【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

吴忠中学2019--2020学年第一学期期末考试 高二年级物理试卷 一、单项选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）‎ ‎1. 如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转｡发现这个实验现象的物理学家是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】奥斯特把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，发现磁针跳动了一下。这一跳，使奥斯特喜出望外， 接下来奥斯特花了三个月，作了许多次实验，发现小磁针在电流周围都会偏转。从而证明了通电导线周围存在磁场。故是奥斯特发现的电流磁效应，C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎2. 下列关于电源电动势的说法中正确的是（　　）‎ A. 电路中每通过‎2C的电荷量，电源提供的电能是4J，那么电源的电动势是0.5V B. 电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大 C. 无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变 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】A．电路中每通过‎2C的电荷量，电源提供的电能是4J，由公式W=qE知：‎ 选项A错误；‎ BC．电源电动势是电源本身的特性，与外电路无关，，选项B错误，C正确；‎ D．电源向外提供的电能等于电流做功W=EIt。可见电源向外提供的电能与电动势、电流和时间都有关，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎3. 关于电功和电热。以下说法正确的是（　　）‎ A. 外电路电流做的功一定等于电热 B. 外电路中电流所做的功一定大于电热 C. 只有在外电路是纯电阻的情况下，电路中才会有电热 D. 当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功将转化为热能、机械能、化学能 ‎【答案】D ‎【解析】ABC．外电路是纯电阻电路和非纯电阻电路都会产生电热。纯电阻电路中外电路电流做的功等于电热；非纯电阻电路中外电路电流做的功大于电热，选项ABC错误；‎ D．当外电路有电动机、电解槽的情况下电流做的功将转化为热能、机械能、化学能，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎4. 如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是（ ）‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 详解】根据左手定则，A图导线受磁场力向下，A错误；B不受磁场力；C正确；D图所受磁场力方向应垂直于导线方向，D错误．‎ ‎5. 一电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内阻为200 Ω.要把它改装成一个量程为‎0.5 A的电流表，则应在电流表上（ ）‎ A. 并联一个约为200 Ω的电阻 B. 并联一个约为0.4 Ω的电阻 C. 串联一个约为0.4 Ω的电阻 D. 串联一个约为200 Ω的电阻 ‎【答案】B ‎【解析】要使电流表量程变为‎0.5A，需要并联分流电阻，流过分流电阻的电流：‎ 并联部分的电压：‎ 则需要并联的电阻：‎ 故B项正确，ACD三项错误．‎ ‎6. 光滑的水平面上有两个小球M和N，它们沿同一直线相向运动，M球的速率为‎5m/s，N球的速率为‎2m/s，正碰后沿各自原来的反方向而远离，M球的速率变为‎2m/s，N球的速率变为‎3m/s，则M、N两球的质量之比为（　　）‎ A. 3∶1 B. 1∶‎3 ‎C. 3∶5 D. 5∶7‎ ‎【答案】D ‎【解析】选取碰撞前M球的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得 代入数据得 故选D。‎ ‎7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，和为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态在P向上移动的过程中，下列说法正确的是 （ ）‎ A. A表的示数变大 B. 油滴向上加速运动 C. G中有由a至b的电流 D. 电源的输出功率一定变大 ‎【答案】B ‎【解析】ABC、当滑片P向上移动的过程中，电阻变大，回路电流变小，表的示数变小，变阻器的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，油滴向上做加速运动．电容器充电，G中有从b到a的电流．故A错误，B正确，C错误．‎ D、当滑片P向上移动的过程中，电阻变大回路电流变小，电源的输出功率一定变小．故D错误．‎ ‎8. 一个带电粒子（不计重力）沿垂直于磁场方向射入一个匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）。由此可以确定（　　）‎ A. 粒子运动是从a到b，且带正电 B. 粒子运动是从b到a，且带正电 C. 粒子运动是从a到b，且带负电 D. 粒子运动是从b到a，且带负电 ‎【答案】B ‎【解析】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据 解得 可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，在根据左手定则可知，粒子带正电。‎ 故选B。‎ ‎9. 如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度B=kI / r,I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是 A. 垂直R，指向y轴正方向 B. 垂直R，指向y轴负方向 C. 垂直R，指向x轴正方向 D. 垂直R，指向x轴负方向 ‎【答案】B ‎【解析】由安培定则可知，通电指导线P、Q在R处产生的合磁场方向水平向右，即沿X轴正方向，则R处的磁场方向沿X轴正方向；由左手定则可知，通电直导线R所受安培力垂直于R指向Y轴负方向，B正确．‎ ‎10. 在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0. ‎50 A和2. 0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2. ‎0 A和24. 0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）‎ A. 32 W B. 44 W C. 47W D. 48W ‎【答案】A ‎【解析】当电动机停止转动时,由题得电动机的电阻：‎ 当电动机正常转动时,电动机的总功率：‎ 电动机的发热功率：‎ 电动机正常运转时的输出功率是：‎ 故选A．‎ ‎11. 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB=120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（　　）‎ ‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】由图可知，粒子转过的圆心角为60°，根据几何关系可知 ‎ 转过的弧长为 则运动所用时间 故选C。‎ ‎12. 如图所示，设车厢长为l，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为（ ）‎ A. v0，水平向右 B. 0 C. ，水平向右 D. ，水平向右 ‎【答案】C ‎【解析】物块再车辆内和车发生碰撞满足动量守恒，最后物块和车共速，由动量守恒得 解得，方向水平向右 A. v0，水平向右不符合题意 B. 0不符合题意 C. ，水平向右符合题意 D. ，水平向右不符合题意 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题至少有一个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）‎ ‎13. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示带正电粒子只受电场力作用的运动轨迹，粒子先经过M点，后经过N点，则（　　）‎ A. M点的电势高于N点的电势 B. M点的电场强度大于N点的电场强度 C. 粒子在M点的速度大于在N点的速度 D. 场力对粒子做正功 ‎【答案】AD ‎【解析】A．根据沿着电场线方向电势越来越低可知M点的电势高于N点的电势，选项A正确；‎ B．由图可知M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度小于N 点的电场强度，选项B错误；‎ CD．做曲线运动的物体所受合力指向曲线凹的一侧，即电场力指向曲线凹的一侧，所以粒子从M运动到N的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，则粒子在M点的速度小于在N点的速度，选项C错误，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎14. 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（　　）‎ A. 电源电动势为8V，电源内阻为2Ω B. 反映Pr变化的图线是c C. b、c线的交点与a、c线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4‎ D. 当电流为‎1.0A时，外电路的电阻为2Ω ‎【答案】BCD ‎【解析】AB．根据直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI-I2r，可知反映Pr变化的图线是c，反映PE变化的是图线a，反映PR变化的是图线b。图线a的斜率等于电源的电动势，由得到 内部的发热功率Pr=I2r，内阻为 故A错误，B正确； C．当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b线的交点表示电源的总功率PE 和电源内部的发热功率Pr随相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1：2，纵坐标之比为1：4，选项C正确；‎ D．当电流为‎1.0A时，外电路的电阻为 故D正确。 故选BCD。‎ ‎15. 根据磁场对电流会产生作用力原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置—电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是（　　）‎ A. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流 B. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D. 使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 ‎【答案】BC ‎【解析】A．电磁炮是靠安培力加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断MN中的电流方向为MN，A错误；‎ BC．要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由可得，BC正确；‎ D．使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎16. 如图所示，一个速度为v0的一价正离子恰能沿直线飞出速度选择器，选择器中磁感强度为B，电场强度为E，离子的重力不计，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若B、E均增加为原来的2倍且v0不变则一价正离子仍沿直线运动 B. 若B、E、v0均增加为原来的2倍，则一价正离子仍沿直线运动 C. 若仅把一价正离子换成二价正离子，则离子仍沿直线运动 D. 若仅把一价正离子换成二价负离子，则向上极板偏转 ‎【答案】AC ‎【解析】速度为的一价正离子恰能沿直线飞出速度选择器电场力向下，根据左手定则，洛伦兹力向上，根据平衡条件，有 A．若B、E均增加为原来的2倍且不变，则电场力变为2qE，洛伦兹力变为，依然平衡，故粒子仍沿直线前进，故A正确；‎ B．若B、E、v0均增加为原来的2倍，则电场力变为2qE，洛伦兹力变为，不再平衡，做曲线运动，故B错误；‎ C．若仅把一价正离子换成二价正离子，则电场力变为2qE，洛伦兹力变为，依然平衡，故粒子仍沿直线前进，故C正确；‎ D．若仅把一价正离子换成二价负离子，则电场力变为2qE，洛伦兹力变为，电场力和洛伦兹力同时反向，依然平衡，故粒子仍沿直线前进，故D错误。‎ 故选AC。‎ 三、实验题（本题共2小题，共16分）‎ ‎17. 测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）的电动势和内阻的实验中，提供的器材有：‎ A．电压表量程为3V，内阻约为5kΩ B．电压表量程为15V，内阻约为10kΩ C．电流表量程为‎0.6A，内阻约为0.1Ω D．电流表量程为‎3A，内阻约为0.01Ω E．变阻器R1（20Ω，‎3A）‎ F．变阻器R2为（500Ω，‎0.2A）‎ G．开关、导线若干 ‎(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻，电压表应该选__________（填A或B）；电流表应该选________（填C或D）；变阻器应该选__________（填E或F）；实验电路图应该选图中的图__________（填“甲”或“乙”）。‎ ‎(2)实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流强度I的关系图像如图所示。由图可以求得电源电动势E=__________V，内电阻r=__________Ω。‎ ‎【答案】 (1). A C E 乙 (2). 1.5 1.0‎ ‎【解析】(1)[1] 一节蓄电池：电动势约为2V，内阻约为，电压表应选A；‎ ‎[2]电路最大电流不到‎0.75A，不到‎3A的三分之一，为减小实验误差，电流表应选C；‎ ‎[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选E；‎ ‎[4]由于电源内阻较小，选用甲图测量值将包含电流表的阻值，测量值偏大，为减小实验误差，应选择图乙所示实验电路。‎ ‎(2)[5]由可得，电动势 ‎[6]内阻 ‎18. （1）用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T．请根据下列步骤完成电阻测量：‎ ‎①旋动部件________，使指针对准电流的“‎0”‎刻线．‎ ‎②将K旋转到电阻挡“×‎100”‎的位置．‎ ‎③将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件 ‎________________________________________________________________________．‎ 使指针对准电阻的________（填“0刻线”或“∞刻线”）．‎ ‎④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的待测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤．并按________的顺序进行操作，再完成读数测量．‎ A．将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×‎10”‎的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 ‎（2）如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×‎100”‎挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω；测直流电流时，用的是100mA的量程，指针所示电流值为________mA；测直流电压时，用的是50V量程，则指针所示的电压值为________V．‎ ‎【答案】（1）①S （1分）‎ ‎③T （1分）‎ ‎0刻线 （1分）‎ ‎④ADC （1分）‎ ‎（2）1 700（2分） 46或47（2分） 23.3---23.6 （2分）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）电表使用前要调节调零旋钮，使指针指在0刻线位置，故调节S旋钮；‎ ‎（3）欧姆表测量前要进行欧姆调零，故调节T旋钮使指针指向电阻0刻线；‎ ‎（4）指针偏转度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零然后测量电阻；故步骤为ADC；‎ ‎（5）①欧姆表读数=刻度盘读数×倍率=17×100Ω=1700Ω；为了使测量结果比较准确，指针指在中央刻度附近，故选×1k，②选用量程为50mA的电流挡，读数选取中间刻度第二排，读数为：23.2mA，故100mA的量程时的读数为：46mA；选用量程为50V的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为：23.2mA．‎ 四、计算题（本题共5小题，共44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）‎ ‎19. 如图所示，光滑的水平台子离地面的高度为h，质量为m的小球A以一定的速度v0在高台上运动，与放在台面边缘质量为M的小球B发生碰撞并粘连在一起后，从边缘水平射出，最终落地，求∶‎ ‎(1)A、B一起运动的速度；‎ ‎(2)飞出台面后的水平射程。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)小球A小球B发生碰撞并粘连在一起，根据动量守恒有 解得A、B一起运动的速度 ‎(2)飞出台面后做平抛运动，竖直方向上有 解得 则水平射程为 ‎20. 如图所示，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻r=0.6Ω，如果电路消耗的总功率为40W，电源输出功率为37.6W，则电源电动势和R3的阻值分别为多大？‎ ‎【答案】20V ‎ ‎【解析】‎ 电源内阻消耗的功率为，得： 由得： 外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律 得：．‎ 点睛：对于电源的功率要区分三种功率及其关系：电源的总功率，输出功率，内电路消耗的功率，三者关系是．‎ ‎21. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用长为L丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)小球所带电荷的电性及电荷量大小；‎ ‎(2)若剪断丝线，小球在平行金属板间加速度大小。‎ ‎【答案】（1）正电，；（2）‎ ‎【解析】（1）小球受重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，受力分析图如图所示 因为小球受到向右的电场力，所以小球带正电，由物体的平衡条件可得 解得 ‎（2）剪断细线后小球所受重力竖直向下，电场力水平向右 根据牛顿第二定律得 解得 ‎22. 如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑平行金属导轨，间距为L=‎1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=‎0.02kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=‎0.03kg，悬在空中。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B ‎=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取‎10m/s2.‎ ‎(1)为了使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流I1？电流的方向如何？‎ ‎(2)若在棒中通入方向a到b的电流I2=‎2A，导体棒的加速度大小是多少？‎ ‎【答案】(1) ‎1.5A 方向由a到b ； (2) ‎2m/s2‎ ‎【解析】(1)当导轨光滑时，根据平衡条件可知 Mg=BI‎1L 代入数据解得 I1=‎‎1.5A 由左手定则可知方向由a到b 。 ‎ ‎(2)若在棒中通入方向a到b电流I2=‎2A时，对整体由牛顿第二定律得 BI‎2L-Mg=（M+m）a 代入数据解得 a= ‎2m/s2‎ ‎23. 如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝处的P3点。不计重力。求：‎ ‎⑴电场强度的大小。‎ ‎⑵粒子到达P2时速度的大小和方向。‎ ‎⑶磁感应强度的大小。‎ ‎【答案】（1）（2），45º （3）‎ ‎【解析】（1）粒子在x轴上方电场中做类平抛运动：‎ x方向：‎ ‎2h=v0t y方向：‎ h=‎ 解得：‎ E=； ‎ ‎（2）粒子做类平抛运动，x方向：2h=v0t 竖直方向分速度：vy=at=‎ 粒子到达P2时速度大小：v= ‎ 解得：‎ v=‎ tanθ=，‎ 则速度方向与+x方向夹角：θ=45°； ‎ ‎（3）粒子运动轨迹如图所示：‎ 由几何知识可得：r=h ‎,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m，解得：B=‎