【物理】江苏省扬州市邗江区2019-2020学年高二上学期期中考试试题（选修）（解析版）

【物理】江苏省扬州市邗江区2019-2020学年高二上学期期中考试试题（选修）（解析版）

‎2019—2020学年度第一学期期中考试 高二物理选修试卷 第I卷（选择题)‎ 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意）‎ ‎1. 首先发现电流产生磁场的科学家是( )‎ A. 富兰克林 B. 法拉第 C. 安培 D. 奥斯特 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：首先发现电流产生磁场的科学家是奥斯特,D对；‎ 考点：考查物理史实 点评：本题难度很小，考查了学生对物理常识的记忆基础 ‎2.在磁感应强度为B的匀强磁场内，放一面积为S的正方形线框。当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框所围成面积的磁通量为( )‎ A. B. C. D. 0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框所围成面积的磁通量为 A. 与上述计算结果相符，故A正确； ‎ B. 与上述计算结果不相符，故B错误； ‎ C. 与上述计算结果不相符，故C错误； ‎ D. 0与上述计算结果不相符，故D错误。‎ ‎3.下列关于电源电动势的说法中正确的是 A. 在某电源的电路中，每通过2C的电荷量，电源提供的电能是4J，那么这个电源的电动势是0.5V B. 电动势就是电源两极间的电压 C. 电源的电动势与外电路无关 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】A. 在某电源的电路中，每通过2C的电荷量，电源提供的电能是4J，那么这个电源的电动势是 故A错误；‎ B.闭合电路欧姆定律得知：电动势的数值等于内外电压之和，当电源没有接入电路时，电路中没有电流，电源的内电压为零，外电压即电源两极间的电压等于电动势；当电源接入电路时，电路有电流，电源有内电压，两极间的电压小于电动势，故B错误；‎ C. 电动势由电源本身特性决定，与外电路的组成无关，故C正确；‎ D. 电源电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领就越大，不能说电源所能提供的电能就越多；故D错误。‎ ‎4.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这 质子在进入地球周围的空间将（　　）‎ A. 向西偏转 B. 竖直向下沿直线射向地面 C. 向北偏转 D. 向东偏转 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转。故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎5.关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（ ）‎ A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 B. 放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用 C. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D. 安培力对通电导线一定不做功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A：当带电粒子在磁场中运动方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力作用。故A项错误。‎ B：当通电导线电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力作用。故B项错误。‎ C：由左手定则可知，洛伦兹力与粒子运动方向垂直，则洛伦兹力对运动电荷一定不做功。故C项正确。‎ D：安培力方向与通电导线运动方向间无必然关系，安培力可能对通电导线做功。故D项错误。‎ ‎【点睛】洛伦兹力与电荷的运动方向垂直，洛伦兹力对运动电荷一定不做功。‎ ‎6.随着信息技术的发展,我们可以用磁传感器把磁感应强度变成电信号,通过计算机对磁场进行研究．图中磁传感器探头对磁场很敏感,输出的电信号从右端经过电缆和接口装置进入计算机．现用磁传感器探测通电螺线管轴线上的磁感应强度,将探头从螺线管右端沿轴线向左端移动时,测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系,下面最符合实际情况的图是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，内部磁感线的分布均匀，是匀强磁场，管口磁感线较管内磁感线稀疏，磁感应强度较小.‎ A.图象A与分析结果不相符；故A项错误.B.图象B与分析结果相符；故B项正确. ‎ C.图象C与分析结果不相符；故C项错误. D.图象D与分析结果不相符；故D项错误.‎ ‎7.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻R=r，闭合开关S，待电路稳定后，电容器所带电荷量为 ‎ A. B. C. CE D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电路稳定后，电路中的电流；电容器两端电压：；电容器带电量：.‎ A. ，与结论不相符，选项A错误；B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. CE，与结论不相符，选项C错误；D. ，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8.如图所示，图线表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（　　）‎ A. R1：R2=3：1‎ B. 把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2‎ C. 将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1：P2=1：3‎ D. 将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 通过图象得出两电阻的关系.串联电路电流相等,并联电路,电压相等,电流比等于电阻之反比,并根据功率,部分电路欧姆定律及电阻定律,即可判定.‎ ‎【详解】A．根据图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1：R2=1：3, 所以A选项是不符合题意的；‎ B．根据电阻定律:‎ 当把拉长到原来的3倍,则电阻变为原来的9倍,因此是R2的3倍,所以B选项是不符合题意的;‎ C．串联电路电流相等,所以将与串联后接于电源上,电流比：‎ 根据公式可知：P1：P2=1：3‎ 所以C选项是符合题意的；‎ D．并联电路,电压相等,根据公式可知，电流比等于电阻之反比,所以将与并联后接于电源上,电流比：‎ 所以D选项是不符合题意的；‎ 二、多选题（本题共4小题，每题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意．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）‎ ‎9.图甲为某一电阻R的I－U特性曲线，图乙为某一电源的路端电压U与电流I的关系图线，用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知(　　)‎ A. 电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Ω B. 电阻R的阻值为1 Ω C. 电源的输出功率为1 W D. 电源的效率为66.7%‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 从乙图可以看出，电源电动势为3V，内阻为2Ω，故A错误；‎ B、从甲图可以得到电阻 故B错；‎ C、根据闭合电路欧姆定律知： 所以电源的输出功率 ，故C正确；‎ D、电源的效率 ，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：CD ‎10.如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增加而变小)。闭合开关，当照射到R3的光照强度增加时，以下判断正确的是 （ ）‎ A. 电流表示数一定变小 B. 电压表示数一定变小 C. R1的功率一定变小 D. R2的功率一定变大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 照射到R3的光照强度增加时电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电流增大；路端电压减小；故电压表示数变小，电流表示数增大，故A错误，B正确；‎ CD. 由于路端电压减小，故R1中功率变小，因总电流变大，R1中电流减小，故流过R2的电流增大，其功率变大，故CD正确。‎ ‎11.如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如果电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，则（ ）‎ A. 转到与纸面垂直后导线再向下移动 B. 导线在转动过程的同时就向下移动 C. 磁铁右端磁极是N极 D. 磁铁左端的磁极是N极 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据如图所示导线所处的特殊位置判断其运动情况，将导线AB从两极的中间O分成两段，电流方向自左向右，导线的右端垂直纸面向里转，根据左手定则可以判断磁铁左端的磁极是N极；‎ 根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况.如图所示，导线AB此时所受安培力方向竖直向下，导线将向下运动.‎ 由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动.‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意；‎ B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；‎ C.C项与上述分析结论不相符，故C不符合题意；‎ D.D项与上述分析结论相符，故D符合题意。‎ ‎12.如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（ ）‎ A. 粒子带负电 B. 能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度 C. 粒子打在S板上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 D. 打在同一点的粒子，在磁场中运动的时间相同 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电。故A错误；‎ B．粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：qE=qvB．则v=E/B，即能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度，选项B正确；‎ C．经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据 知，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大，故C错误；‎ D．打在同一点粒子，在磁场中运动的半径相同，又因为速度也相同，则时间相同，选项D正确。‎ 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题（本题共两题，共计24分）‎ ‎13.用一段长80 cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。‎ ‎(1)用多用电表粗测电阻丝的电阻，测量值约为6.0Ω。‎ ‎(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图甲所示，由此可知金属丝直径的测量结果为________mm。‎ ‎(3)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：‎ A．直流电源(电动势约为4.5 V，内阻很小)‎ B．电压表(量程3 V，内阻约3kΩ)‎ C．电压表(量程15 V，内阻约15kΩ)‎ D．电流表(量程0.6 A，内阻约0.125Ω)‎ E．电流表(量程3 A，内阻约0.025Ω)‎ F．滑动变阻器(阻值范围0～15Ω，最大允许电流1 A)‎ G．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω，最大允许电流2 A)‎ H．开关、导线若干 要求操作简便且能保证测量准确度，在供选择的器材中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________。(均填字母代号)‎ ‎(4)根据上面选择的器材，在图乙中完成实验电路的连接_____________。‎ ‎【答案】(2). 0.934(0.932～0.936) (3). D B F (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(2)[1]螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度的读数为 ‎0.01×43.4 mm＝0.434 mm 所以最终读数为：‎ ‎0.5mm＋0.434mm＝0.934mm 因为需要估读，故0.932～0.936 mm均可；‎ ‎(3)[2]选择电表时，由于电动势约为4.5V，要使指针偏转尽量大一些，在其满刻度的左右偏转比较准确，故电压表选择B，‎ ‎[3]电流约为 电流表选择D ‎[4]待测电阻6Ω左右，为了便于调节，因此选择阻值范围0～15 Ω的滑动变阻器F即可。‎ ‎(4)[5]待测电阻较小，因此滑动变阻器应采用限流接法，电流表应采用外接法，其实物图如图所示。‎ ‎14.某实验小组利用如图1所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻,备有下列器材: ‎ ‎①待测干电池②电压表，量程 1.5V③电流表，量程 3mA ④电流表，量程 0.6A⑤滑动变阻器⑥滑动变阻器⑦开关一个,导线若干  ‎ ‎（1）电流表选____，滑动变阻器选_____.(填标号). ‎ ‎（2）小组由实验数据作出的 U—I图象如图2所示，由图象可求得电源电动势为_____V,内电阻为_____.‎ ‎（3）测得的电动势_____真实值，测得的内电阻______真实值.(填“＞”、“＜”或“＝”)‎ ‎【答案】 (1). ④ ⑤ (2). 1.4 2.8 (3). < <‎ ‎【解析】（1）由表2数据可知，电流最大约为0.5A，故电流表应选择④；同时为了便于控制调节，滑动变阻器应选择总阻值较小的⑤；（2）由图2所示电源的U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标是1.4，则电源电动势E=1.4V，电源内阻；（3）由于电压表内阻不能忽略，则在实验中相当于电压表内阻并联到电源两端后再由电压表两端输出路端电压，因此所测量的电动势小于真实值，而由于电压表内阻的并联，故内阻的测量值小于真实值．‎ 四、解答题（解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。本题共四小题，共计36分。）‎ ‎15.如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值相等，都等于R，电池的内阻不计，开关S闭合前流过R2的电流为I，‎ ‎(1)求电源的电动势E；‎ ‎(2)求S闭合后流过R2的电流大小．‎ ‎【答案】(1) E＝2IR (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设电池两端的电动势为E，开关S闭合前电阻R1、R2两电阻串联，R2的电流为I，由欧姆定律得：‎ E＝I(R1＋R2)＝2IR ‎(2)S闭合后R2、R3并联再和R1串联，由欧姆定律得：‎ 联立解得: ‎ R2中的电流是干路中的一半:‎ 答：（1）电源的电动势E＝2IR；‎ ‎（2）S闭合后流过R2的电流。‎ ‎16.漳州市小科学家协会的一位同学设计了一台玩具车，其内部结构的简化电路图如图所示．电源电动势为E ，内阻r=1Ω，直流电动机M的线圈电阻R0=1Ω，与R=1Ω的保护电阻串联后接入电路中，电动机正常工作时，通过电动机的电流强度I=1A，电压表示数U=11V．求：‎ ‎（1）保护电阻R两端的电压；‎ ‎（2）电源的电动势E；‎ ‎（3）电动机输出的机械功率。‎ ‎【答案】（1）1V（2）12V（3）9W ‎【解析】（1）设R两端的电压为UR，电动机的两端的电压为UM，则有：UR=IR 得出：UR=1V ‎（2）电源的电动势E=U+Ir  ‎ 得出：E=12V ‎ ‎（3）电动机两端的电压：UM=U-UR UM=10V  ‎ 电动机的输出功率：P输出=UI-I2r ‎ 解出：P输出=9W ‎ ‎17.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=37º，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=0.04kg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，金属导轨的其它电阻不计，g取10m/s2。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，‎ 试求：‎ ‎（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。‎ ‎【答案】（1）1.5A （2）0.30N （3）0.06N ‎【解析】‎ ‎【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小。 （2）根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小，运用左手定则判断安培力的方向。 （3）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小。‎ ‎【详解】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： 代人数据解得：I=1.5A （2）导体棒受到的安培力：F安 ‎=BIL 代人数据解得：F=0.30N，方向沿斜面向上  （3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：F1=mgsin37°=0.24N 由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件有： mgsin37°+f=F安 解得：f=0.06N ‎【点睛】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力。‎ ‎18.一个重力不计的带电粒子，以大小为v的速度从坐标的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上b点射出磁场，射出速度方向与x轴正方向夹角为，如图求：‎ 带电粒子在磁场中运动的轨道半径；‎ 带电粒子的比荷及粒子从a点运动到b点的时间；‎ 其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子入射速度大小．‎ ‎【答案】（1）2L；（2），；（3）．‎ ‎【解析】试题分析：（1）由几何知识：Rsin30°+L=R R=2L ‎（2）由洛伦兹力提供向心力：qBv=得：‎ 周期：T=时间t=‎ ‎（3）要使粒子能从O点射出磁场，则R' =由qBv=得：V'=（2分）‎ 考点：本题考查带粒子在匀强磁场中的运动。‎