内蒙古包头市2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题

内蒙古包头市2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题

‎2018—2019学年度高二年级第一学期期末教学质量检测试卷 物 理 注意事项：‎ ‎1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间90分钟。‎ ‎2．做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。‎ ‎3．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。‎ ‎4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。‎ 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1.关于电磁感应，下述说法中正确的是( )‎ A. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D. 穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】法拉第电磁感应定律得是比值定义式，感应电动势与穿过线圈的磁通量的大小，所用的时间，没有正反比关系，感应电动势与磁通量的变化率成正比，即穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，故C正确。‎ 故选C。‎ ‎2.真空中两个相同的带等量异号电荷（电荷量的绝对值为q）的金属小球A和B（均可看做点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，则 A. C最终带电量的绝对值为 B. C最终带电量的绝对值为 ‎ C. 小球A、B间的作用力变为 D. 小球A、B间的作用力变为 ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．不带电的同样的金属小球C先与B接触：‎ ‎,‎ 带电的同样的金属小球C再与A接触：‎ ‎，‎ 故AB错误。‎ CD．原来真空中两个静止点电荷间的静电力大小为：‎ ‎，‎ 与C接触后，两点电荷间的静电力大小为：‎ ‎;‎ 故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。下列说法正确的是 A. 金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电 B. 感应电荷在球心激发的电场强度大小等于 C. 感应电荷在球心激发电场强度大小等于0‎ D. 如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线会将球两侧的电荷中和 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电，故A错误；‎ BC．感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠加后合场强为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，‎ ‎，‎ 方向向右，故B正确，C错误；‎ D．整个导体是一个等势体，如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.某电场的等势面如图所示，A、B、C是等势面上的三点，下列说法正确的是 A. 负点电荷在A点受到的电场力小于在C时的电场力 B. 将正点电荷从A点移到C点，电场力做负功 C. 负点电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 D. 正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．如图知为等差等势面，其疏密反应电场强度的大小，故A点电场强度大于C点电场强度，根据F=Eq知负点电荷在A点受到的电场力大于在C时的电场力，故A错误；‎ B．将正点电荷从A点移到C点，电势降低，正电荷电势能减小，电场力做正功，故B错误；‎ C．A、B在同一等势面上，电势能相等，故C错误；‎ D．B点电势大于C点电势，正点电荷在B点的电势能大于在C点的电势能，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.下列关于多用电表的说法，正确的是 A. 用多用电表测量直流电流时，红、黑两表笔中黑表笔电势较高 B. 用多用电表测量直流电压时，红、黑两表笔中黑表笔电势较低 C. 用多用电表测量电阻时，红、黑两表笔中黑表笔电势较低 D. 用多用电表测量电阻时，红、黑两表笔电势相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．用多用电表测直流电流，电压时，多用表内部不连接电池，电流由红表笔流入，由黒表笔流出，红表笔电势高，黑表笔电势较低，故A错误，B正确；‎ CD．用多用电表测电阻时，多用电表有内置电源，黒表笔与电源的正极相连，则黑表笔的电势高，故CD错误。‎ 故选B。‎ ‎6.带有等量异号电荷，相距‎10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场（如图），电场强度，方向向下。电场中C点距B板‎3cm，D点距A板‎2cm。下列说法正确的是 A. E点电势高于D点电势 B. C．D两点的电势差 C. 如果令B板接地（即电势），则C点电势 D. 如果令A板接地，则D点电势 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．沿电场线方向电势越来越低，电场线竖直向下，因此D点电势高于E点的电势，故A错误；‎ B．CD两点间的电势差为：‎ UCD=-EdCD=-2×104×（0.1-0.02-0.03）=-1×103V，‎ 故B错误；‎ C．如果令B板接地（即电势φB=0），则C点电势 φC=EdCB=2×104×3×10-2V=6×102V，‎ 故C正确；‎ D．如果令A板接地，则D点电势 φD=-EdAD=-400V，‎ 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.把一个3pF的平行板电容器接在9V的电池上。下列判断正确的是 A. 保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板上的电荷量增加一倍 B. 保持与电池的连接，两极板的距离减半，极板间的电场强度也减半 C. 移去电池后两极板的距离减半，极板间的电势差增大为原来的2倍 D. 移去电池后两极板的距离减半，极板间的电场强度增大为原来的2倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．保持与电池连接，电压U不变，根据定义式 知，极板距离减半，则电容变加倍，那么带电量Q=CU，电荷量增加一倍，故A正确；‎ B．保持与电池连接电压U不变，两极板的距离减半，根据 ‎，‎ 可知极板间的电场强度加倍，故B错误；‎ C．移去电池后电量Q不变，极板距离减半，则电容加倍，极板间的电势差变为原来的一半，故C错误；‎ D．移去电池后电量Q不变，两极板的距离减半，根据 ‎，‎ 可知极板间的电场强度不变，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎8.四盏灯泡接成如图所示的电路，a、c灯泡的规格为“220V 40W”，b、d灯泡的规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都 没有超过它的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据公式可得b、d的电阻小于a、c的电阻，a、d串联在干路，所以两灯泡的电流相等，故根据公式可得，因为通过b、c的电流之和等于d的电流，所以通过d的电流大于b的电流，b、c并联，电压相同，由于b的电阻小于c的电阻，所以b的电流大小于c的电流，故根据公式可得，，综合可得，C正确；‎ ‎【点睛】已知用电器的额定功率、额定电压，求实际电压的功率时，要抓住电阻不变这一关键点，能结合串并联电路的特点解题，难度适中．‎ ‎9.A、B是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷、不同的质量。为测定它们的质量比，使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上。如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是，则A、B的质量之比为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子在加速电场中加速，根据动能定理有 ‎，‎ 粒子获得的速度为 ‎，‎ 粒子进入磁场做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 ‎，‎ 所以半径为 ‎，‎ 则直径为 ‎，‎ 由于两种粒子的电荷量相等，直径之比为1.08：1，‎ 则根据直径公式可知两粒子的质量之比为1.082：1，故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎10.图1是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为，当使用a、c两个端点时，量程为。图2是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为，当使用a、c两个端点时，量程为。下列判断正确的是 A. 图1中， B. 图1中，‎ C. 图2中， D. 图2中，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图示电路图可知：‎ Ig（Rg+R1）=U1‎ Ig（Rg+R1+R2）=U2‎ 解得：‎ ‎ ‎ 故AB错误；‎ CD．接a、b时，R1起分流作用为一支路，G与R2串联为一支路，此时量程为 I1，而电流表的量程为当G表头达到满偏时通过两个支路的总电流，即为 ‎，‎ 同理，接a、c时，（R1+R2）为一支路起分流作用，G为一支路，此时量程为 I2，则 ‎，‎ 解得 ‎ ‎ 故C正确，D错误。‎ 故选C 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎11.如图是法拉第圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两个磁极之间（磁极之间是匀强磁场），两块铜片C．D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘按图示箭头方向转动，电阻R中就有电流通过。下列判断正确的是 A. 电阻R中电流方向向上 B. 电阻R中电流方向向下 C. D点的电势高于C点R D. C点的电势高于D点 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于铜盘切割磁感线，从而电路中形成感应电流，根据右手定则可知，电流从D点流出，经电阻R流向C点，故电阻R中电流方向向上，故A正确，B错误；‎ CD．圆盘为电源，电流由C点流向D点，电源内部电流是从负极流向正极的，故D点的电势高于C点的电势，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是 A. 开关S由断开变为闭合，A灯泡先亮，B灯泡后亮 B. 开关S由断开变为闭合，A、B两灯泡同时亮，然后B灯泡逐渐熄灭 C. 开关S由闭合变为断开，A灯泡熄灭，B灯泡闪亮后熄灭 D. 开关S由闭合变为断开，A、B两灯泡同时熄灭 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故A错误，B正确。‎ CD．灯泡B与线圈L构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎13.把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源。导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b。由静止释放导线后，从上往下看，导线（只在磁场力作用下）逆时针转动的同时向下靠近磁场源。则磁场源可能是下列中的 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由静止释放导线后，从上往下看，导线（只在磁场力作用下）逆时针转动的同时向下靠近磁场源。则通电导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外，右半部分安培力方向垂直向纸面向里，根据左手定则可知磁感线方向是从左向右。‎ A．若为条形磁铁，左端为N极，故A正确；‎ B．若为蹄形磁铁，左端为N极，故B错误；‎ C．若为通电螺线管，左端为N极，根据安培定则判断可知，电流的方向从左端向上流入，右端向下流出，故C正确；‎ D．若为通电直导线，根据安培定则可知，电流的方向垂直纸面向里，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎14.磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图。平行金属板A、B（两板相距为d）之间有一个很强的磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正，负带电粒子）以速度沿垂直于B的方向喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。则下列说法正确的是 A. B板是电源正极 B. 电流从B板经电阻流向A板 C. 该发电机的电动势为Bdv D. 该发电机的电动势为 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由左手定则知正电荷运动的方向向里，受到向下的洛伦兹力，向B板聚焦，故B板是电源正极，电流从B板经电阻流向A板，故AB正确；‎ CD．两板间电压稳定时满足：‎ ‎，‎ 解得 E=Bdv，‎ 则发电机的电动势E=Bdv，故C正确，D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎15.如图所示,从MN上方存在匀强磁场，带同种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入匀强磁场中，两粒子的入射方向与磁场边界MN的夹角分别为30o和60o，且同时到达P点，已知OP=d，则（ ）‎ A. a、b两粒子运动半径之比为1：‎ B. a、b两粒子的初速率之比为5：2‎ C. a、b两粒子的质量之比为4：75‎ D. a、b两粒子的电荷量之比为2：15‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】由题图可知，粒子在磁场中运动半径为；运动轨迹所对的圆心角为 ‎，运动轨迹弧长为，粒子在磁场中运动轨迹半径为，所对的圆心角为，运动轨迹弧长为，所以两粒子运动半径之比为，故A错误；因运动时间，而，即粒子的速度之比为，故B错误；因两粒子以相同的动能入射，故，所以有：两粒子的质量之比为，故C正确；因，所以两粒子的电荷量之比为，故D正确．‎ ‎【点睛】由题意结合几何关系可求得粒子运动的半径及时间关系，则根据时间相等、动能相等等已知信息，利用带电粒子在磁场中的运动规律可解得各物理量之间的关系；本题考查带电粒子在磁场中运动规律，要注意通过几何关系找出圆心和半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得相应关系．‎ 第Ⅱ卷 三、实验题：共15分，考生根据要求作答。‎ ‎16.图中的A、B、C为黑箱（即看不见内部电路结构的一个盒子）上的三个接点，两个接点间最多只能接一个电学元件。为探明内部结构，某同学用多用电表进行了四步测量：‎ ‎（1）用直流电压挡测量：A、B、C三点间均无电压；‎ ‎（2）用欧姆挡测量：A、C间正反向电阻完全相同；‎ ‎（3）用欧姆挡测量：黑表笔接A点、红表笔接B点，有电阻；反接后阻值很大；‎ ‎（4）用欧姆挡测量：黑表笔接C点、红表笔接B点，有电阻，阻值比第（2）步测得的大；反接后阻值很大。‎ 下列黑箱内部结构图正确的是___________‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）使用直流电压档进行测量，目的是看内部是否有电源，由于A、B、C三点间均无电压，因此黑箱内不存在电源；‎ ‎（2）使用欧姆档进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的，可知：在测量AC之间的电阻时，对两个接线柱进行正反测量，其阻值相同，说明AC之间接有一个定值电阻；‎ ‎（3）在测量AB之间电阻时，黑表笔接A时电阻很小，接B时电阻很大，说明AB之间有二极管，而且A应该接二极管的正极；‎ ‎（4）用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第二步测得的大，说明了BAC之间串联了二极管、电阻两个元件，反接阻值很大，则BC间断路。‎ 故黑箱内元件的连接为A图，故A正确，BCD错误。‎ 故答案为A。‎ ‎17.将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单“水果电池”，其电动势约为1.5V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V、额定电流为‎0.3A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：‎ A．电流表A1(量程0～3mA，内阻约为0.5Ω)‎ B．电流表A2(量程0～‎0.6A，内阻约为0.1Ω)‎ C．电压表V(量程0～1.5V，内阻约为3kΩ)‎ D．滑动变阻器1(阻值0～10Ω，额定电流为‎1A)‎ E．滑动变阻器2(阻值0～3kΩ，额定电流为‎1A)‎ F．电键，导线若干 G．水果电池 ‎（1）实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______(均用序号字母表示)．‎ ‎（2）请在虚线框内画出实验电路图，（有错不给分）．（ ）‎ ‎（3）根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的图象如图所示，由图可知：水果电池的电动势＝____V，内阻r＝________Ω.（保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). A (2). E (3). (4). 1.35 (5). 450‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]电流约为3mA，故电流表选择A；‎ ‎[2]电源的内阻大约 若选用0～10Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选E；‎ ‎(2)[3]由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对于电源来说，电流表应采用内接法，电路图如图所示 ‎(3)[4]由图示电源U-I图线可知，图象与纵轴截距为1.35，则电源电动势 ‎[5]图线斜率的绝对值即为内阻 四、计算题：本大题共4小题，共35分。把解答写在答题卡上指定的答题处，要求写出必要的文字说明，方程式和步骤。‎ ‎18.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为 ‎。现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成，如图所示（）。‎ ‎（1）求这个匀强电场的电场强度。‎ ‎（2）若改变匀强电场方向，仍使小球平衡时绝缘绳与铅垂线成，求电场强度的最小值。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）分析小球的受力情况，受重力、轻绳拉力和电场力作用，如图：‎ 由三力平衡可得：‎ 解得 ‎（2）当电场力的方向与悬线垂直时，如图，电场力最小，则电场强度最小。‎ 可得：‎ ‎19.在一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外。一束质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从点沿不同方向进入匀强磁场，粒子的速度大小相同，重力不计。入射点到直径MN的距离为。‎ ‎（1）某一粒子沿平行于直径MN的方向入射，射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，求粒子的入射速度是多大？‎ ‎（2）另一粒子入射的速度方向沿半径方向，求经过磁场后速度偏转的角度。‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子出射方向与入射方向相反，在磁场中运动了半周，其轨迹半径 ‎，‎ 由洛伦兹力提供向心力，有 ‎，‎ 解得 ‎。‎ ‎（2）粒子向圆心入射，其运动轨迹如图所示 解得 所以经过磁场后速度偏转的角度 ‎20.如图所示，一对光滑的平行金属导轨（电阻不计）固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L，左端接有阻值R的电阻，一质量m、长度L的金属棒MN放置在导轨上，棒的电阻为r，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动，保持外力的功率为P不变，经过时间t导体棒最终做匀速运动．求：‎ ‎（1）导体棒匀速运动时的速度是多少？‎ ‎（2）t时间内回路中产生的焦耳热是多少?‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）金属棒在功率不变的外力作用下，先做变加速运动，后做匀速运动，此时受到的安培力与F二力平衡，由法拉第定律、欧姆定律和安培力公式推导出安培力与速度的关系式，再由平衡条件求解速度；‎ ‎（2）t时间内，外力F做功为Pt，外力F和安培力对金属棒做功，根据动能定理列式求出金属棒克服安培力做功，即可得到焦耳热．‎ ‎【详解】（1）金属棒匀速运动时产生的感应电动势为 E=BLv 感应电流I=‎ 金属棒所受的安培力 F安=BIL 联立以上三式得：F安=‎ 外力的功率 P=Fv 匀速运动时，有F=F安 联立上面几式可得：v=‎ ‎（2）根据动能定理：WF+W安=‎ 其中 WF=Pt，Q=﹣W安 可得：Q=Pt﹣‎ 答：‎ ‎（1）金属棒匀速运动时的速度是．‎ ‎（2）t时间内回路中产生的焦耳热是Pt﹣．‎ ‎【点睛】金属棒在运动过程中克服安培力做功，把金属棒的动能转化为焦耳热，在此过程中金属棒做加速度减小的减速运动；对棒进行受力分析、熟练应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、动能定理等正确解题．‎ ‎21.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距，a、b间的电场强度为，b板下方整个空间存在着正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的方向垂直纸面向里；匀强电场方向水平（图中没有画出）。今有一质量为，电荷量为的带正电的质点，从贴近a板的左端以的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝处穿过b板进入电、磁场区，并在该区域做直线运动。（）求：‎ ‎（1）粒子从狭缝处穿出电场时的速度大小及速度方向与b板的夹角；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B。‎ ‎【答案】(1)，； (2)。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子a板左端运动到P处，由动能定理得：‎ ‎，‎ 代入有关数据，解得：‎ ‎，‎ 由速度关系：‎ ‎，‎ 代入数据得 ‎。‎ ‎（2）粒子在电磁场中做匀速直线运动，由受力分析得：‎ ‎，‎ ‎；‎ 联立求得 ‎。‎ ‎ ‎