2018-2019学年河南省信阳高级中学高二上学期期中考试物理试题（Word版）

2018-2019学年河南省信阳高级中学高二上学期期中考试物理试题（Word版）

‎2018-2019学年河南省信阳高级中学高二上学期期中考试物理试题 一、选择题(本题共计10小题，每题4分，共40分，其中1-6题为单选，7-10题为多选，选不全得2分，错选得0分。)‎ ‎1．如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°角，则关于a、b两点场强大小及电势高低，下列说法中正确的是 ( ) ‎ A. Ea＝3Eb，φa<φb B. Ea＝Eb‎3‎，φa>φb C. Ea＝2Eb，φa>φb D .Ea＝Eb‎2‎，φa<φb ‎2．如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带电质点（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P，Q是这条轨迹上的两点，据此可知 ( ) ‎ A． a、b、c三个等势面中，a的电势最高 B． 电场中Q点处的电场强度大小比P点处大 C． 该带电质点在P点处的动能比在Q点处大 D． 该带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 ‎3．电荷量为4×10－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10－6C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为30cm，AB连线与竖直方向夹角为60°。静电力常量为9.0×109N•m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是 ( ) ‎ A． B． C． D．‎ ‎4．空间有一匀强电场，一质量为m的带电微粒由静止释放后，其运动方向与竖直向下的方向间的夹角为60°，加速度大小等于重力加速度g，不计空气阻力。以下说法中正确的是 ( ) ‎ A． 微粒所受电场力大小有可能等于1.5mg B． 运动过程中微粒的机械能增大 C． 运动过程中微粒的机械能守恒 D． 运动过程中微粒的电势能不变 ‎5．如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。导线框中的电流大小为（ ）‎ A． F‎2‎‎-‎F‎1‎Bl B． ‎F‎2‎‎-‎F‎1‎‎2Bl C． ‎2(F‎2‎-F‎1‎)‎Bl D． ‎‎2(F‎2‎-F‎1‎)‎‎3Bl ‎6．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示。有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：‎①‎用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；‎②‎在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；‎③‎在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为‎45‎‎∘‎的b、c两点，测得b、c两点距离为L.‎由此可确定金属管线 ( ) ‎ A． 平行于EF，深度为L‎2‎ B． 平行于EF，深度为L C． 垂直于EF，深度为L‎2‎ D． 平行于EF，深度为L ‎7．如图所示，MNPQ为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，ACB为圆弧。一个质量为m、电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是 ( ) ‎ A．小球一定能从B点离开轨道 B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动 C．小球再次到达C点的速度可能为零 D．当小球从B点离开时，上升的高度一定等于H ‎8．如图所示，圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里，圆圈中的“•”表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a、b平行水平放置，a、b中的电流强度均为I，此时a受到的磁场力大小为F．当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小仍为F，图中abc正好构成一个等边三角形，则此时 ( ) ‎ A． b受到的磁场力大小为F B． b受到的磁场力大小为‎3‎F C． c受到的磁场力大小为F D． c受到的磁场力大小为‎3‎F ‎9．一根轻质杆长为2L，可绕固定于中点位置处的轴在竖直面内自由转动，杆两端固定有完全相同 的小球1和小球2，它们的质量均为m，带电荷量分别为+q和–q，整个装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中。现将杆由水平位置静止释放，让小球1、2绕轴转动到竖直位置A、B两点，设A、B间电势差为u，该过程中 ( )‎ A． 小球2受到电场力变小 B． 小球1电势能减少量小于uq‎2‎ C． 小球1、2的机械能总和增加量小于uq D． 小球1、2的动能总和增加了uq ‎10．如图所示，竖直绝缘光滑的半圆形槽半径为R，在槽内静置有两个带等量同种电荷的小球A、B，两球质量相等、间距为R．若将两小球看做质点，将一个水平向右的推力F作用在A球上，缓慢将A球推到半圆形槽的底部，则下列说法正确的是（ ）‎ A． 槽对B球的支持力减小 B． 两球间距离保持不变 C． 推力F做的功等于两球组成的系统机械能的增加量 D． 两球组成的系统的电势能增大 二、实验题（共2题，共计16分）‎ ‎11．（6分）读出下列仪器的示数：‎ ‎（1）游标卡尺的示数为___________cm，螺旋测微器的示数为________cm ‎（2）用多用电表测电阻,使用倍率档为“‎×10‎”，表头刻度和指针位置如图所示，则被测电阻的阻值为_______Ω。‎ ‎12．（10分）某实验小组想通过实验测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：‎ ‎ ‎ A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻约为4Ω）‎ B．直流电流表A1（0～0.6A，内阻约为0.5Ω）‎ C．直流电流表A2（0～3A，内阻约为0.1Ω）‎ D．电压表V1（0～2V，内阻约为2000Ω）‎ E．电压表V2（0～6V，内阻约为6000Ω）‎ F．滑动变阻器R1（最大电阻20Ω，额定电流2A）‎ G．滑动变阻器R2（最大电阻200Ω，额定电流1A）‎ H．电阻箱R3（最大电阻99.9Ω，额定电流1A I．开关，导线若干 ‎（1）根据实验要求，实验小组选出相应器材，请你将图甲中实物正确连接成实验电路 ‎（2）若用伏安法测电源电动势和内阻时，电流表出了故障，实验小组仍从上述提供的器材中选择且能较准确地进行测量，需去掉电流表，并将上述器材中的 换成 ‎ 即可（填写器材前面的字母）‎ ‎（3）实验小组在改进后的实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上作出了如图乙所示图线，由图线得出：干电池的电动势E= V，内阻r= Ω（结果保留两位有效数字）‎ 三、计算题（共计44分）‎ ‎13．（12分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流（方向如图）．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g．求下滑到底端的过程中，求：‎ ‎（1）金属棒滑到底端时的速度大小；‎ ‎（2）通过金属棒的电流大小I；‎ ‎（3）通过金属棒的电荷量Q.‎ ‎14．（16分）如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m，电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示。小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R，重力加速度为g。在上述运动过程中，求 ‎(1)电场强度E的大小；‎ ‎(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率 ‎(3) 小球对圆轨道的最大压力的大小 ‎15．（16分）如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，重力加速度为g，一质量为m的带正电的小球从M点在纸面内以v‎0‎‎=‎‎2gh 的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为的速度通过N点。已知m ,重力加速度g和高度h.‎ ‎（1）小球从M到N的过程经历的时间;‎ ‎（2）小球所受电场力的大小;‎ ‎（3）从M到N的运动过程中速度最小值.‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ 将Ea、Eb延长相交，即得到Q点的位置，由几何知识求出ab两点到Q的距离之比，由求解场强之比．根据两点到Q距离的大小关系，比较电势高低。‎ ‎【详解】‎ 将Ea、Eb延长相交，交点即为Q点的位置。设ab两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得到：Ra=abcos30°；Rb=absin30°，则 RaRb‎=‎‎3‎‎ ‎ 故根据公式E=kQR‎2‎得：Ea‎=‎Eb‎3‎ ‎ 由电场线的方向可知，场源电荷为负电荷，故有：φa＞φb；‎ 故选：B。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ 试题分析：根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直，画出P、Q两点处场强的方向，如图：‎ 则可知，三个等势面中的，a的电势最低，故A错误；根据电场线的疏密可知，P点的电场强度大于Q点，则带电质点在P点受到的电场力大于Q点，故B错误；若质点从P到Q过程，电场力做负功，质点的电势能增大，动能减小，则质点在P点时的动能比通过Q点时大，故C正确，D错误；‎ 考点：等势面、电势、电势能 名师点睛：根据合力指向轨迹的内侧和电场线与等势线垂直，确定电场力的方向，判断电势的高低．由电场力做功的正负判断电势能的变化．电场力做正功，质点的电势能减小，动能增大；电场力做负功，质点的电势能增大，动能减小．根据等差等势面密处场强大，判断场强大小，确定加速度的大小。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ 根据库仑定律求解两球之间的库仑力，然后对球B受力分析，结合共点力平衡条件分析三力之间的关系，从而确定细线拉力方向．‎ ‎【详解】‎ 两球之间的库仑力为F=kqAqBr‎2‎=9.0×‎10‎‎9‎×‎4×‎10‎‎-6‎×5×‎‎10‎‎-6‎‎0.3‎‎2‎=2N，小球B受到的重力大小为GB‎=2N，且F与竖直方向夹角为60°，F=‎GB，故小球B受到的库仑力，重力以及细线的拉力，组成的矢量三角形为等边三角形，所以细线与竖直方向的夹角为60°，B正确．‎ ‎4．B ‎【详解】‎ 以带电微粒为研究的对象，由题意，其受力如图： 由于运动方向与竖直向下的方向间的夹角为60°，加速度大小等于重力加速度g，则平行四边形OACB是两个等边三角形组成，所以F电‎=mg，A错误；由图可知，运动的方向与电场力分子之间的夹角也是60°，所以运动的过程中电场力做正功，带电微粒的电势能减小，机械能增大，B正确CD错误．‎ ‎5．A ‎【解析】‎ 当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；结合矢量的合成法则及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为F安‎=BIl+BIl‎2‎，根据平衡条件，则有：F1+F安=mg；现将虚线下方的磁静场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2．则两边受到的安培力大小相等，安培力夹角均为120°，因此安培力合力F‎'‎安‎=BIl‎2‎，则有F‎2‎‎+F‎'‎安=mg；联立得：F‎2‎‎=F‎1‎+BIl，即I=‎F‎2‎‎-‎F‎1‎Bl.故选A.‎ ‎6．A ‎【解析】‎ 根据安培定则判断电流方向，然后画出直线电流的磁感线方向，结合几何关系确定金属管线深度。‎ ‎【详解】‎ 用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；‎ 找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该是平行EF；‎ 画出左侧视图，如图所示：‎ b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为‎45‎‎∘‎，故深度为L‎2‎，‎ 故A正确，BCD错误；‎ 故选：A。‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由于题中没有给出H与R、E的关系，所以小球不一定能从B点离开轨道，故A错误；若重力大小等于电场力，小球在AC部分做匀速圆周运动，故B正确；若小球到达C点的速度为零，则电场力大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动，所以小球到达C点的速度不可能为零，故C错误；由于小球在AB部分电场力做功为零，所以若小球能从B点离开，上升的高度一定等于H，故D正确。‎ 考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、向心力 ‎8．BC ‎【解析】‎ 加上导线c后，a受到的磁场力如图所示，a受到的合磁场力仍为F，则受到c给的磁场大小也为F，与b给的磁场力夹角为120°，故合力为Fa‎=F，因为abc正好构成一个等边三角形，所以c给b的磁场力大小为F，c受到的磁场力如图所示，根据平行四边形定则可得b受到的磁场力Fb‎=2Fcos30°=‎3‎F，根据牛顿第三定律可得，c受到的a、b给的磁场力如图所示，根据平行四边形定则可得Fc‎=F，BC正确．‎ ‎9．BD ‎【详解】‎ 由图可知，杆由水平位置转到竖直位置时，球2所处的位置电场线变得密集，场强变大，则球2‎ 所受的电场力变大，选项A错误；根据电场线分布的对称性可知：开始时两个小球处于同一等势面上，转动后，小球1所在位置A的电势较低，小球2所在位置B的电势较高，根据等势面线电场线的关系知道，A、1间电势差小于2、B间的电势差，小球2的电势升高量大于小球1电势降低量，所以小球1的电势能减小量小于‎1‎‎2‎qu，小球2的电势能减小量大于‎1‎‎2‎qu，选项B正确；根据动能定理，系统的重力势能未变，则动能增加量等于电场力对系统做功，大小为uq，机械能增加量等于动能的增加量，即系统的机械能增加量也为uq，故C错误，D正确。故选BD。‎ ‎10．AD ‎【详解】‎ A、施加F前，B受到重力、槽的支持力和库仑力，根据几何关系，N‎1‎‎=mgsin‎60‎‎0‎=‎‎2mg‎3‎，库仑力F‎1‎‎=kq‎2‎R‎2‎=mgtan‎60‎‎0‎=‎mg‎3‎，A球被推到半圆形槽的底部后，设此时两球之间距离为r，B球受力分析如图，根据几何关系，N‎2‎mg‎=RR=1‎，即N‎2‎‎=mg<‎N‎1‎，槽对B球的支持力变小，故A正确；‎ ‎ ‎ B、根据几何关系，F‎2‎mg‎=‎rR，又F‎2‎‎=kq‎2‎r‎2‎=F‎1‎R‎2‎r‎2‎=‎mgR‎2‎‎3‎r‎2‎，解得‎3‎r‎3‎‎<‎R‎3‎，故r

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