【物理】山西省2019-2020学年高二下学期1月期末调研测试试题（解析版）

【物理】山西省2019-2020学年高二下学期1月期末调研测试试题（解析版）

‎2020年1月山西省高二年级期末调研测试 物理 一、选择题 ‎1.如图所示，把一根直导线平行地放置在小磁针上方，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. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 爱因斯坦 ‎【答案】B ‎【解析】奥斯特发现电流的磁效应，把一根直导线平行地南北方向放置在小磁针上方，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。B正确。故选B。‎ ‎2.如图所示，在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点，a点的电势为，场强大小为，方向与ab连线垂直。b点的电势为，场强大小为，方向与ab连线的夹角为30°。则a、b两点的场强大小及电势高低的关系是（ ）‎ A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设孤立的点电荷为Q，将Ea、Eb延长相交，交点即为孤立的点电荷的位置，如图所示。‎ 设ab两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得到：‎ ra：rb=1：2‎ 根据电场强度的方向可知Q带负电，以点电荷为球心的球面为等势面，负电荷越往外电势越高，所以有；‎ 由点电荷电场强度公式：‎ 可知，距离远的地方场强小，即，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.如图所示，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0. 5I，磁感应强度大小变为2B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ）‎ A. 沿斜面加速上滑 B. 沿斜面加速下滑 C. 沿斜面匀速上滑 D. 仍静止斜面上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】初始时，金属细杆保持静止，受力平衡，有：‎ 若电流变为0. 5I，磁感应强度大小变为2B，电流和磁场的方向均不变，则安培力：‎ 即安培力不变，还是受力平衡，仍静止在斜面上，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.有一家用电褽斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电褽斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，选项图中是它的四种不同的连接方式，其中能获得低挡温度的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A选项为断路，没有电流，不工作，A错误；‎ BCD．B选项R1、R2串联，发热功率为：‎ ‎；‎ C选项只有R1工作，发热功率为：‎ ‎；‎ D选项R1、R2并联，发热功率为：‎ ‎；‎ 可以判断出，P2最小，所以能获得低挡温度的是B选项。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是(   )‎ A. I变大，U变小 B. I变大，U变大 C I变小，U变大 D. I变小，U变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当传感器R4所在处出现火情时，R4的阻值变小，R2、R3与R4的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U变小．‎ 因U变小，而电流增大，故R压增大；并联部分分压减小；故电流表示数减小；‎ 故选A．‎ ‎【点睛】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系，再按局部→整体→局部的顺序进行动态变化分析 ‎6.四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中点处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中点处实际磁感应强度的大小为（ ）‎ A. 0 B. 2B C. B D. B ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由右手螺旋定则可知，中心电场如图所示：‎ c导线在中心的磁场指向b，a导线在中心的磁场也指向b，b导线在中心的磁场指向a，d导线在中心的磁场也指向a，所以中心的磁感应强度为：‎ C正确。‎ 故选C。‎ ‎7.细胞膜的厚度等于700nm（），当膜的内外层之间的电压达0. 4V时，即可让一价钠离子渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场，已知一价钠离子的电荷量为C，则钠离子在渗透时（ ）‎ A. 膜内电场强度为V/m B. 膜内电场强度为V/m C. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于J D. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于J ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由匀强电场中电势差与电场强度的关系：‎ A错误，B正确；‎ CD．电场力做的功：‎ C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.1930年美国物理学家Lawrence提出回旋加速器的理论，1932年首次研制成功。如图所示为两个半径为R的中空半圆金属盒D1、D2置于真空中，金属盒D1、D2间接有电压U的交流电为粒子加速，金属盒D1圆心O处粒子源产生的粒子初速度为零。匀强磁场垂直两盒面，磁感应强度大小为B ‎，粒子运动过程不考虑相对论效应和重力的影响，忽略粒子在两金属盒之间运动的时间，下列说法正确的是（ ）‎ A. 交流电的周期和粒子在磁场中运动的周期相同 B. 加速电压U越大，粒子最终射出D形盒时动能就越大 C. 粒子最终射出D形盒时的动能与加速电压U无关 D. 粒子第一次加速后和第二次加速后速度之比是 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压，A正确；‎ BC．粒子射出时圆周运动半径为R，有：‎ 解得最大速度：‎ 所以最大动能为：‎ 与加速电压U无关，B错误，C正确；‎ D．第一次加速：‎ 解得：‎ 第二次加速：‎ 解得：‎ 所以粒子第一次加速后和第二次加速后速度之比是：‎ D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎9.如图所示为一种电容传声器。b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的金属膜片，a、b构成一个电容器。其工作原理是当声波作用于金属膜片时，金属膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板b间的距离，从而使电容发生变化，而电容的变化可以转化为电路中电信号的变化。闭合开关K，若声源S发出声波使a向右运动时（ ）‎ A. 电容器电容増大 B. a、b板之间的电场强度减小 C. 流过电流表的电流方向为自左向右 D. 流过电流表的电流方向为自右向左 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由电容的决定式：‎ 可知，a向右运动时，极板间的距离d减小，所以电容增大，A正确；‎ B．闭合开关K，电压保持不变，距离减小，由：‎ 可知，电场强度增大，B错误；‎ CD．由电容定义式：‎ 可知，电容增大，电压不变，所以电荷量增大，电容器充电，流过电流表的电流方向为自左向右，C正确，D错误。故选AC。‎ ‎10.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷分别置于A、B两点，虚线为等势线，取无穷远处为零电势点，若将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（ ）‎ A. A点电势大于B点电势 B. A、B两点的电场强度相等 C. 的电荷量小于的电荷量 D. 在A点的电势能等于在B点的电势能 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题，将两个带正电的试探电荷移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功，则知Q与两个试探电荷之间存在引力，说明Q带负电，电场线方向从无穷远处指向Q，则A点电势小于B点电势．故A错误．‎ B．由点电荷场强公式分析可知，A点的场强大于B点的场强．故B错误．‎ C．由图分析可知：A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差，将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，根据电场力做功公式W=qU，得知，q1的电荷量小于q2的电荷量．故C正确．‎ D．将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，两个试探电荷电势能的变化量相等，无穷远处电势能为零，则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．故D错误．‎ 二、非选择题 ‎11.若多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是“×1”“ ×10”“ ×100”。用“×10”挡测量待测电阻Rx的阻值时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，则应：‎ ‎(1)将选择开关置于__________（填“×1”“ ×10”或“×100”）挡；‎ ‎(2)进行欧姆调零，具体操作是将红、黑表笔__________，调节欧姆调零旋钮，使指针指在__________；‎ ‎(3)将待测电阻Rx接在红、黑表笔之间进行测量。‎ 若按照(1)(2)(3)步骤正确操作后，表盘的示数如图所示，则该待测电阻Rx的阻值为__________。‎ ‎【答案】 (1). ×100 (2). 短接 右端电阻零刻度处 (3). 2200‎ ‎【解析】 (1)表头指针偏转角度过小，说明选择挡位太小，因此应换用较大的挡位，即选用“×100”挡；‎ ‎(2)换成“×100”挡后应重新进行欧姆调零，欧姆调零步骤为红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右端电阻零刻度处；最后将红、黑表笔接触待测电阻Rx两端进行测量。‎ ‎(3)由题图可知该待测电阻Rx阻值为2200。‎ ‎12.利用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻。实验室电流表内阻约为0. 2~0. 6，电压表内阻约为1. 5~5k，被测干电池内阻约为1，要求尽量减小实验误差。‎ ‎(1)应该选择的实验电路是图中的__________（填“甲”或“乙”）。‎ ‎(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（0~10） D. 滑动变阻器（0~300）‎ 实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________。（填相应器材前的字母）‎ ‎(3)某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎145‎ ‎140‎ ‎1. 30‎ ‎1. 25‎ ‎1. 20‎ ‎1. 10‎ 电流I/A ‎0. 060‎ ‎0. 120‎ ‎0. 240‎ ‎0. 260‎ ‎0. 360‎ ‎0. 480‎ ‎(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=__________V，内阻r=__________。‎ ‎(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电流表的示数I及干电池的输出功率P都会发生变化。选项图中正确反映P-I关系的是__________。‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). B C (3). (4). 1. 50（1. 49～151均可） 0. 83（0. 81～0. 85均可） (5). C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]．干电池内阻较小，远小于电压表内阻，选用甲电路时电源内阻的测量值相对误差小。‎ ‎(2) [2] [3]．一节干电池的电动势为1. 5V左右，故电压表应选用量程较小的B，干电池的内阻很小，为调节方便，滑动变阻器应选用总阻值较小的C。‎ ‎(3) [4]．U-I图线如图所示。‎ ‎(4) [5] [6]．由U=E-Ir知U-I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r，由图线可得E=1. 50V，r≈0. 83。‎ ‎(5) [7]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大，而当内阻和外阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半。外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故符合条件的图像应为C。‎ ‎13.如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0. 10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，玻璃棒移开后将悬点OB移到OA点固定。A、B球接触后分开，平衡时距离为0. 12m。已测得A、B球的质量均为kg，A、B球可视为点电荷，重力加速度g取10m/s2，静电力常量N·m2/C2。则A、B球接触分开后，求：‎ ‎（1）A、B球所带电荷量是否相等；‎ ‎（2）B球所受静电力的大小；‎ ‎（3）B球所带的电荷量。‎ ‎【答案】(1)相等 (2)N (3)C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触后玻璃棒移开，则A球带正电，B球不带电；用不带电的B球与带正电的A球接触后分开，由接触起电可知，A、B球所带电荷量相等。‎ ‎(2)A、B球接触分开后，B球受力平衡，如图所示，‎ 静电力：‎ 由几何关系知：‎ 代入数据得：‎ N；‎ ‎(3)由：‎ 又：‎ 得B球所带电荷量：‎ C。‎ ‎14.如图所示为儿童电动风扇，由一小型直流电动机驱动，把它接入U1=0. 3V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1=0. 6A；若把它接入U2=4. 5V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2=1. 0A，除电动机内阻外其他电阻忽略不计。‎ ‎(1)求电动机正常工作时的输出功率；‎ ‎(2)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机的发热功率。‎ ‎【答案】(1)4. 0W (2)40. 5W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当V，A时，电动机不转，说明它消耗的电能完全转化为热能，此时电动机可看成纯电阻，故电动机的内阻为：‎ 当V，A时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，‎ 则电动机的输入功率：‎ 电动机的热功率：‎ 电动机输出功率为：‎ W ‎(2)当电动机正常工作转子被卡住时，电动机又为纯电阻，其发热功率为：‎ ‎。‎ ‎15.如图所示，两平行金属板水平放置，两板间距离为d=12cm，板长l=20cm，两板之间的电压为U=120V，上板带正电，下板放在水平地面上。一带电粒子质量为kg、电荷量为C，该带电粒子以水平速度，沿着上板的边缘垂直于电场方向进入两板电场中（假设两板之间为匀强电场，两板外无电场，不计带电粒子的重力）。求：‎ ‎(1)该带电粒子在电场中运动的加速度大小；‎ ‎(2)带电粒子从两板间射出时在竖直方向上的偏移量；‎ ‎(3)带电粒子落地位置。‎ ‎【答案】(1)(2)4cm(3)离金属板下板右侧水平距离为20cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)匀强电场的场强：‎ 由牛顿第二定律有：‎ qE=ma 解得：‎ ‎；‎ ‎(2)设带电粒子在偏转电场中运动的时间为t 带电粒子在水平方向做匀速运动，有：‎ 带电粒子射出偏转电场时在竖直方向上的偏移量：‎ 解得：‎ y=4cm ‎(3)如图所示，由带电粒子在匀强电场中运动的特点知，将速度反向延长交于上板的中点，‎ 由相似三角形得：‎ 解得：‎ cm 带电粒子落地点离金属板下板右侧的水平距离为20cm。‎ ‎16.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为kg、电何量为C的带电粒子，从静止开始经U=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm（粒子重力不计，sin37°=0. 6，cos37°=0.‎ ‎ 8）。‎ ‎(1)求粒子到达P点时速度v的大小；‎ ‎(2)若粒子恰好不能进入x轴上方，求磁感应强度B的大小；‎ ‎(3)若磁感应强度B′=2. 0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离。‎ ‎【答案】(1)20m/s (2) (3)0. 90m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对粒子的加速过程，由动能定理：‎ 代入数据得：‎ v=20m/s；‎ ‎(2)粒子恰好不从x轴上方射出的运动轨迹如图甲所示，‎ 由几何关系得：‎ 由牛顿第二定律得：‎ 得：‎ 解得：‎ ‎；‎ ‎(3)粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：‎ 代入数据得：‎ m 而：‎ 故圆心一定在x轴上，粒子运动轨迹如图乙所示 由几何关系可知：‎ 解得：‎ OQ=0. 90m。‎