北京市昌平区2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

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昌平区2019—2020学年第一学期高二年级期末质量抽测物理试卷 一、单项选择题 ‎1.如图所示的家用电器（分别是液晶电视、电风扇、台灯、电饭煲），正常工作时的电流最接近‎4A的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．家用电器的额定电压均为，电视的功率约为，根据 可知通过电视的电流约为，A错误；‎ B．电风扇的功率约为，通过的电流约为，B错误；‎ C．台灯的功率约为，通过对的电流约为，C错误；‎ D．电饭煲的功率约为，通过的电流约为，和题目中接近，符合题意，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据左手定则判断粒子所受洛伦兹力竖直向上，A错误；‎ B．根据左手定则判断粒子所受洛伦兹力竖直向下，B错误；‎ C．根据左手定则判断粒子所受洛伦兹力垂直于纸面向外，C正确；‎ D．根据左手定则判断粒子所受洛伦兹力垂直于纸面向内，D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.用如图所示的器材做“探究感应电流产生的条件”实验，下列操作不能使电流计指针发生偏转的是（　　）‎ A. 条形磁铁在螺线管中静止不动 B. 条形磁铁插入螺线管的过程中 C. 条形磁铁拔出螺线管的过程中 D. 条形磁铁从图示位置向右运动的过程中 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．产生感应电流的条件有两个，一是闭合回路，二是穿过闭合回路的磁通量发生变化，若磁铁静止不动，则穿过闭合回路的磁通量不变，则不会产生感应电流，电流表指针不偏转，A正确；‎ BCD．磁铁插拔或者向右移动的过程中，穿过闭合回路的磁通量发生改变，能够产生感应电流，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎4.电荷量为q的电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W ‎，由此可算出两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的电荷在电场中由A点移到B点，则(　 　)‎ A. 电场力做功仍为W B. 电场力做功为 C. 两点间的电势差仍为U D. 两点间的电势差为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，电场力做功为q×2U=2W，故A错误，B错误；‎ 在同一个电场中，两点之间的电势差就不变，与放入的电荷的电荷量的大小无关，所以AB之间的电势差的大小还是U，C正确，D错误．‎ 故选：C．‎ 点睛：两点间的电势差是由电场决定的，电场不变，两点之间的电势差就不变，根据W=qU可以直接计算电场力做功的大小．‎ ‎5. 关于电容器和电容，下列说法正确的是 A. 电容器所带电荷量越多，电容越大 B. 电容器两板间电压越低，其电容越大 C. 电容器不带电时，其电容为零 D. 电容器的电容只由它本身的特性决定 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电容器的电容根据定义可知，这是比值法定义的物理量，电容由电容器自身决定，与电容器电荷量及板间电压无关，所以D正确．‎ 考点：本题考查电容器的电容，意在考查学生的理解能力．‎ ‎6.关于电源的电动势，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电源电动势在数值上等于将电源接入电路后电源两极间的电压 B. 电源把其它形式的能转化为电能越多，电动势就越大 C. 在闭合电路中，电动势与电路中的电流成正比 D. 在闭合电路中，电动势在数值上等于路端电压与电源内阻电压之和 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在闭合电路中，电动势在数值上等于路端电压（即电源接入电路后电源两极间的电压）与电源内阻电压之和，A错误，D正确；‎ B．电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即 所以电源把其它形式的能转化为电能越多，电动势不一定越大，B错误；‎ C．电动势是电源本身具有的属性，和电路无关，C错误。‎ 故选D。‎ ‎7.如图所示的平行板器件中，电场强度E与磁感应强度B相互垂直；E方向竖直向下、 B方向垂直纸面向里。一束带电粒子从极板左侧中央的小孔射入，不计重力，能从右侧小孔水平射出的粒子需满足的条件是（　　）‎ A. 具有相同的电荷量 B. 具有相同速度，且 C. 具有相同的电性 D. 具有相同荷质比 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子沿直线穿过平行板电容器，电场力和洛伦兹力在竖直方向上等大反向，即满足 解得 ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎8.如图所示为将一灵敏电流计改装成电流表或电压表的实验电路图，R1、R2‎ 为定值电阻。下列说法正确的是（　　）‎ A. 此图是改装成电流表示意图；接A、B两端时量程较大 B. 此图是改装成电流表示意图；接A、C两端时量程较大 C. 此图是改装成电压表示意图；接A、B两端时量程较大 D. 此图是改装成电压表示意图；接A、C两端时量程较大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据并联分流的规律可知，此图是改装成电流表的示意图；电阻越小分流越大，所以接A、B两端时，灵敏电流计和串联，然后再和并联改装成量程较大的电流表，而接A、C两端时，灵敏电流计和、串联的总电阻并联改装成量程较小的电流表，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎9.某同学在研究通电导线在磁场中受力时，先将同一个电流元（IL），垂直磁场放在A、B、C三个位置；然后在B点，垂直磁场放入不同的电流元（分别为IL、2I·L、I·‎2L），观察所受安培力大小，如图所示。由此实验和数据，能得到的结论是（　　）‎ A. 同一电流元在磁场的不同点，所受安培力大小不同，安培力与电流元的比值相同 B. 不同电流元在磁场的同一点，所受安培力大小不同，安培力与电流元的比值不同 C. 磁感应强度大小与安培力大小成正比，与电流元（IL）成反比 D. 安培力与电流元的比值是反映磁场自身性质的物理量，与电流元无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对比、、三点可知，同一电流元在磁场不同点，所受安培力大小不同，所以安培力与电流元的比值不同，A错误；‎ BCD．对比在点放置不同的电流元的受力情况可知，不同电流元在磁场的同一点，所受安培力大小不同，安培力与电流元的比值相同，说明安培力与电流元的比值（即磁感应强度）是反映磁场自身性质的物理量，与电流元无关，BC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎10.为了解释地球的磁性，安培假设地球的磁场是由以地心为圆心的环形电流I引起的。图所示的四幅图中，能正确表示安培假说中的环形电流方向的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据地磁场的分布可知，地磁场的极在地理南极附近，根据安培定则可知拇指指向地理南极附近，四指弯曲方向为环形电流方向，即B选项所示方向，ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎11.电吹风中的电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，生成的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I。下列说法正确的是（　　）‎ A. 电吹风两端的电压U=I（R1+R2）‎ B. 电吹风消耗的电功率为I2（R1+R2）‎ C. 电吹风消耗的电功率为UI+I2（R1+R2）‎ D. 电吹风输出的机械功率为UI－I2（R1+R2）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电吹风为非纯电阻电路，所以 A错误；‎ BC．电吹风为非纯电阻电路，所以消耗的功率为 BC错误；‎ D．电吹风输出的机械功率为电吹风总功率减去消耗的热功率，即 D正确。‎ 故选D。‎ ‎12.如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比Sa∶Sb＝1∶2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，电子的电荷量e=1.6×10－‎19C。下列说法正确的是（　　）‎ A. 流经导线a的电流为‎0.16A B. 流经导线b的电流为‎0.32A C. a、b的电阻之比Ra∶Rb＝1∶2‎ D. 自由电子在导线a和b中的定向移动速率之比va∶vb＝1∶2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据电流的定义式求解通过、导体的电流 A正确，B错误；‎ C．根据电阻定律 可知 C错误；‎ D．根据电流的微观表达式 可知 D错误 故选A。‎ ‎13.在如图所示的电路中，C为电容器，L为小灯泡，G为零刻度在中央的灵敏电流计。先将开关S接到a端，给电容器充电；然后将开关S接到b端，电容器放电。下列说法正确的是（　　）‎ A. 充电过程中，自由电子穿过了电容器间的电介质 B. 充电过程中，灵敏电流计的示数逐渐变大 C. 放电过程中，灯泡的亮度不变 D. 放电过程中，灵敏电流计的偏转方向与充电时相反 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．充电过程中，自由电子不会穿过介质，而是在电场力的作用下沿导线定向移动，使极板带电，A错误；‎ B ‎．充电过程中，灵敏电流计的示数逐渐减小，直到极板间电压与电动势相等，电路中不再有自由电子定向移动，灵敏电流计的示数为0，B错误；‎ C．放电过程中，灯泡的亮度逐渐变暗，直到放电结束，电路中无电流，灯泡熄灭，C错误；‎ D．充电过程中，自由电子通过灵敏电流计自下而上，放电过程中自由电子通过灵敏电流计自上而下，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，所以放电过程中，灵敏电流计的偏转方向与充电时相反，D正确。‎ 故选D。‎ ‎14.电磁炮是目前许多国家热衷发展的一种新式武器，其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时，强电流从一导轨流入，经滑块（炮弹）从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，磁感应强度大小与电流成正比。通有电流的滑块在安培力的作用下（不计阻力）加速一段距离后，炮弹会以很大的动能射出。关于电磁炮，下列说法正确的是（　　）‎ A. 当水平放置的平行导轨通有如图所示的电流时，导轨间的磁场方向竖直向下 B. 当回路中电流一定时，炮弹将做匀加速直线运动 C. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍 D. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据安培定则可知，导轨上的电流在导轨平面产生的磁场方向向上，A错误；‎ B．炮弹在安培力的作用下运动，回路中电流一定，磁感应强度一定，根据牛顿第二定律 可知加速度恒定，所以炮弹做匀加速直线运动，B正确；‎ C．若只将电流增大2倍，磁感应强度也增大2倍，根据动能定理 可知动能变为原来的4倍，C错误；‎ D．若只将导轨长度增大2倍，根据动能定理可知炮弹射出的动能会变为原来的2倍，D错误。‎ 故选B。‎ 二、实验题 ‎15.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"×l00"的位置．‎ ‎③将插入"十"、"－"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测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量．‎ A．将K旋转到电阻挡"×1k"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恨引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 ‎【答案】 (1). S (2). T (3). 0刻线 (4). ADC ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1]电表使用前要调节机械调零旋钮，使指针指在0刻线位置，故调节S旋钮；‎ ‎③[2][3]欧姆表测量前要进行欧姆调零，调节T旋钮，使指针对准0刻度线；‎ ‎④[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，再进行电阻的测量；故顺序为ADC；‎ ‎16.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差：‎ ‎(1)如图所示，应该选择的实验电路图是_____（选填“a”或“b”）。‎ ‎(2)现有电流表（0~‎0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：‎ A.电压表（0~15V） B.电压表（0~3V）‎ C.滑动变阻器（0~30Ω） D.滑动变阻器（0~500Ω）‎ 实验时，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_____。‎ ‎(3)某同学记录的六组数据见下表，其中五组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上，请标出第2组数据的对应点，并画出U－I图像。‎ ‎（ ）‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I/A ‎0.06‎ ‎0.12‎ ‎0.24‎ ‎0.26‎ ‎0.36‎ ‎0.48‎ ‎(4)由图像可得：该电池的电动势E=__V，内阻r=_____Ω（小数点后保留2位数字）。‎ ‎【答案】 (1). a (2). B (3). C (4). (5). 1.50 (6). 0.84‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验的测量原理方程为闭合电路欧姆定律 电压表的内阻远大于电源内阻，分流不明显，电流表内阻和电源内阻较为接近，分压明显，所以采用电路能够较准确的测量。‎ ‎(2)[2]一节干电池的电动势约为，所以选择量程为的电压表即可，即B。‎ ‎[3]滑动变阻器以限流的方式接入电路，为了方便调节，所以选择C即可。或者根据(3)中的表格可知，接入电路中的最大电阻约为 所以选择阻值较小的滑动变阻器即可。‎ ‎(3)[4]用直线将有效的数据点连成直线，如图：‎ ‎。‎ ‎(4)[5]根据闭合电路欧姆定律变形 可知图像的纵截距即为电动势的测量值 ‎[6]图像斜率的大小即为电源内阻的测量值 三、论述计算题 ‎17.由欧姆定律知，导体的电阻可表示为。由电阻定律知，导体的电阻也可表示为：‎ ‎(1)有人说：导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过的电流成反比。你认为这种说法是否正确？为什么？‎ ‎(2)我们知道：两个电阻串联时，总电阻变大；并联时，总电阻变小请结合电阻定律简要分析原因。‎ ‎【答案】(1)不正确，因为电阻是导体本身的特性，与电压和电流无关；(2)由电阻定律可知，当两电阻串联时，长度L变大，所以总电阻变大；并联时，横截面积S变大，所以电阻变小 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)不正确，因为电阻是导体本身的特性，与电压和电流无关。‎ ‎(2)由电阻定律 可知，当两电阻串联时，长度L变大，所以总电阻变大；并联时，横截面积S变大，所以电阻变小。‎ ‎18.手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E1=1.5V，内阻r1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻r2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求：‎ ‎(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；‎ ‎(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2上的电压；‎ ‎(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。‎ ‎【答案】(1)2.64V；(2)1.29V；(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)两节新电池串联时，电流 灯泡两端的电压 ‎(2)一新、一旧电池串联时，电流 灯泡两端的电压 旧电池的内阻r2上的电压 ‎(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小。‎ ‎19.如图所示，一个质量为m、电荷量为－q（q＞0）的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a，不计带电粒子的重力。求：‎ ‎(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)带电粒子穿过第一象限所用的时间。‎ ‎【答案】(1)；(2)（或）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)做粒子通过P、Q两点速度方向垂线，两垂线的交点即为圆心。画出粒子在第一象限运动的轨迹。运动轨迹如图 可知运动半径 洛仑兹力提供向心力 解得 ‎(2)由运动轨迹图可知，圆弧轨迹对应的圆心角为 粒子通过第一象限所需时间 周期 解得 ‎（或）‎ ‎20.能量转化和守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外：‎ ‎(1)如图所示，两根光滑的长直金属导轨MN、PQ平行置于同一水平面上，导轨间距为L，电阻不计，NQ处接有阻值为R的电阻。长度也为L，阻值为r 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下以速度v匀速向右运动且与导轨保持良好接触：‎ ‎①求ab所受安培力的大小FA；‎ ‎②证明：外力的功率P外与感应电流的功率P电相等；并简要说明：在上述电路中，能量是如何转化的？‎ ‎(2)如图所示，在水平面上固定两光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。长度均为L、电阻均为r、质量分别为m1、m2的两根金属杆ab、cd垂直导轨置于导轨上。开始时ab杆以初速度v0向静止的cd杆运动，最终两杆达到共同速度。求cd杆由静止至达到共同速度的过程中回路中产生的电能，小王同学的解法如下：‎ 对于ab、cd两杆组成的系统，由动量守恒定律得 由能量转化和守恒定律可知，回路中产生的电能等于系统减少的机械能，故 你认为小王的解法是否正确？如不正确，请给出正确的解法。‎ ‎【答案】(1)①‎ ‎，②证明过程见解析，电路中的电能是由外力做功消耗机械能转化而来的，即克服安培力做功将机械能转化为电能；电能又通过电流做功，转化为其它形式的能（焦耳热）；(2)不正确，原因和正确解法见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)①ab棒做切割磁感线运动产生的感应电动势为 回路中感应电流 安培力大小 解得 ‎②导体棒匀速运动，外力F与安培力FA平衡，有 所以 电路中的电能是由外力做功消耗机械能转化而来的，即克服安培力做功将机械能转化为电能；电能又通过电流做功，转化为其它形式的能（焦耳热）。‎ ‎(2)小王的解法不正确。错误原因是此时cd杆不是纯电阻用电器。此模型ab杆相当于发电机、cd杆相当于电动机，发电机通过克服安培力做功将机械能转化为电能，故回路产生的电能等于ab杆减少的机械能，即：‎ 或