【物理】辽宁省六校协作体2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】辽宁省六校协作体2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

‎2019-2020学年度上学期省六校协作体高二期中考试 物理试题 一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分）‎ ‎1.在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝外。四指指向电流方向：向右，拇指指向安培力方向：向下。故A错误；‎ B.通电导线与磁场平行，不受安培力，故B错误；‎ C.根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向左穿过手心，则手心朝右。四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向下。故C正确；‎ D.安培力方向既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直，而此项安培力方向与磁场方向平行，不可能，故D错误。‎ ‎2.三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相等，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B0，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B0，则O处的磁感应强度的大小和方向为(　　)‎ A. 大小为B0，方向沿OA方向 B. 大小为2B0，方向竖直向下 C. 大小为2B0，方向沿OA方向 D. 大小为2B0，方向沿OB方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，AB两条通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，则电流A与B在O处的合磁感应强度为零，则O点的磁感应强度等于导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感强度，大小为2B0；依据右手螺旋定则可知，在O处电流C产生的磁感应强度的方向沿OB方向；‎ A．大小B0，方向沿OA方向，与结论不相符，选项A错误；‎ B．大小为2B0，方向竖直向下，与结论不相符，选项B错误；‎ C．大小为2B0，方向沿OA方向，与结论不相符，选项C错误；‎ D．大小为2B0，方向沿OB方向，与结论相符，选项D正确；‎ ‎3.在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知，正确的是（ ）‎ A. 电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Ω B. 电阻R的阻值为0.5 Ω C. 电源的输出功率为2 W D. 电源的效率为33.3%‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则 故A正确。‎ B．电阻的U-I图线的斜率等于电阻，则电阻 故B错误。C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为P出=UI=4W．故C错误。D．电源的效率 故D错误。‎ ‎4.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当开关接通后将看到的现象是（ ）‎ A. 弹簧向上收缩 B. 弹簧被拉长 C. 弹簧上下跳动 D. 弹簧仍静止不动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程。故弹簧上下振动。‎ A. 弹簧向上收缩与分析不符，故A错误。B. 弹簧被拉长与分析不符，故B错误。‎ C. 弹簧上下跳动与分析相符，故C正确。D. 弹簧仍静止不动与分析不符，故D错误。‎ ‎5.如图所示，一个边长L、四边电阻相同的正方形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A点流入，从D点流出)，电流为I，则金属框受到的磁场力为(　　)‎ A. 0 B. ILB C. ILB D. 2ILB ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】金属边框ABCD和边框AD的有效长度均为L，其电流之和为I，故线框所受安培力为F=BIL；‎ A．0，与结论不相符，选项A错误；B．ILB，与结论相符，选项B正确；‎ C．ILB，与结论不相符，选项C错误；D．2ILB，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6.在如图所示的电路中，R1＝5Ω，r＝1 Ω，R2＝R3＝6 Ω，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则(　　)‎ A. Q1∶Q2＝1∶2 B. Q1∶Q2＝2∶1 C. Q1∶Q2＝1∶5 D. Q1∶Q2＝5∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】开关断开稳定时，电路中没有电流，电容器的电压等于电源的电动势，即为：‎ U2=E 开关闭合稳定时，电容器的电压等于电阻R2两端的电压，则有：‎ 对于给定电容器，电容不变，由Q=CU得：‎ Q1：Q2=U1：U2=1：2。‎ A．Q1∶Q2＝1∶2，与结论相符，选项A正确；‎ B．Q1∶Q2＝2∶1，与结论不相符，选项B错误；‎ C．Q1∶Q2＝1∶5，与结论不相符，选项C错误；‎ D．Q1∶Q2＝5∶1，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为L的金属棒ab悬挂在c、d 两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小．方向是 (    )‎ A. ，竖直向上 B.  ，竖直向下 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：为了使该棒仍然平衡在该位置上，‎ ‎,得：，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上．故D正确，‎ 考点：考查了安培力的求解 ‎8.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从运动到的过程（ ）‎ A. 动能增加 B. 机械能增加 C. 重力势能增加 D. 电势能增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由动能的表达式可知带电小球在M点的动能为，在N点的动能为，所以动能的增量为，故A错误；带电小球在电场中做类平抛运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有，可得，竖直方向的位移，水平方向的位移，因此有，对小球写动能定理有，联立上式可解得，，因此电场力做正功，机械能增加，故机械能增加，电势能减少，故B正确D错误，重力做负功重力势能增加量为，故C错误。‎ 二、多选题（本题共4小题，每题4分，共16分。选对但不全的得2分，选错或不选的得0分）‎ ‎9. 下列说法中正确是（ ）‎ A. 检验电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零 B. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值 D. 表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：电荷不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零，所以A选项错误：通电导线在磁场中不一定受到磁场力的作用，与导线和磁感应强度的夹角有关系，即，其中θ为B与电流I的夹角，所以BD两项错误；电场强度的定义为，所以C项错误。‎ 考点:电场强度、磁感应强度的定义。‎ ‎10.如图所示，定值电阻R0=r（r为电源内阻），滑动变阻器的最大阻值为R（R＞2r），闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由左端a向右端b滑动的过程中，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 电源总功率变小 B. R0消耗的功率变大 C. 滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D. 电源的输出功率变小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．滑片P由a端向b端滑动的过程中，R阻值减小，回路总电阻减小，电流增大，根据P=EI可知，电源的总功率变大，故A错误；‎ B．由P=I2R0可知定值电阻R0消耗的功率变大，故B正确；‎ C．将R0等效成电源内阻的一部分，当R=R0+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，可以判断滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故C正确；‎ D．根据电源输出功率与外电阻的关系，当R外＞r时，输出功率随外电阻的减小而增大，故D错误；‎ ‎11.在如图所示电路中，闭合电键S，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，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列比值正确的是（　　）‎ A. U1/I不变，△U1/△I变大 B. U2/I变大，△U2/△I变大 C. U2/I变大，△U2/△I不变 D. U3/I变大，△U3/△I不变 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．R1是定值电阻，则 不变。故A错误。‎ BC．，变大。由U2=E-I（R1+r），得 不变，故B错误C正确。‎ D．因 变大。由U3=E-Ir，‎ 不变。故D正确。‎ ‎12.如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象．当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 2 s末带电粒子回到原出发点 C. 3 s末带电粒子的速度为零 D. 0～3 s内，电场力做的总功为零 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】由牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度为：，第2s内加速度为：故 a2=2a1，因此先加速1s再减小0.5s时速度为零，接下来的0.5s将反向加速，v-t图象如图所示：‎ 带电粒子在前1秒匀加速运动，在第二秒内先做匀减速后反向加速，所以不是始终向一方向运动，故A错误；‎ 根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在t=2s时，带电粒子离出发点最远，故B错误；‎ 由解析中的图可知，粒子在第1s内做匀加速运动，第2s内做匀减速运动，3s末的瞬时速度刚减到0，故C正确；‎ 因为第3s末粒子的速度刚好减为0，根据动能定理知粒子只受电场力作用，前3s内动能变化为0，即电场力做的总功为零．故D正确．‎ 三、实验题：（本题共2小题，其中13题6分，14题10分，共16分）‎ ‎13.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：‎ A．干电池1节 B．滑动变阻器（0～20Ω）‎ C．电压表（0～3V，内阻约为20kΩ）‎ D．电流表（0～06A，内阻RA=0.2Ω）‎ E．电流表（0～3A，内阻约为0.01Ω）‎ F．开关、导线若干 ‎（1）为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中电流表应选__．（填写器材前的序号）‎ ‎（2）某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U﹣I图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为__V，内电阻为__Ω．（保留到小数点后1位）‎ ‎【答案】 (1). D (2). 1.5 0.8‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．由于本实验中通过电源的电流不能太大，由图可知，最大电流不超过0.6A；所以电流表应选Ｄ；‎ ‎（2）[2][3]．将RA等效于电源的内阻，根据U=E-I(r+RA)，可知 E=1.50V ‎14. 关于多用表的使用：‎ ‎（1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果 C．测量电路中的某个电阻，不应该把该电阻与电路断开 D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零 ‎（2）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是 ‎（3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．‎ 指针位置 选择开关所处档位 读数 a 直流电流100mV mA 直流电压2.5V V b 电阻×100‎ Ω ‎【答案】（1）A；（2）C；（3）23；0.57；320．‎ ‎【解析】解：（1）A、测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量，故A正确；‎ B、测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，故B错误；‎ C、测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故C错误；‎ D、用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零，换挡后要重新进行欧姆调零，故D错误；故选A．‎ ‎（2）欧姆表有内置电源，欧姆表的红表笔与内阻电源的负极相连，黑表笔与内置电源的正极相连，电流计正接线柱应接电源正极，负极线柱接电源负极，由图示可知，图C所示电路正确；‎ ‎（3）直流电流100mA档读第二行“0～10”一排，最小度值为2mA估读到1mA就可以了；直流电压2.5V档读第二行“0～250”一排，最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了；电阻×100档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”．‎ 指针位置 选择开关所处的档位 读 数 a 直流电流100mA ‎23.0mA 直流电压2.5V ‎0.57V b 电阻×100‎ ‎320Ω 故答案为：（1）A；（2）C；（3）23；0.57；320．‎ ‎【点评】本题考查了欧姆表的使用方法，特别注意是每次换挡都要重新调零．要掌握欧姆表的结构．‎ 让学生熟悉如何使用多用电表，并知道多用电表能测哪里物理量．同时知道电阻刻度盘是不均匀的，除刻度盘上的读数外还要乘上倍率；还有量程2.5V的交流电压是读最下面刻度．‎ 四、计算题：（本题共4小题，36分。其中15题8分，16题9分，17题9分,18题10分）‎ ‎15.如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场， C、D为电场中的两点(其中C点在金属板上)，且C、D间距L＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10－17J，电子电荷量为1.6×10－19C，求：‎ ‎(1) C、D两板间的电势差；‎ ‎(2) 匀强电场的场强大小；‎ ‎【答案】(1) 200V (2) 1×104 N/C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 由题知，电子受到向上电场力，电子带负电，则场强方向为A→B.‎ C、D间电势差为 UCD＝W/q 解得：‎ UCD＝200V ‎(2) 由题知，得 E＝1×104 N/C ‎16.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＝10 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＝53°角，取重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态．已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：‎ ‎(1) ab受到的安培力大小；‎ ‎(2) ab受到的静摩擦力大小。‎ ‎【答案】(1) 5 N (2) 4 N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）回路中的电流：‎ I＝‎ 解得；‎ I＝2 A 由F＝BIL可得；‎ F ＝5 N ‎（2）受力如图 可知：‎ f静＝Fsin 53°‎ f静＝4 N ‎17.如图是示波器工作原理的示意图，电子经电压U1从静止加速后垂直进入偏转电场，偏转电场的电压为U2，两极板间距为d，极板长度为L，电子的质量为m，电荷量为e，求：‎ ‎（1）电子经电压U1加速后的速度；‎ ‎（2）电子离开偏转电场U2时沿垂直极板方向偏移距离y；‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电子在加速电场中加速时，由动能定理 解得：‎ ‎ (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，由动力学知识可得：‎ 电子离开偏转电场时的侧位移 加速度 ‎ 水平方向匀速直线运动 ‎ L=v0t 联立解得：‎ ‎（注：如果用q表示电子电量也给分）‎ ‎18.如图所示，AB、CD是两块水平放置的平行金属板，构成平行板电容器，它们通过电阻R1与不计内阻的电源连接，电阻R2与R1相等，R2和开关S串联后与电容器并联，电容器中点是一根绝缘轻绳，绳的另一端系一质量为m的带电小球，开始S断开，给小球一初速度，它遍在竖直平面内做匀速圆周运动，当小球运动到圆周最低点时，闭合S，小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动，求小球原来做匀速圆周运动时，绳对小球的拉力（不计空气阻力和电容器充放电时间）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设两板间距离d，细绳半径r，小球电量q，S闭合前两板电压U，电场强度E，闭合后两板电压则为U/2，电场强度为E/2；‎ ‎ S闭合前：电场力与重力等大且相反,则：‎ qE = mg.‎ S闭合后：对小球动能定理：‎ ‎ ‎ 恰上到最高点 ： ‎ S闭合前：匀速圆周运动：‎ ‎ ‎ 联解得：‎