【物理】云南省德宏梁河县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

【物理】云南省德宏梁河县第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题

云南省梁河县第一中学2019-2020学年上学期期末考试 高二 物理 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。‎ 一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分) ‎ ‎1.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点．相同的带正电荷粒子，以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的.若将磁感应强度的大小变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎2.如图，在等量异种点电荷形成的电场中，O为两电荷连线的中点，B、D位于该连线上，A、C位于该连线的中垂线上，ABCD构成一正方形．关于A、B、C、D四点的场强大小E和电势φ的关系，正确的是(　　)‎ A．EA＝EB＝EC＝ED B．EB>EA＝EC>ED C．φA＝φB＝φC＝φD D．φB>φA＝φC>φD ‎3.关于电势差的说法中，正确的是(　　)‎ A． 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功 B． 1 C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1 J的功，这两点间的电势差就是1 V C． 在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关 D． 两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电量成反比 ‎4.A，B两物体均不带电，相互摩擦后A带负电荷，电荷数为Q，则B的带电情况是(　　)‎ A． 带正电荷，电荷数大于Q B． 带正电荷，电荷数等于Q C． 带负电荷，电荷数大于Q D． 带负电荷，电荷数等于Q ‎5.通过一根金属导线的电流为16 mA，则10 s内通过这根导线横截面的自由电子数为(　　)‎ A． 1.0×1017、 B． 1.0×1018 C． 1.0×1019 D． 1.0×1020‎ ‎6.如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且ab＝ac＝ad，则a点的磁感应强度的方向是(　　)‎ A． 垂直纸面指向纸里 B． 垂直纸面指向纸外 C． 沿纸面由a指向b D． 沿纸面由a指向d ‎7.以下说法正确的是(　　)‎ A． 只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B． 金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 C． 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 D． 在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 ‎8.如图，A、B、C、D四个点在一条直线上，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处固定有一电荷量为Q的点电荷，在d点处固定有另一个电荷量未知的点电荷，除此之外无其他电荷，已知b点处的场强为零，则c点处场强的大小为(或k为静电力常量)(　　)‎ A． 0 B．k C．k D．k ‎9.如图所示，直线OAC的某一直线电源的总功率随总电流变化的曲线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率随总电流的变化曲线，若A、B对应的横坐标为1.5，则下面判断正确的是（　　）‎ A． 线段AB表示的功率为2.25 W B． 电源的电动势为3 V，内阻为1.5 Ω C． 电流为2 A时，电源的输出功率最大 D． 电流为1 A时，路端电压为1 V ‎10.如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向里的匀强磁场B中．质量为m、带电量为＋q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．对滑块下滑的过程，下列判断正确的是(　　)‎ A． 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上 B． 滑块受到的摩擦力大小不变 C． 滑块一定不能到达斜面底端 D． 滑块到达地面时的动能与B的大小有关 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) ‎ ‎11.(多选)如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是(　　)‎ A． 若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子也沿直线运动 B． 若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转 C． 若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转 D． 若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子也沿直线运动 ‎12.(多选)关于电场、电场强度下列说法正确的是(　　)‎ A．E＝是电场强度的定义式，只适用于匀强电场 B． 点电荷的电场强度E＝，公式中Q是场源电荷的电荷量 C． 电场是一种物质，它会对放入其中的电荷产生力的作用 D． 公式E＝中，d为任意两点间的距离，本公式适用于任何电场 ‎13.(多选)某电器元件被磁化了，为了使其退磁，下列方法可行的有(　　)‎ A． 把该元件高温处理 B． 把该元件通入强电流 C． 把该元件放入逐渐减弱的交变磁场中 D． 把该元件放入强磁场中 ‎14.(多选)如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为＋q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径．整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度v0‎ ‎，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为(　　)‎ A． 0 B．m()2 C．mv D．m[v－()2]‎ 分卷II 三、实验题(共2小题,共15分) ‎ ‎15.超导是当今材料科学研究的重点，某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧（YBCO）超导线材，该线材在94K时，将呈现超导特征，但常温下，仍然为一般导体．实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率；‎ ‎① 如图1，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω，用螺旋测微器测其直径为　　mm，游标卡尺测其长度是　　mm．‎ ‎②实验室还备有实验器材如下：‎ A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）‎ B．电压表V2（量程l5V，内阻约为75kΩ）‎ C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）‎ D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）‎ E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）‎ F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）‎ G．输出电压为3V的直流稳压电源E H．电阻箱 I．开关S，导线若干 如图2，为了减小实验误差，需进一步测其电阻而采用伏安法，则上述器材中应选用的实验器材有（填代号）　　．请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线．用该电路电阻的测量值　　真实值（选填大于、等于或小于）．如果YBCO超导线材直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，电阻率大小为（用字母表示）　　．‎ ‎16.某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω 的电阻．‎ ‎①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是______导线断开；若读数为零，则一定是______导线断开．‎ ‎②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图13.由I1－I2图象得到电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.‎ 四、计算题 ‎ ‎17.如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场．现有一个质量m＝2.0×10－3kg、电荷量q＝2.0×10－6C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x＝6.0t－10t2，式中x的单位为m，t的单位为s.不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求：‎ ‎(1)匀强电场的场强大小和方向．‎ ‎(2)带电物体在0～0.5 s内电势能的变化量．‎ ‎18.如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动．试求：‎ ‎(1)B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；‎ ‎(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量．‎ ‎19.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：‎ ‎(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？‎ ‎(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？‎ ‎20.如图8，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0 区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ＞1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)‎ ‎(1)粒子运动的时间；‎ ‎(2)粒子与O点间的距离．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.C 2.D 3.B 4.B 5.B 6.D 7.B 8.B 9.A ‎10.D 11.BD 12.BC 13.AC 14.ACD ‎15.①2.095±0.001，36.2；‎ ‎② A、D、E、G、I，电路图如图甲所示 实物图如2图所示；小于，．‎ ‎【解析】①由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数是2mm，‎ 可动刻度示数是9.5×0.01mm=0.095mm，则螺旋测微器示数是2mm+0.095mm=2.095mm，故2.095±0.001mm；‎ 由图示游标卡尺可知，主尺示数是3.6cm=36mm，游标尺示数是2×0.1mm=0.2mm，则游标卡尺示数是36mm+0.2mm=36.2mm；‎ ‎②实验需要G电源，I开关与导线，电源电动势为3V，因此电压表应选：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；‎ 通过待测电阻的最大电流约为I===0.5A，则电流表应选：D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）；‎ 为保证电路安全方便实验操作，滑动变阻器应选：E．滑动变阻器R1（0～5Ω，0.6A）；‎ 故需要的实验器材是：A、D、E、G、I．‎ 为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，==6，==250，＞，‎ 电流表应采用外接法，实验电路图如图甲所示，根据实验电路图连接实物电路图，‎ 如图2所示；电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值偏大，‎ 由R=可知，待测电阻测量值比真实值小．‎ 由电阻定律可知，R=ρ=ρ=ρ，‎ 因R=，‎ 则电阻率ρ=．‎ ‎ ‎ ‎16.　(3)①aa′　bb′②1.41(1.36～1.44均可)　0.5(0.4～0.6均可)‎ ‎【解析】(3)①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在a、b′间后有示数，说明电路被接通，即a、b′间有断路故障，再测量a、a′间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到a、a′间，则一定是aa′导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，电路故障一定是bb′导线断开．‎ ‎②根据闭合电路的欧姆定律得E＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，I1≪I2，上式可简化为E＝I1(R1＋r1)＋I2(R0＋r)，读出两点坐标：(60 mA,0.12 mA)和(260 mA,0.05 mA)，代入方程解得：电动势E＝1.41 V，内阻r＝0.5 Ω.‎ ‎17.(1)2.0×104N/C，方向水平向左　(2)2×10－2J ‎【解析】(1)由x＝6.0t－10t2可知，加速度大小a＝20 m/s2‎ 根据牛顿第二定律Eq＝ma 解得场强E＝2.0×104N/C，方向水平向左 ‎(2)物体在0.5 s内发生的位移为 x＝6.0×0.5 m－10×0.52m＝0.5 m 电场力做负功，电势能增加 ΔEp＝qEx＝2×10－2J ‎18.(1)　(2)L　4qEL ‎【解析】(1)设B球刚进入电场时带电系统的速度为v1，由动能定理得2qEL＝×2mv 解得：v1＝‎ ‎(2)带电系统向右运动分为三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场后．‎ 设A球出电场后移动的最大位移为x，对于全过程，由动能定理得 ‎2qEL－qEL－3qEx＝0‎ 解得x＝，则B球移动的总位移为xB＝L B球从刚进入电场到带电系统向右运动到最大距离时的位移为L 其电势能的变化量为ΔEp＝－W＝3qE·L＝4qEL ‎19.(1)mg－　‎ ‎(2)水平向右 ‎【解析】从b向a看其受力如图所示．‎ ‎(1)水平方向：f＝FAsinθ①‎ 竖直方向：N＋FAcosθ＝mg②‎ 又FA＝BIL＝BL③‎ 联立①②③得：N＝mg－，f＝‎ ‎(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，须使所受安培力竖直向上，‎ 则有FA＝mg，FA＝BminIL，Bmin＝.‎ 根据左手定则判定磁场方向水平向右.‎ ‎20.　(1)(1＋)　(2)(1－)‎ ‎【解析】　(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动．设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x＜0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得 qB0v0＝m①‎ qλB0v0＝m②‎ 粒子速度方向转过180°时，所需时间t1为 t1＝③‎ 粒子再转过180°时，所需时间t2为 t2＝④‎ 联立①②③④式得，所求时间为 t＝t1＋t2＝(1＋)⑤‎ ‎(2)由几何关系及①②式得，所求距离为 d＝2(R1－R2)＝(1－)⑥‎