阻与电源内阻相等时,电源输出功率最大 5.为了测出自感线圈的直流电阻,可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应 该( ) A.首先断开开关 S1 B.首先断开开关 S2 C.首先拆除电源 D.首先拆除安培表 6.在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动,当它运动到 M 点,突然与一不带电 的静止粒子碰撞合为一体,碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个?(实线为原 轨迹,虚线为碰后轨迹,不计粒子的重力)( ) 7.一个闭合线圈垂直置于匀强磁场中,若磁感应强度如图所示,则线圈中的感应电 流随时间变化的图线是下图中的( ) 8.如图所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导 a b CL 体棒 ab 与电路接触良好.当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线 运动时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程中,灯泡 L 未被烧毁,电容器 C 未被击穿,则该过程中( ) A.感应电动势将变大 B.灯泡 L 的亮度变大 C.电容器 C 的上极板带负电 D.电容器两极板间的电场强度将减小 9.等离子气流由左方连续以 v0 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中,ab 直导线与 P1、 P2 相连接,线圈 A 与直导线 cd 连接.线圈 A 内有随图乙所示的变化磁场,且磁 场 B 的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是( ) A.0~1s 内 ab、cd 导线互相排斥 B.1~2s 内 ab、cd 导线互相吸 引 C.2~3s 内 ab、cd 导线互相吸引 D.3~4s 内 ab、cd 导线互相排 斥 10110.某 LC 振荡电路和振荡频率为 520 kHz,为能提高到 1040kHz,可以调节 LC 电路中的元件以达到目的,具体可以( ) A.调节可变电容器,使电容增大为原来的 4 倍 B.调节可变电容器,使电容减小为原来的 1/4 倍 C.调节电感线圈,使线圈匝数增加到原来的 4 倍 B A v0 P1 a bP2 d c 甲 t/s B/T 2 0 -2 1 2 3 4 乙 D.调节电感线圈,使线圈自感系数变为原来的 1/2 第Ⅱ卷(非选择题,共 60 分) 二.本题共 2 小题,每空 2 分,共 16 分,把答案填在答题卡相应的横线上或按题目 要求作答。 11.(6 分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大,某同学为研究这一现象,利 用下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0—10Ω)、电源、 小灯炮、开关、导线若干来设计实验。并通过实验得到如下数据(I和U分别 表示小灯泡上的电流和电压). I/U 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 (1)请在上面的方框中画出实验电路图. (2)在上图中画出小灯泡的 I-U 曲线. (3)把本题中的小灯泡接到上图所示电路中,若电源电动势 E=2.0V, 内阻不计, 定值电阻 R=5Ω,则此时小灯泡的功率是____ _W。 12.(10 分)把一满偏电流为 500 A 、内阻约 100—200 的灵敏电流计改装成量程 为 3V、6V 的伏特表,应先通过半偏法测出灵敏电流计的内阻,再串联恰当的电 阻改装而成 (1)用半偏法测定该灵敏电流计的内阻,可选择的器材有: 滑动变阻器 R1,最大阻值 2 K 滑动变阻器 R2,最大阻值 10K 电阻箱 R3,阻值 0—9999 定值电阻 R4,阻值 1K 不计内阻的直流电源:E1(电动势 3.0V)、E2(电动势 4.5V)、E3(电动势 7.5V) 单刀单掷开关两个、导线若干。 在下面方框中画出测定该灵敏电流计内阻的电路图,为减小实验误差,实验 中电源应选择 ,滑动变阻器应选择 (2)若实验测得灵敏电流计的内阻为 150 ,改装成的伏特表电路如图所示, 则两个串联的定值电阻的阻值为 R1=  ,R2=  三.本题共 4 小题,共 44 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必 须明确写出数值和单位。 13.(10 分)如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的 原线圈接在 220 V 的市电上,向额定电压为 1.80×104 V 的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副 线圈电路中电流超过 12 mA 时,熔丝就熔断。 (1)熔丝的熔断电流是多大? (2)当副线圈电路中电流为 10 mA 时,变压器的输入功率是多大? 14.(10 分)在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比 荷的实验,其实验装置如图所示。abcd 是一个边长为 L 的正方 形盒子,在 a 处和 cd 边的中点 e 处各有一个小孔,e 外有一能 显示粒子从 e 孔射出的荧光屏 M。盒子内有一方向垂直于 abcd 平面的匀强磁场,磁感应强度大小为 B。粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒 子的初速度可忽略,先让粒子经过电压为 U 的电场加速,然后粒子立即由 a 孔 射入盒内,粒子经磁场偏转后恰好从 e 孔射出。不计粒子的重力和粒子之间的 相互作用力。问:你认为该同学的设计方案可行吗?若可行,求出带电粒子的 比荷;若不可行,说明你的理由。 15.(10 分)如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽 l=0.5 m,框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度 B=1 T,方向与框面垂 直,金属棒 MN 的质量为 100 g,电阻为 1 Ω.现让 MN 无初速地 释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的 过程中通过棒某一横截面的电量为 2 C,求此过程中回路产生的 电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2) 16.(14 分)在如图所示的空间区域里,y 轴左方有一 匀强电场,场强方向跟 y 轴正方向成 60°,大小为 N/C100.4 5E ;y 轴右方有一垂直纸面向里的匀 强磁场,磁感应强度 B=0.20T.有一质子以速度 v=2.0× 610 m/s,由 x 轴上的 A 点(10cm,0)沿与 x 轴正方向成 30°斜向上射入磁场,在磁场中运动 一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场.已知质子质 量近似为 m=1.6× 2710 kg,电荷 q=1.6× 1910 C,质子重力不计.求:(计算结果 保留 3 位有效数字) (1)质子在磁场中做圆周运动的半径. (2)质子从开始运动到第二次到达 y 轴所经历的时间. (3)质子第三次到达 y 轴的位置坐标. [参考答案] http://www.DearEDU.com 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 ABD D B D B A A AB BD B 11.(6 分)(1)和(2)的答案如图所示;(3)0.14—0.18W 均可得分。(每问 2 分) 12.(10 分)(1)E2 , R2 , 电路图如右上图 (2)5850 , 6000 (每空 2 分) 13.(10 分)解:(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为 U1、U2、I1、I2,根据理 想 变 压 器 的 输 入 功 率 等 于 输 出 功 率 , 有 I1U1=I2U2 (3 分) 当 I2=12 mA 时,I1 即为熔断电流.代入数据,得 I1=0.98 A. (2 分) (2)设副线圈中电流为 I2′=10 mA 时,变压器的输入功率为 P1,根据理想变压 器的输入功率等于输出功率,有 P1=I2′U2 (3 分) 代入数据得,P1=180 W. (2 分) 14.(10 分)解:可行。 设粒子经电场加速后离开电场时速度为 v,根据动能定理:qU= 2 2 1 mv (3 分) 粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图,设圆周半径为 R ,由几何关系 E2 R2 可得 (L-R)2+(L/2)2=R2 (3 分) qvB= R vm 2 (2 分) 联立求解,得 2225 128 LB U m q  (2 分) 15.(10 分)解:金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零 时速度达到最大,根据平衡条件得 mg= 2 2 mB l v R ① (3 分) 在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能 E,由能量守恒 定律得 mgh= 21 2 mmv +E ②(3 分) 通过导体某一横截面的电量为 q= Bhl R ③ (2 分) 由①②③解得 E=mgh- 21 2 mmv = 3 2 2 3 2 2 4 4 4 0.1 10 1 2 0.1 10 1 3.22 1 0.5 2 1 0.5 mgRq m g R J J JBl B l           (2 分) 16.(14 分)(1)质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律, R vmqvBf 2  得质子做匀速圆周运动的半径为 m10.0 qB mvR ;(3 分) (2)由于质子的初速度方向与 x 轴正方向夹角为 30°,且 半径恰好等于 OA,因此,质子将在磁场中做半个圆周到达 y 轴上的 C 点,如答 图所示. 根据圆周运动的规律,质子做圆周运动周期为 qB mT π2 ,(2 分) 质子从出发运动到第一次到达 y 轴的时间 1t 为 s1057.1π 2 7 1  qB mTt , (1 分) 质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同,在电场中先做匀减速直线运动, 速度减为零后反向做匀加速直线运动,设质子在电场中运动的时间 2t ,根据牛 顿第二定律, 2 2 t vmqE  , (2 分) 得 s100.12 7 2  qE mvt .(1 分) 因此,质子从开始运动到第二次到达 y 轴的时间 t 为 s1057.2 7 21  ttt .(1 分) (3)质子再次进入磁场时,速度的方向与电场的方向相同,在洛伦兹力的作用 下做匀速圆周运动,到达 y 轴的 D 点. 根据几何关系,可以得出 C 点到 D 点的距离为  30cos2RCD ; (2 分) 则 质 子 第 二 次 到 达 y 轴 的 位 置 为 cm6.34cm320m32.030cos230cos22  RROCCDy . (1 分) 即质子第三次到达 y 轴的坐标为(0,34.6cm). (1 分)
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