【物理】湖北省宜昌市葛洲坝中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】湖北省宜昌市葛洲坝中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

宜昌市葛洲坝中学2019-2020学年第一学期 高二年级期中考试试卷物理试题 一、选择题（本大题共12小题，共48.0分，其中1-8为单选，9-12为多选，选错不得分，少选得2分，全对得4分。）‎ ‎1.关于电场强度有下列说法，正确是（ ）‎ A. 电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力 B. 电场强度的方向总是跟电场力的方向一致 C. 在点电荷Q附近的任意一点，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的强度为零 D. 根据公式可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的电荷的电量成反比 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据电场强度的定义，可知，电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，故A正确；‎ B.电场强度的方向总是跟正电荷所受的电场力的方向相同，与电荷所受的电场力的方向相反，故B错误；‎ C.电场中的场强取决于电场本身，与有无检验电荷无关；如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度不变，故C错误；‎ D场强取决于电场本身，与检验电荷无关，故D错误；‎ ‎2.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此（　　）‎ A. 电动势是一种非静电力 B. 电动势越大，表明电源储存的电能越多 C. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，不是一种非静电力，故A错误；电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大，故B错误C正确；电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故D错误．‎ ‎【点睛】电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功，描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量．‎ ‎3.如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是(　　)‎ A. 电流表读数变小，电压表读数变大 B. 小灯泡L变暗 C. 电容器C上电荷量减小 D. 电源的总功率变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：滑片P向右移动，则电阻变小，所以总电阻变小，因此根据闭合电路欧姆定律A表读数变大，所以AB错．由于r以及电灯L为定值电阻，所以分得电压随着电流表读数变大而变多，所以滑动变阻器的电压减少，根据Q=CU，所以C对．由于P=IE，所以电源总功率变大，D错 考点：电路识别、闭合电路欧姆定律、电容器 点评：此类题型考察了根据闭合电路欧姆定律决定的电流电压分配关系 ‎4.如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是　　‎ A. M、N两点的电场强度相同 B. M、N两点的电势相等 C. 若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功 D. 若将一负试探电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：M、N两点场强大小相等，但方向不同，选项A错误；PQ线上各点的电势均为零，PQ左侧电势为负，右侧电势为正，则M点电势低于N点电势，选项B错误；负电荷由M点移到C处，电势能减小，故电场力做正功，选项C正确；无穷远处电势为零，N点电势大于零，故负电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定减小，选项D错误；故选C．‎ 考点：电场强度；电势及电势能.‎ ‎5. 如图所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相连，极板M与静电计的外壳均接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持带电量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（ ）‎ A. 仅将M板向上平移 B. 仅将M板向下平移 C. 仅将M板向左平移 D. 仅M、N之间插入云母板（介电常数大于1）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电容器的M板通过大地与静电计的金属外壳连接，右边的N板与静电计指针相连，两板之间电压越高，静电计的指针张角越大．在电荷量不变时，张角变小即电压变小可判断电容变大，而平行板电容器电容，M板上移或者M板下移都是正对面积变小，电容C变小，电压升高静电计张角变大选项AB错．M板向左平移，两板之间的距离变大，电容变小，电压升高静电计张角变大选项C错．仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1）而空气的介电常数等于1即电容C变大，电压降低静电计张角变小，选项D对．‎ 考点：平行板电容器 ‎6.如图所示的电路中，U =120V，R1 =100Ω，R2 =200Ω，则a、b两端的电压为（ ）‎ A. 60 V B. 40 V C. 80 V D. 120 V ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由电路图知两电阻串联，得 a、b两端的电压为 ‎ ‎ 故选C。‎ ‎7.三根通电长直导线P、Q、R互相平行、垂直纸面放置．三根导线中电流大小相同、方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等．则P、Q中点O处的磁感应强度方向为（）‎ A. 方向竖直向上 B. 方向竖直向下 ‎ C. 方向水平向右 D. 方向水平向左 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 该题考查了磁场的叠加问题．用右手螺旋定则首先确定三根通电直导线在a点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小和方向，从而判断各选项．‎ ‎【详解】用右手螺旋定则判断通电直导线在O点上所产生的磁场方向，如图所示： ‎ ‎ 直导线P在O点产生磁场与直导线Q在O点产生磁场方向相反，大小相等．则合磁场为零；而直导线R在O点产生磁场，方向从Q指向P，即为水平向左；故选D．‎ ‎【点睛】磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．‎ ‎8.质谱仪可用来分析同位素，也可以用来分析比质子重很多倍的离子．现在用质谱仪来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口P离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从P点离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的11倍．此离子和质子的质量之比为（）‎ A. 11 B. 12 C. 144 D. 121‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质量为m，带电量为q的粒子在质谱仪中运动，则粒子在加速电场中加速运动，设粒子在磁场中运动的速度为v，应用动能定理可得：‎ 解得：‎ 粒子在磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有：‎ ‎ ‎ 解得：‎ 因为离子和质子从同一出口离开磁场，所以他们在磁场中运动的半径相等，即为：‎ 所以离子和质子的质量比m离：m质=121；‎ A．11，与结论不相符，选项A错误；B．12，与结论不相符，选项B错误；‎ C．144，与结论不相符，选项C错误；D．121，与结论相符，选项D正确；‎ ‎9.如下图所示，平行金属板中央有一个初始静止的电子(不计重力)，两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的电压后，在下图中反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律正确的是　 ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】分析电子一个周期内的运动情况：0～T/4时间内，因B板电势高，则电子从静止开始向B板做匀加速直线运动，T/4～T/2时间内沿原方向做匀减速直线运动，T/2时刻速度为零．T/2～3T/4时间内向A板做匀加速直线运动，3T/4～T时间内向A板做匀减速直线运动．接着周而复始．根据匀变速运动速度图象是倾斜的直线可知，B图符合电子的运动情况．故B正确，C错误．电子做匀变速直线运动时x-t图象应是抛物线，故D错误．根据电子的运动情况：匀加速运动和匀减速运动交替产生，而匀变速运动的加速度不变，a-t图象应平行于横轴．故A正确．‎ ‎10.如图所示是磁流体发电机 示意图，两平行金属板A、B之间有一个很强的磁场．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）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把A、B与电阻R相连接．下列说法正确的是（　　）‎ A. R中有由b向a方向的电流 B. A板的电势高于B板的电势 C. 若只改变磁场强弱，R中电流保持不变 D. 若只增大粒子入射速度，R中电流增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 等离子体从左向右进入磁场，受到洛伦兹力发生偏转，打到极板上，使两极板间形成电势差，当粒子所受电场力与洛伦兹力相等时，形成动态平衡．根据极板的正负判断电势的高低以及电流的流向．‎ ‎【详解】AB、等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏，打在下极板上，负电荷向上偏，打在上极板上．所以下极板带正电，上极板带负电，则B板的电势高于A板的电势，流过电阻电流方向由b到a.故A正确，B错误；‎ C. 依据电场力等于磁场力，即为q=qvB，则有：U=Bdv，再由欧姆定律，I=U/R=Bdv/R，电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R中电流也改变．故C错误；‎ D. 由上分析可知，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，故D正确．‎ 故选AD.‎ ‎11.直线AB是某电场中的一条电场线．若有一电子以某一初速度，仅在电场力的作用下，沿AB由A运动到B，其速度图象如图所示，下列关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势、的判断正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可以知道电子在A点加速度较大，则可以知道A点所受电场力较大，由：‎ 可以知道A点的场强要大于B点场强；故A正确，B错误;‎ CD．由图可知电子从A到B的过程中速度减小，动能减小，则可以知道电场力做负功，电势能增加，即：‎ 电子带负电，由：‎ 可以知道A点的电势要大于B点电势，故C正确，D错误 ‎12.如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力不计的带电粒子(电量为q，质量为m)以垂直于x轴的速度v0从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限．已知OP之间的距离为d，则(　　)‎ A. 带电粒子通过y轴时的坐标为(0，d) ‎ B. 电场强度的大小为 C. 带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为 ‎ D. 磁感应强度的大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：粒子在电场中做类平抛运动，因为进入磁场时速度方向与y轴成45°，所以沿x轴方向的分速度，在x轴方向做匀加速运动，有 ‎，沿y轴方向做匀速运动，有，故选项A错误；在x轴方向做匀加速运动，根据，解得，故选项B正确；粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，‎ 由图可知粒子的半径，圆心角，所以在磁场中的运动时间为；在电场中的运动时间为，所以总时间为，故选项C正确；由可知磁感应强度，故选项D错误．‎ 考点：类平抛运动规律；粒子在磁场中和电场中的运动．‎ 二、实验题（本大题共2小题，共14分）‎ ‎13.（1）用螺旋测微器测圆金属丝直径d时，示数如图所示，此示数为____________mm． ‎ ‎（2）电流表的内阻是Rg=200 Ω，满刻度电流值是Ig=500 μA，现欲把这电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是_______联一个_______Ω的电阻．‎ ‎【答案】 (1). 0.400 (2). 串 1800‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为0 mm，可动刻度为40.0×0.01mm=0.400mm，所以最终读数为0mm+0.400mm=0.400mm；‎ ‎(2)[2][3]把电流表改装成1V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为：‎ ‎14.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻.‎ 实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：‎ 电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）‎ 电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）‎ 滑动变阻器：R（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）‎ 定值电阻：R0=0.5Ω ‎（1）该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是 ____________ A．‎ ‎（2）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= _______ V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r= ______ Ω（结果保留两位有效数字）．‎ ‎（3）由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势E ____________ ，内阻r ______ （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）‎ ‎【答案】(1). ； (2). 1.48； ； (3). 偏小； 偏小；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设改装后电流表的量程为I，则有，‎ ‎（2）由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势E=1.48V．图线的斜率大小k=r，由数学知识得：，则电源的内阻；‎ ‎（3）可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值．‎ 三、计算题（本大题共4小题，共38.0分）‎ ‎15.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出．已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d．忽略电子所受重力，求：‎ ‎(1)电子射入偏转电场时初速度v0；‎ ‎(2)电子从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离Δy．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据功能关系 可得：‎ ‎（2）在偏转电场中，电子的运动时间为：‎ 则偏转侧移：‎ ‎16.如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=，导轨的一端接有电动势E =3V、内阻r=0.5Ω的直流电源，导轨间的距离L=0.4m．在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，导体棒恰好能静止．金属导轨电阻不计．（g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8）求：‎ ‎（1）ab受到的安培力大小和方向；‎ ‎（2）ab受到的摩擦力大小．‎ ‎【答案】（1）0.40N（2）0.16N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：‎ 导体棒受到的安培力：‎ F安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N 方向沿斜面向上 ‎(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力：‎ F1=mgsin=0.04×10×0.6N=0.24N 由于F1小于安培力，故导体棒沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件得：‎ mgsin+f =F安 解得：‎ f=F安-mgsin=（0.40-0.24）N=0.16N ‎17.如图所示，长L＝0.20 m的丝线的一端拴一质量为m＝1.0×10－4kg、带电荷量为q＝1.0×10－6C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E＝2.0×103N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面上的A点，然后无初速度地将小球释放，取g＝10 m/s2.求：‎ ‎(1)小球通过最高点B时速度的大小；‎ ‎(2)小球通过最高点时，丝线对小球拉力的大小.‎ ‎【答案】(1)2 m/s (2) 30×10－3N ‎【解析】1） qeL-mgL=‎ v=2m/s ‎ ‎（2）F+mg-qE=mv2/L ‎ F=3×10-3N ‎ 本题考查圆周运动，小球在运动过程中应用动能定理可求得末速度大小，在最高点，小球由重力电场力和绳子的拉力提供向心力，列公式可得 ‎18.图中左边有一对水平放置的平行金属板，两板相距为d，电压为U0，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0．图中右边有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B1，方向垂直于纸面朝外．一束离子垂直磁场沿如图路径穿出，并沿直径MN方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的P点射出，已知图中θ=，不计重力，求 ‎（1）离子到达M点时速度的大小； ‎ ‎（2）离子的电性及比荷 ．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，‎ 由平衡条件得：qvB0=qE0 ‎ 已知电场强度： ‎ 联立解得： ‎ ‎（2）根据左手定则，离子束带负电 ‎ 离子在圆形磁场区域做匀速圆周运动，轨迹如图所示：‎ 由牛顿第二定律得： ‎ 由几何关系得： ‎ ‎ ‎ 点睛：在复合场中做匀速直线运动，这是速度选择器的原理，由平衡条件就能得到进入复合场的速度．在圆形磁场区域内根据偏转角求出离子做匀速圆周运动的半径，从而求出离子的比荷，要注意的是离开磁场时是背向磁场区域圆心的．‎