安徽省定远重点中学2020学年高二物理下学期开学考试试题

安徽省定远重点中学2020学年高二物理下学期开学考试试题

‎2020学年度第二学期开学考试 ‎ 高二物理试题 本试卷共100分，考试时间90分钟。‎ 一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)‎ ‎1.如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的水平速度v0，下列说法中正确的是(　　)‎ A．若A、B为异种电荷，B球一定做圆周运动 B．若A、B为异种电荷，B球可能做匀变速曲线运动 C．若A、B为同种电荷，B球一定做远离A的变加速曲线运动 D．若A、B为同种电荷，B球的动能一定会减小 ‎2.如图所示，M、N为真空中两根完全相同的均匀带正电绝缘棒，所带电荷量相同，且平行正对放置，两棒中点分别为O1、O2，a、b、c、d、e为O1O2连线上的六等分点，a点处有一带正电的固定点电荷．已知c处和d处的场强大小均为E0，方向相反，则b处的场强大小为(　　)‎ A．E0 B． C． D．‎ ‎3.如图所示，匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向，C点为AB的中点，D点为PB的中点。将一个带负电的粒子从P点移动到A点，电场力做功WPA=1.6×10－8J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功W PB=3.2×10－8J。则下列说法正确的是( )‎ A．直线PC为等势线 B．若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为WPC=2.4×10－8J C．电场强度方向与AD平行 D．点P的电势高于点A的电势 ‎4.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（　　）‎ A．反映Pr变化的图线是b B．电源电动势为8 V C．电源内阻为1 Ω D．当电流为‎0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω ‎5.在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方‎10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B＝5.0×10－5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此测出该通电直导线在其正下方‎10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)‎ A．5.0×10－5T B．1.0×10－4T C．8.66×10－5T ‎ ‎ D．7.07×10－5T ‎6.如图所示，质量为‎60 g的铜棒长为L=‎20 cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5 T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g取‎10 m／s2，则铜棒中电流I的大小是( )‎ A． B． C．‎6A D．‎ ‎7.如图所示，平行金属板M、N之间的距离为d，其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，有带电量相同的正负离子组成的等离子束，以速度沿着水平方向由左端连续射入，电容器的电容为C，当S闭合且电路达到稳定状态后，平行金属板M、N之间的内阻为r，电容器的带电量为Q，则下列说法正确的是（　　）‎ A．当S断开时，电容器的充电电荷量Q＞‎ B．当S断开时，电容器的充电电荷量Q=‎ C．当S断合时，电容器的充电电荷量Q＜‎ D．当S断合时，电容器的充电电荷量Q＞‎ 二、多项选择题(共7小题,每小题4分,共28分)‎ ‎8.如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q.图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面．有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．以下说法中正确的是(　　)‎ A．M一定是正离子，N一定是负离子 B．M在p点的速率一定大于N在q点的速率 C．M在b点的速率一定大于N在c点的速率 D．M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量 ‎9.如图所示，绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上．现将与Q大小相同、电性也相同的小球P，从直线ab上的N点由静止释放，若两小球可视为点电荷．在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是 A．小球P的速度一定先增大后减小 B．小球P的机械能一定在减少 C．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零 D．小球P与弹簧系统的机械能一定增加 ‎10.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是 A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C．ΔU1<ΔU2‎ D．ΔU1>ΔU2‎ ‎11.垂直纸面方向的两根平行直导线通以等大同向的电流，如图所示，两导线连接的中点为O，纸面内O1、O2、O3、O4是以O点为中心的矩形的四个顶点，O1O2连线平行两导线的连线，则以下说法正确的是(　　)‎ A．O点的磁感应强度为零 B．O1点与O2点的磁感应强度等大反向 C．O1点与O3点的磁感应强度等大反向 D．O1点与O4点的磁感应强度等大反向 ‎12.医生在做手术时，需从血库里取血，为避免感染，都是利用电磁泵从血库里向外抽．如图为一个电磁泵的结构图，长方形导管的左右表面绝缘，上下表面为导体，管长为a，内壁高为b，宽为L，且内壁光滑．将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正负离子，将上下表面和电源接通，电路中会形成大小为I的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p，从而将血浆抽出．其中v为血液流动方向．若血浆的电阻率为ρ，所加电源的电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，则(　　)‎ A．此装置中血浆的等效电阻为R＝ρ B．此装置中血浆受到的安培力大小为F＝BIL C．此装置中血浆受到的安培力大小为F＝BIb D．前后两侧的压强差为 ‎13.利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是(　　)‎ A．粒子带正电 B．射出粒子的最大速度为 C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 ‎14.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 三、实验题(共2小题,共16分)‎ ‎15.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：‎ ‎（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为_____mm.‎ ‎（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为_____mm.‎ ‎（3）用多用电表的电阻“Ω”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的电阻值约为_______Ω.若使用的是直流电压“V”，则该电压的读数为_______V.‎ ‎（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R；‎ 开关S；‎ 导线若干；‎ 电流表（量程0~4 mA，内阻约50 Ω） 电流表（量程0~10 mA，内阻约30 Ω）；‎ 电压表（量程0~3 V，内阻约10 kΩ） 电压表（量程0~15 V，内阻约25 kΩ）；‎ 直流电源E（电动势4 V，内阻不计）‎ 滑动变阻器（阻值范围0~15 Ω，允许通过的最大电流为‎2.0 A）；‎ 滑动变阻器（阻值范围0~2 kΩ，允许通过的最大电流为‎0.5 A）‎ 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电阻R两端的电压从零调起，请在方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号.‎ ‎16.在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图所示．‎ ‎(1) 实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器(请填写选项前对应的字母)‎ A．电流表A1(量程‎0.6 A，内阻约0.8 Ω)‎ B．电流表A2(量程‎3 A，内阻约0.5 Ω)‎ C．滑动变阻器R1(0～10 Ω)‎ D．滑动变阻器R2(0～2000 Ω)‎ ‎(2) 实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压．根据图示的电路，电流表测量值_____真实值(选填“大于”或“小于”)．‎ ‎(3) 若测量的是新干电池，其内电阻比较小．在较大范围内调节滑动变阻器，电压表读数变化_____ (选填“明显”或“不明显”)．‎ ‎（4）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图所示的坐标图中，请作出UI图线，由此求得待测电池的电动势E=_____V，内电阻r=_____Ω（结果均保留两位有效数字）．所得内阻的测量值与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．‎ 四、计算题(共3小题,共35分)‎ ‎17.如图所示，一均匀带正电的无限长细直棒水平放置，带电细直棒在其周围产生方向与直棒垂直向外辐射状的电场，场强大小与直棒的距离成反比．在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B，A、B所带电量分别为+q和+4q，球A距直棒的距离为a，两球恰好处于静止状态．不计两小球之间的静电力作用．‎ ‎（1）求细线的张力；‎ ‎（2）剪断细线，若A球下落的最大速度为vm，求A球下落到速度最大过程中，电场力对A球做的功．‎ ‎（3）分析剪断细线后，B球的运动情况及能量的转化情况．‎ ‎18.中国科学院2020年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器．加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用．‎ 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极．质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变．设质子进入漂移管B时速度为8×‎106m/s，进入漂移管E时速度为1×‎107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的.质子的荷质比取1×‎108C/kg.求：‎ ‎(1)漂移管B的长度；‎ ‎(2)相邻漂移管间的加速电压．‎ ‎19.如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板．区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行．在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于xOy平面向外，区域II内的磁场垂直于xOy平面向里．一电子沿着x轴正向以速度射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II．已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为．不计电子重力．‎ ‎（1）求两金属板之间电势差U；‎ ‎（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y；‎ ‎（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出．求电子两次经过y轴的时间间隔t．‎ 答案 ‎1.C ‎2.D ‎3.B ‎4.D ‎5.C ‎6.A ‎7.B ‎8.BD ‎9.AD ‎10.BD ‎11.AD ‎12.ACD ‎13.BC ‎14.ABD ‎15.（1）50.15 （2） 4.700 （3）220 3.9 （4）电流表应选A2电压表应选变阻器选择R1采用分压式接法，电路如图所示 ‎16.（1）AC（2）小于（3）不明显（4）UI图线 1.5 1.9 偏小 ‎17.（1）（2）‎ ‎（3）在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎【解析】（1）设距直棒为r的点的电场强度大小为．分别对两小球列平衡方程：‎ 对A：‎ 对B：‎ 解得 ‎（2）设A球下落到距直棒为r时速度最大，此时加速度为零，合力为零．‎ 由平衡条件：‎ 由（1）中解得：‎ 解得：‎ 由动能定理：‎ 解得 ‎（3）剪断细线后，B小球做先上后下的往复运动（振动）．‎ 在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎18.(1)‎ 0.4 m　(2)6×104V ‎【解析】(1)设质子进入漂移管B的速度为vB，电源频率、周期分别为f、T，漂移管B的长度为L，则 T＝①‎ L＝vB·②‎ 联立①②式并代入数据得L＝‎0.4 m③‎ ‎(2)设质子进入漂移管E时速度为vE，相邻漂移管间的加速电压为U，电场力对质子所做的功为W.质子从漂移管B运动到E电场力做功W′，质子的电荷量为q、质量为m，则 W＝qU④‎ W′＝3W⑤‎ W′＝mv－mv⑥‎ 联立④⑤⑥式并代入数据得 U＝6×104V.‎ ‎19.（1）（2）（3）‎ ‎【解析】(1)电子在平行板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，‎ 由平衡条件得：….①‎ 电场强度：…..②‎ 由①②两式联立解得：；‎ ‎（2）如右图所示，电子进入区域I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力，‎ 由牛顿第二定律得：③‎ 设电子在区域I中沿着y轴偏转距离为y0，区域I的宽度为b（b=）‎ 由数学知识得：（R﹣y0）2+b2=R2…④‎ 由③④式联立解得：y0=‎ 根据对称性，电子在两个磁场中有相同的偏转量，故电子从区域II射出点的纵坐标为：‎ y=2y0=‎ ‎（3）电子刚好不能从区域Ⅱ的右边界飞出，说明电子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域Ⅱ的右边界相切，圆半径大小恰好与区域Ⅱ宽度相同.设电子进入区域Ⅱ时的速度为，由牛顿第二定律得：…⑤‎ 由得：‎ 电子通过区域Ⅰ的过程中，向右做匀变速直线运动，此过程中平均速度为：‎ 电子通过区域Ⅰ的时间：‎ ‎（b为区域Ⅰ的宽度）…⑥‎ 解得：‎ 电子在区域II中运动了半个圆周，设电子做圆周运动的周期为T，‎ 由牛顿第二定律得：⑦‎ ‎⑧‎ 电子在区域II中运动的时间：t2==⑨‎ 由⑦⑧⑨式解得：t2=‎ 电子反向通过区域I的时间仍为t1，电子两次经过y轴的时间间隔：‎ t=2t1+t2=（8﹣12+）‎