甘肃省兰州第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

甘肃省兰州第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题

甘肃省兰州第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题 ‎ 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试 时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。‎ 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第 ‎1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题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。）‎ ‎1．下面说法正确的是 A．根据磁感应强度定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL 乘积成反比 B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 D．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 ‎2．如图所示，三个同心圆是以负点电荷Q为圆心的等势面，相邻等 势面的电势差相等，则下列说法正确的是 A．一个点电荷＋q在B点所受的电场力比在A点的大 B．一个点电荷＋q在B点具有的电势能比在A点的小 C．将同一个点电荷由B点移到D点电场力做的功比由C点移到A 点多 D．将电荷＋q由B点移到C点，电场力做正功 ‎3．电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能给人们 带来了方便，但很少有人注意到在待机状态下电视机仍然要消耗电能。例如小明家的 一台34吋彩色电视机的待机功率大约是10W，假如他家电视机平均每天开机4h，看 完电视后总是用遥控器关机而不切断电源，则小明家一年(365天)中因这台电视机待 机浪费的电能大约为 A．2.6×108J B．2.6×107J C．3.2×108J D．5.3×107J ‎4．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L标有“6V 12W” 字样，电动机线圈 的电阻RM=0.5Ω。若灯泡恰能正常发光且电动机转动，以下说法 中正确的是 ‎ A．电动机的输入功率是12W B．电动机的输出功率12W C．电动机的热功率是12W D．整个电路消耗的电功率是22W ‎5．如图所示，质量为 m，带电荷量为−q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入正交的 匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，重力加速度为 g。如果微粒做直线运动，则下列说法正确的是 A．微粒一定做匀速直线运动 B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力的作用 C．电场强度为 D．匀强磁场的磁感应强度为 ‎6．一带正电的粒子在电场中做直线运动的v﹣t图象如图所示，t1、t2时刻分别经过M、N 两点，已知运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确 的是 A．该电场可能是由某正点电荷形成的 B．M点的电势高于N点的电势 C．从M点到N点的过程中，电势能逐渐增大 D．带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力 ‎7．如图所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强 磁场方向垂直于轨道平面向里。一可视为质点，质量为m、电荷量为q（q>0）的小球 由轨道左端A无初速滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向 右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点。若小球始终与轨道接触，‎ 重力加速度值为g，则下列判断正确的是 A．小球在C点受到的洛伦兹力大小为qB B．小球在C点对轨道的压力大小为3mg+qB C．小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变 D．小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大 ‎8．下列关于静电场的说法正确的是 A．在单个点电荷形成的电场中没有场强相同的两点，但有电势相等的两点 B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势向低电势运动 C．场强为零处，电势不一定为零；电势为零处，场强不一定为零 D．初速为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线运动 ‎9．电阻不变的三个电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后三灯电功率 ‎ 相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片。则可判断 A．三灯的电阻大小是RB＞RC＞RA B．三灯的电阻大小是RA＞RB＞RC C．A、C两灯变亮，B灯变暗 D．A、B两灯变亮，C灯变暗 ‎10．如图所示，ab是匀强磁场的边界，质子()和α粒子()先后从c点射入磁场，‎ 初速度方向与ab边界夹角均为45º，并都到达d点。不计空气阻力和粒子间的作用。‎ 关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是 A．质子和α粒子运动轨迹相同 B．质子和α粒子运动动能相同 C．质子和α粒子运动速率相同 D．质子和α粒子运动时间相同 ‎11．如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一质量为m=0.1kg、带电荷量为 ‎ q=+1.0×10-6C的小物块处于静止状态，‎ 小物块与地面间的摩擦因数。从 t=0时刻开始，空间上加如图乙所示 的 电场。下列说法正确的是 A．4秒内小物块一直向同一方向运动 B．2s末小物块速度大小为2m/s C．4秒内小物块的位移大小为6m D．4秒内电场力对小物块所做的功为0.8J ‎12．如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象 限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外。‎ P(-2L，0)、Q(0，-2L)为坐标轴上的两个点。现有 一电子从P点沿PQ方向射出，电子电量大小为q，质量 为m，不计电子的重力。下列正确的是 A．若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界 线，则电子在磁场中运动的轨道半径为L B．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的 最短时间为 C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子从P到O的时间与从O到Q的时 间之比为1:3‎ D．若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程可能为2πL，也可能为 ‎4πL 第II卷 二、实验题（本题共2小题，共14分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。）‎ ‎13．（6分）‎ 如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干 电池的电动势和内电阻。改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不 ‎ 同阻值下电源的路端电压和电流，输入计算机，自动生成U-I图线,如图（1）所示。‎ ‎(1)由图可得干电池的电动势为_________V，干电池的内电阻为_______ Ω；‎ ‎(2)现有一小灯泡，其U－I特性曲线如图（2）所示，若将此小灯泡接在上述干电池两 端，小灯泡的实际功率是______________W。‎ ‎14．（8分）图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、‎ R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480Ω。‎ 虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个 挡位为：直流电压1V挡和 5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×R1‎ R2‎ R4‎ R5‎ R3‎ R6‎ 100Ω挡。‎ ‎(1)关于R6的使用，下列说法正确的是_____‎ A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 ‎(2)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“3”相连的，则读数 为_____Ω。‎ ‎(3)根据题给条件可得R1+R2＝_____Ω，R4＝_____Ω。‎ 三、解答题（本题共4小题，满分38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。）‎ ‎15．（6分）如图所示，一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上，并通 以I=5A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度大小为B=0.6T，竖直向上的 匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8）：‎ ‎ (1)该棒所受安培力的大小为多少？‎ ‎(2)该棒的重力为多少？‎ ‎16．（8分）如图所示，电阻R1＝2Ω，小灯泡L上标有“3V ，1.5 W”，电源内阻r＝1Ω，‎ 滑动变阻器的最大阻值为R0（大小未知），当触头P滑动到最上 端a时安培表的读数为l A，小灯泡L恰好正常发光，求：‎ ‎(1)滑动变阻器的最大阻值R0；‎ ‎(2)当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。‎ ‎17．（12分）如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11 kg、电荷量q=+1.0×10-5 C，从静 止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微 粒射出电场时的偏转角θ=60°，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁 场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°。已知偏转电场中金属板长L= cm，‎ 圆形匀强磁场的半径为R= cm，重力忽略不计。求：‎ ‎ (1)带电微粒经加速电场后的速度大小；‎ ‎(2)两金属板间偏转电场的电场强度E的大小；‎ ‎(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小。‎ ‎18．（12分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距 为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区 域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B。直线 加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、‎ PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相 同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰 撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不 计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：‎ ‎(1)哪个直线加速器加速的是正电子；‎ ‎ (2)正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心 碰撞，试通过计算求出v1的最小值；‎ ‎(3)正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心 碰撞的位置离O点的距离。‎ 兰州一中2020-1学期期末考试参考答案 高 二 物 理 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第 ‎1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题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。）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 B D A A A C D AC BD AB AD BD 二、实验题（本题共2小题，共14分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。）‎ ‎13. 1.5V 2W 0.27W ‎14. B 1100 160 880‎ 三、解答题（本题共4小题，满分38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。）‎ ‎15. 【答案】（1）0.6N （2）0.8N ‎【解析】（1）金属棒受到的安培力的大小FA=BIL=0.6×5×0.2N=0.6N．‎ ‎（2）根据共点力平衡得，，‎ 解得 ‎16. 【答案】（1）6Ω （2）12 W ；8 W ‎【解析】（1）当触头滑动到最上端时，流过小灯泡的电流为：‎ 流过滑动变阻器的电者呐：‎ 故：‎ ‎（2）电源电动势为：‎ 当触头，滑动到最下端时，滑动交阻器和小灯泡均被短路．电路中总电流为：‎ 故电源的总功率为：‎ 输出功率为：‎ ‎17. 【答案】（1）1.0×104m/s （2）2000V/m （3）0.13T ‎【解析】（1）设带电微粒经加速电场加速后速度为υ1，根据动能定理得：‎ 解得：‎ ‎（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动水平方向上有：‎ 竖直方向上有：，‎ 由几何关系得：，‎ 联立并代入数据得：E=2×103V/m ‎（3）设粒微进入磁场时的速度大小为υ，则有：‎ 由运动的对称性可知，入射速度的延长线过磁场区域的圆心，则出射速度的反向延长线也过磁场区域的圆心，微粒在磁场中的运动轨迹示意图如图所示，‎ 则轨迹半径为：r=Rtan60°=0.3m 得：（T）‎ ‎18. 【答案】（1）直线加速器2加速的为正电子 （2）‎ ‎（3）△y＝2[]，n＝1，3，5，7…2k﹣1‎ ‎【解析】（1）正负电子进入磁场后要在Ⅱ区域相遇，因此正负电子出加速器以后都向上偏转，根据左手定则可知直线加速器2加速的为正电子。‎ ‎（2）如图所示：d＝2Rsinθ，R（1﹣cosθ）＝h 或直接得：‎ 整理得：R 即当，即h时，Rmin 根据ev1B＝m，求得：v1‎ ‎（3）当v，则R，距离总是满足：△y＝2h 情况一：h＞R，只有一种情况h＝R，△y 情况二：h＜R，，h＝R，‎ 那么△y＝2[]，n＝1，3，5，7…2k﹣1 ‎