甘肃省静宁县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

甘肃省静宁县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

静宁一中2019-2020学年度第一学期高二级第三次试题（卷）‎ 物理（6-13班）‎ 第I卷（选择题）‎ 一、选择题（本题共14道小题，每小题4分，共56分。其中1—10题的四个选项中只有一个选项正确，11—14题的四个选项中有两个或两个以上选项正确，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选的得0分。）‎ ‎1.由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，当所带电荷量分别q1和q2，其间距为r 时，它们之间静电力的大小为，式中k为静电力常量。在国际单位制中，k的单位是（ ）‎ A. N·m2/C2 B. C2/ (N·m2) C. N·m2/C D. N·C2/m2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查国际单位制的转化。‎ ‎【详解】ABCD.由库仑力公式可知：‎ 则k的单位为N·m2/C2，故A正确BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎2.在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者 的方向，其中错误的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据左手定则可知，该图中导线所受安培力方向正确，选项A不符合题意。‎ B．根据左手定则可知，该图中导线所受安培力方向正确，选项B不符合题意。‎ C．根据左手定则可知，该图中导线所受安培力方向正确，选项C不符合题意。‎ D．图中导线的磁场方向平行，则导线不受安培力，此选项错误，选项D符合题意。‎ 故选D.‎ ‎3.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为 A. ‎16F B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得变化前为：，变化后为：‎ A．‎16F．故A不符合题意． ‎ B．．故B符合题意． ‎ C．．故C不符合题意． ‎ D．．故D不符合题意．‎ ‎4.关于电源电动势的说法，正确的是( )‎ A. 在某电池的电路中每通过‎2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V B. 电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大 C. 无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势保持不变 D. 电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电路中通过q=‎2C电荷量，电池提供的电能W=4J，根据电动势的定义式得电动势E=2V．故A错误．电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压增大时，其电源电动势不变．故B错误．电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变．故C正确．电动势越大，电源将单位正电荷负极移到正极提供的电能越多．故D错误．故选C.‎ ‎5.关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )‎ A. 由定义式B=可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 B. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 C. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零 D. 磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁感应强度定义式为 ，当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，选项A错误；‎ B．一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据F=BIL，当B=0时，F=0，故它所受到的磁场力一定为零，选项B正确；‎ C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行，故不能说明则该处的磁感应强度一定为零，选项C错误；‎ D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，选项D错误．‎ ‎6.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（　　）‎ A. 串联一个10kΩ的电阻 B. 并联一个10kΩ的电阻 C. 串联一个9.5kΩ的电阻 D. 并联一个9.5kΩ的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】把电流表改装成电压表，串联电阻阻值：‎ A．串联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项A错误；‎ B．并联一个10kΩ的电阻，与结论不相符，选项B错误；‎ C．串联一个9.5kΩ的电阻，与结论相符，选项C正确；‎ D．并联一个9.5kΩ的电阻，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.某同学用欧姆表“X ‎10”‎的倍率测某电阻，发现指针指在如图所示的位置，为了使测量比较精确，应 A. 换用“×‎1”‎的倍率，并重新进行电阻调零 B. 换用“× ‎100”‎的倍率，并重新进行电阻调零 C. 换用“× ‎1”‎的倍率，不需重新进行电阻调零 D. 换用“×‎100”‎的倍率，不需重新进行电阻调零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】从图中可知，指针偏转的角度较大，因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧，知该电阻较小，所以应换小挡，即换“×1“的倍率，换挡后重新欧姆调零，故A正确，B、C、D错误．‎ ‎【点晴】欧姆表的零刻度线在表盘的右侧，为了测量的准确需将指针指在中间附近．每次换挡需重新欧姆调零．‎ ‎8.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知 A. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 B. 带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 C. 带电粒子在P点时的速度大小大于在Q点时的速度大小 D. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．以b电场线为例，结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系，可知该粒子在b电场线处受到的电场力向右，又由于粒子带负电，所以该处电场强度向左，所以P点电势大于Q点电势，所以粒子在P点电势能小于Q点．A错误 B．P点电场线比Q点密集，所以P点加速度大于Q点．B错误 C．从P到Q电场力做负功，所以P点动能大于Q点，因此P点速度大于Q点，C正确 D．因为全程只受电场力，所以动能和电势能之和是定值，D错误 ‎9.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为(　　)‎ A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况．当导体转动后，我们可以认为电流向右偏内，受力也将发生变化，为了简便，我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况，再判出导体的运动情况．‎ 解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动．即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故D正确，ABC错误；‎ 故选D ‎【点评】解决本题的关键（1）清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；（2）能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况；（3）会找到一些有代表性的特殊位置求解．‎ ‎10.如图所示，电源电动势大小为E，内阻大小为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左的过程中（　　）‎ A. 电流表读数变小，电压表读数不变 B. 小电珠L变亮 C. 固定在电容器C两板间某点的一个负点电荷所具有的电势能变小 D. 电源的总功率变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ AB：当滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的有效电阻变大，电路的总电阻变大，流过电路的电流变小，电源内电压变小，路端电压变大．则电流表读数变小，小灯泡变暗(流过小灯泡的电流变小)，电压表读数变大．故AB两项均错误．‎ C：流过电路的电流变小，灯泡两端电压减小，滑动变阻器两端电压增大，电容器两端电压变大，电容器两板间场强变大，固定在电容器C两板间某点与左极板间电势差变大，由于左极板接地，左极板电势为零，则固定在电容器C两板间某点电势为正且变大，负点电荷在该点所具有的电势能变小．故C项正确．‎ D：流过电路的电流变小，电源的总功率变小．故D项错误．‎ 点睛：本题是电路动态变化分析问题，首先确定变阻器有效电阻的变化，再分析总电阻、总电流的变化，再分析局部电压的变化．‎ ‎11.如图，两块正对平行金属板M、 N与电池相连，N板接地，在与两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷，如果M板向下平移一小段距离，则 A. 点电荷受到的电场力变大 B. M板的带电荷量增加 C. P点的电势不变 D. 点电荷在P点具有的电势能增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查电容器的动态分析。‎ ‎【详解】A. 由题分析得知，电容器的板间电压保持不变，将M板向下平移一小段距离，板间距离减小，由公式可知，板间场强增大，点电荷受到的电场力增大，故A正确；‎ B. 电容器的板间电压保持不变，将M板向下平移一小段距离，板间距离减小，电容器的电容C增大，根据可知，M板的带电量增加，故B正确；‎ C. 板间场强增大，P点与下板间距离未变，则由，可知P点与下极板之间电势差增大，下极板电势为零，且P点的电势高于下极板的电势，则P点的电势升高，故C错误；‎ D. 该点电荷带负电，而P点电势升高，则点电荷在P点具有的电势能减小，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎12.在如图所示的电路，电源的内阻为r，现闭合电键S，将滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是 A. 灯泡L变亮 B. 电压表读数变小 C. 电流表读数变小 D. 电容器C上的电荷量增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】滑片P向左移动一段距离后电阻变大，故电路电流减小，电流表读数变小，灯泡L变暗；路端电压变大，故电压表读数变大；滑动变阻器两端电压变大，根据Q=CU可知，电容器C上的电荷量增大，选项CD正确，AB错误.‎ ‎13.空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则　‎ A. 该离子带负电 B. A、B两点位于同一高度 C. C点时离子速度最大 D. 离子到达B点后，将沿原曲线返回A点 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查带电粒子在复合场中的运动。‎ ‎【详解】A．粒子开始受到电场力作用开始向下运动，在运动过程中受洛伦兹力作用向右偏转，离子带正电，A错误；‎ B．根据动能定理知，洛伦兹力不做功，在A到B的过程中，动能变化为零，则电场力做功为零，A、B两点等电势，又因为该电场是匀强电场，所以A、B两点位于同一高度，B 正确；‎ C．根据动能定理得，离子运动到C点电场力做功最大，则速度最大，C正确；‎ D．只要将离子在B点的状态（速度为零，电势能相等）相同，如果右侧还有同样的电场和磁场的叠加区域，离子就将在B的右侧重现前面的曲线运动，因此，离子是不可能沿原曲线返回A点的，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎14.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上，空间存在着水平方向的的匀强磁场，在水平恒力F的作用下，甲、乙无相对滑动的一起向左加速运动，在加速运动阶段 ( )‎ A. 甲、乙两物块之间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙两物块之间的摩擦力不变 C. 甲、乙向左运动的加速度不断减小 D. 甲对乙的压力不断增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当甲与乙向右运动时，甲所受的洛伦兹力竖直向下，又由于地面光滑，所以摩擦力为0，把甲乙看成一个系统，，甲与乙相对静止，乙对甲的静摩擦力．所以选BD．‎ 二、实验题（本题共2道小题，共13分,其中15题5分，16题8分。）‎ ‎15.某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值．‎ ‎(1)现有电源(4 V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流‎2 A)‎ ‎、开关和导线若干，以及下列电表：‎ A．电流表(0～‎3 A，内阻约0.025 Ω)‎ B．电流表(0～‎0.6 A，内阻约0.125 Ω)‎ C．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)‎ D．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)‎ 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______(选填器材前的字母)．‎ ‎(2)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U．某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx＝______ Ω．(保留2位有效数字)‎ ‎(3)若在本次实验中选用甲电路，产生误差的主要原因是________；若在本次实验中选用乙电路，产生误差的主要原因是______．(选填选项前的字母)‎ A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 ‎【答案】 (1). B, (2). C (3). 5.2 (4). B (5). D ‎【解析】‎ ‎【详解】解：（1）因电源的电压为4V，因此电压表选择3V量程；由于阻值约为5Ω的电阻Rx的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为‎0.8A，从精确角来说，所以电流表选择‎0.6A的量程。 ‎ ‎（2）电压表的读数为U=2.60V；电流表的读数为I=‎0.50A；电阻阻值：‎ ‎（3）甲图采用的是电流表外接法，实际上电压表并不是理想电表，所以电压表也有电流通过，电流表测量的电流是流经Rx和电压表的电流之和，所以产生误差的主要原因是电流表测量值大于流经Rx的电流值，导致测量的电阻Rx比实际偏小，选B；‎ 乙图采用的是电流表内接法，实际上电流表并不是理想电表，所以电流表两端也有电压，电压表测量的电压是Rx和电流表两端的电压之和，所以产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值，导致测量的电阻Rx比实际偏大，选D；‎ ‎16.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:‎ ‎（1）闭合开关前为防止电表过载滑动变阻器的滑动头P应放在_____处 ‎（2）现备有以下器材：‎ A.干电池1个 B.滑动变阻器（0~50Ω）‎ C.滑动变阻器（0~1750Ω）‎ D.电压表（0~3V）‎ E.电压表（0~15V）‎ F.电流表（0~‎0.6A）‎ G.电流表（0~‎3A）‎ 其中滑动变阻器应选_____，电流表应选____，电压表应选_____．(填字母代号)‎ ‎（3）由U-I图像．由此可知这个干电池的电动势E=_______V，内电阻r=______Ω．‎ ‎（4）由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差，导致E测___ E真，，r测____r真(填“>”“<”或“=”)‎ ‎【答案】 (1). a (2). B (3). D (4). F (5). 1.5 (6). 0.75 (7). < (8). <‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即a处．‎ ‎（2）[2]滑动变阻器起控制电流的作用，而电源电动势大约1.5V，电路中电流较小，故为了便用调节，滑动变阻器选取B．‎ ‎[3]电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择D，‎ ‎[4]由图可知，电路中的电流较小，因此电流表选择F．‎ ‎（3）[5]在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.5V；‎ ‎[6]图象中的斜率表示电源的内阻，则有：‎ Ω ‎（4）[7][8]由图所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示：‎ 电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值．‎ 三、计算题（本题共4道小题，共41分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的解题步骤，只写出答案的不能得分）‎ ‎17.如图所示的电路中，电源电动势，内阻；电阻，电阻，电容器，电池内阻．‎ 闭合S，求稳定后通过电路的总电流；‎ 闭合S，求稳定后电容器所带的电荷量；‎ 然后将开关S断开，求这以后流过的总电量．‎ ‎【答案】 ‎1A；；C ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器相当于断路，根据闭合电路欧姆定律，有；‎ 电阻的电压为：，‎ 故电容器带电量为：；‎ 断开S后，电容器两端的电压等于电源的电动势，电量为：‎ ‎  ‎ 故流过的电荷量为：‎ ‎18.如图所示，图线AB是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线， OM是某定值电阻R的伏安特性曲线，由图求：‎ ‎（1）R的阻值；‎ ‎（2）处于直线OM与AB交点C时电源的输出功率；‎ ‎（3）电源最大输出功率．‎ ‎【答案】（1） （2）8W （3）9W ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据伏安特性曲线的斜率求出电阻的阻值．‎ ‎（2）交点对应的电压和电流为电源输出电压和输出电流，根据P=UI求出电源的输出功率．‎ ‎（3）当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大．‎ ‎【详解】（1）OM是电阻的伏安特性曲线，电阻：．‎ ‎（2）交点C处电源的输出功率为：‎ ‎（3）电源的最大输出功率Pm，是在外电阻的阻值恰等于电源内电阻时达到的． ‎ 答：（1）R的阻值为2Ω．‎ ‎（2）处于直线OM与AB交点C时电源的输出功率为8W． ‎ ‎（3）电源的最大输出功率为9W．‎ ‎【点睛】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．‎ ‎19.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=‎0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V，内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=‎0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取‎10m/s2，已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求： ‎ ‎（1）通过导体棒的电流； ‎ ‎（2）导体棒受到的安培力大小； ‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。‎ ‎【答案】(1) 1.5 A (2) 0.30 N (3) 0.06 N，沿导轨向下 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律，有：‎ I===1.5 A； ‎ ‎(2)导体棒受到的安培力：‎ F安=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30 N；‎ ‎(3)导体棒受力如图，将重力正交分解，如图：‎ ‎ ‎ F1=mgsin 37°=0.24 N ‎ F1＜F安，根据平衡条件： ‎ mgsin 37°+f=F安 ‎ 代入数据得：‎ f=0.06 N ‎20.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，（P点未画出）已知ON=2OM ,不计粒子重力，求： ‎ ‎（1）带电粒子从N点进入磁场时的速度大小和方向？‎ ‎（2）磁感应强度大小B？‎ ‎（3）粒子由M点到P点运动时间？‎ ‎【答案】（1）；（2） ；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，出电场时的速度反向延长线经过水平位移的中点，由于ON=2OM，所以有 ‎ ‎ 即 ‎(2)带电粒子在磁场中的运动轨迹如图 由几何关系可知，‎ 带电粒子在电场中做类平抛运动，则有 联立解得 由公式 得 其中 联立解得 ‎(3)带电粒子出电场时的竖直方向的速度为 加速度为 得 粒子在磁场中的运动周期 粒子在磁场中的运动时间为 联立解得 所以总时间为 ‎ ‎