【物理】贵州省贵阳市2019-2020学年高二上学期期末考试预测试题（三）（解析版）

【物理】贵州省贵阳市2019-2020学年高二上学期期末考试预测试题（三）（解析版）

贵阳市2019-2020学年第一学期高二物理期末考试预测试卷 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，只有一项是符合题目要求的，请将符合题目要求的选项前的字母填在答题卡对应题号下的空格中。‎ ‎1.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 摩擦起电说明物体产生了电荷 B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C. 根据F=k可知，当r→0时，F→∞‎ D. 点电荷是一种理想模型，实际上并不存在 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦起电，是因为摩擦而使电荷转移，并不是物体产生电荷，故A错误；‎ B．当带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，该电荷可以看成点电荷。该电荷能否看成点电荷，不是看它的体积电量，而是看形状大小能否忽略，故B错误；‎ C．当r→0时，该电荷不能看成点电荷，公式F=k不能适用，故C错误；‎ D．为了方便我们研究问题，当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷，点电荷是一种理想模型，实际上并不存在，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.下图各电场中，A，B两点电场强度相同的是()‎ A B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同．故A错误．‎ B．A、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不相同，则电场强度不同．故B错误．‎ C．A、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，故C正确；‎ D．电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，故D错误．‎ ‎3.两个相同的带电金属小球（可看成点电荷），电量大小之比是1：7，在真空中相距为r．现将两球接触后仍放回原处，则它们间库仑力的可能是原来的（　　）‎ A. 7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得：得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7．当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7．故CD正确，AB错误．故选CD．‎ ‎4.如图所示的电场中，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则(　　)‎ A. 粒子一定带负电 B. 粒子一定是从a点运动到b点 C. 粒子在c点加速度一定大于在b点加速度 D. 粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．带电粒子在电场中运动时，受到的电场力方向指向轨迹弯曲的内侧，由图可知，此带电粒子受到的电场力方向沿着电场线向左，所以此粒子一定带正电，故A错误；‎ B．粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点，也可能从b点沿轨迹运动到a点，故B错误；‎ C．由电场线的分布可知，电场线在c点处较密，所以在c点的电场强度大，粒子在c处受到的电场力大，所以粒子在c点加速度一定大于在b点加速度，故C正确；‎ D．粒子从c到a过程，电场力做正功，动能增大，所以粒子在电场中c 点的速度一定小于在a点的速度，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，水平粗糙绝缘杆从物体A中心的孔穿过，A的质量为M，用绝缘细线将另一质量为m的小球B与A连接，整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场E，A不带电，B带正电且电荷量大小为q，A、B均处于静止状态，细线与竖直方向成θ角．则(　　)‎ A. 细线中张力大小为mgcosθ B. 细线中张力大小为 C. 杆对A的摩擦力大小为qE D. 杆对A支持力大小为Mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在计算细线中张力大小时，采用分离法，对B小球进行受力分析，受力示意图如图1，由于B小球处于静止状态，根据平衡条件可得 故AB错误；‎ CD．在求杆对A的摩擦力和支持力时，采用整体法，对整体进行受力分析，受力示意图如图2，由于AB小球整体处于静止状态，根据平衡条件可得：‎ ‎ ‎ 故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎6.如图所示，MN是点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带电粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论中正确的是(　　)‎ A. 带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小 B. 电场线的方向由N指向M C. 带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，电场力做正功，动能增加，电势能减小，故A错误；‎ B．粒子电性不知道，无法确定电场线方向，故B错误；‎ C．电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确；‎ D．当a点离点电荷较远时，a点的电场强度小于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度；相反，若a点离点电荷较近时，在a点的加速度大于在b点的加速度，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.如图所示，、两点相距，，与电场线方向的夹角，求、两点间的电势差为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图示可知，BA方向与电场线方向间的夹角为60°，BA两点沿电场方向的距离：‎ d=Lcos60°‎ BA两点间的电势差：‎ UBA=Ed=ELcos60°=100×0.1×cos60°V =5V AB间的电势差：‎ UAB=-UBA=-5V；‎ A. ，与结论不相符，选项A不符合题意；‎ B. ，与结论相符，选项B符合题意；‎ C. ，与结论不相符，选项C不符合题意；‎ D. ，与结论不相符，选项D不符合题意．‎ ‎8.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两板间距离的过程中（ ）‎ A. 电阻R中没有电流 B. 电容器的电容变大 C. 电阻R中有从a流向b的电流 D. 电阻R中有从b流向a的电流 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD．电容器与电源相连，电压不变，增大电容器两板间距离的过程中，由公式可知，电容减小，根据电容定义式可知，电量减小，电容器放电，原来电容器上极板带正电，电路中放电电流方向为顺时针方向，则电阻R中有从a流向b的电流，故AD错误，C正确；‎ B．由电容决定式可知，增大电容器两板间距离的过程中，电容减小，故B错误．‎ ‎9.如图所示，是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经过电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板的距离为d，电势差为U2，板长为L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)可采用的方法是(　　)‎ A. 增大两板间的电势差U2 B. 尽可能使板长L短些 C. 尽可能使板间距离d小一些 D. 使加速电压U1升高一些 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子加速时应满足 带电粒子偏转时，由类平抛规律，应满足：‎ ‎ ‎ 解得 联立以上各式可得 则 由公式可得，应使板长长一点，板间距d小一点，同时也可以使U1小一些，故C正确。‎ 故选C。‎ ‎10.如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为 ‎ ‎ A. 0 B. 0.5 C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为 ‎，选项C正确，选项ABD错误．‎ 考点：安培力 ‎【名师点睛】由安培力公式进行计算，注意式中的应为等效长度，本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义．‎ ‎11.一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从A处进入长为d、宽为h的磁场区域如图所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则(　　)‎ A. 电子在磁场中运动的时间为t= B. 电子在磁场中运动的时间为t=‎ C. 洛伦兹力对电子做功是BevA·h D. 电子在A、B两处的速度相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．粒子走过的路程为L，则运动时间 故A错误，B正确；‎ C．洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故C错误；‎ D．洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，但速度方向改变，故AB处速度不同，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎12.如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由周期公式T＝知，粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间t＝＋＝，所以B选项正确．‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。‎ ‎13.关于元电荷，下列说法中不正确的是()‎ A. 元电荷实质上是指电子和质子本身 B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C. 元电荷的值通常取作 D. 电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子。故A符合题意。‎ B．元电荷是指最小的电荷量，所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。故B不符合题意。‎ C．元电荷的值通常取作e=1.60×10-19C。故C不符合题意。‎ D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的。故D不符合题意。‎ ‎14.如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L.下列说法正确的是(　　)‎ A. ＋Q在小球处产生场强为E1＝‎ B. ＋Q在小球处产生的场强为＝‎ C. ＋q在O点产生的场强为E2＝‎ D. ＋q在O点产生的场强为E2＝‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】对金属小球受力分析，如图所示：‎ 根据平衡条件，有：F=mgtanθ；故+Q在小球处产生的场强为：；根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为：；故选BC．‎ ‎15.图示是某导体的I-U图线，图中α=45°，下列说法正确的是 A. 通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B. 此导体的电阻R=2Ω C. I-U图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R=cot45°=1.0Ω D. 在R两端加6.0V电压时，每秒通过电阻截面的电量是6.0C ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图像知通过电阻的电流与其两端的电压成正比，故A正确；‎ B.根据电阻的定义可知： ，故B正确 C.单位不同，倾角不同，电阻不能通过倾角正切值求得，故C错误；‎ D.在R两端加6.0V电压时，电流为3A,所以，故D错误．‎ 故选AB ‎16.如图所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感应强度关系为B1=2B2，当不计重力的带电粒子从B1垂直磁场运动到B2，则粒子的（ ）‎ B1 B2‎ A. 速率将加倍 B. 轨道半径将加倍 C. 周期将加倍 D. 做圆周运动的角速度将加倍 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】因洛伦兹力不做功，得粒子运动的速率不变，A错；由得到知轨道半径将加倍，B对；由知周期将加倍，C对；由知做圆周运动的角速度将减小为原来的一半，D错。‎ ‎17. 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是（ ）‎ A. 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C. 在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D. 在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，虽然电量、质量不同，但比荷相同，所以运动圆弧对应的半径与速率成正比．它们的周期总是相等，因此运动的时间由圆心角来决定．‎ 解：‎ A、入射速度不同的粒子，若它们入射速度方向相同，则它们的运动也一定相同，虽然轨迹不一样，但圆心角却相同．故A错误；‎ B、在磁场中半径，运动圆弧对应的半径与速率成正比，故B正确；‎ C、在磁场中运动时间：（θ为转过圆心角），虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不同，故C错误；‎ D、由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大．故D正确；‎ 故选BD 点评：带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．‎ 三、实验题：本题共2小题，第18题6分，第19题9分，共15分。请将答案填在横线上，不要求写出说明或证明。‎ ‎18.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V，0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．‎ ‎①粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_____倍率的电阻档（请填写“×1”、“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图，结果为_____．‎ ‎②实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图完成实物图丙中的连线_________．‎ ‎③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于____端．为使小电珠亮度增加，P应由中点向_____端滑动．‎ ‎【答案】① ×1 7.5 ② ③左端（或a端） 右端（或b端）‎ ‎【解析】①小电珠的电阻，故可选用×1档；读数为7.5Ω ‎②如右图所示；‎ ‎③开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于左端．为使小电珠亮度增加，P应由中点向右端滑动．‎ ‎19.某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个，导线若干，实验原理如甲所示：‎ ‎（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接____；‎ ‎（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是___Ω；‎ ‎（3）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出R－关系图线，如图丁所示．则图线斜率的物理意义是___；若电流表内阻RA＝0.1 Ω，由图线求得电源的电动势E＝__V，内阻r＝__Ω。‎ ‎【答案】 (1). (2). 2.3 (3). 电源电动势 1.4 0.4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）［1］根据图甲所示实验电路，连接实物电路如图所示：‎ ‎（2）［2］由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为2×1Ω+3×0.1Ω=2.3Ω；‎ ‎（3）［3］由闭合电路欧姆定律，有 E=I（r+R+RA）‎ 则 R=-（r+RA）‎ 则R﹣图象的斜率是E，即电源电动势；‎ ‎［4］［5］由图丁所示图象可知，电源电动势 E=V=1.4V 图象在横轴上的截距为0.5，即r+RA=0.5Ω，则电源内阻r=0.5Ω﹣0.1Ω=0.4Ω。‎ 四、解答题：本题共4小题，共41分。解答时写出必要的文字说明、方程和演算步骤。只写答案的不得分，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。‎ ‎20.如图一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止．重力加速度用g表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：‎ ‎(1)电场强度的大小E；‎ ‎(2)将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a；‎ ‎(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能Ek．‎ ‎【答案】(1) (2)0.3g (3)0.3mgL ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力分析如图所示：‎ FNsin37∘=qE①‎ FNcos37∘=mg②‎ 由①、②可得电场强度：‎ ‎（2）若电场强度减小为原来的，则变为 mgsin37∘−qcos37∘=ma③‎ 可得加速度：‎ a=0.3g.‎ ‎（3）电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，‎ 由动能定理则有：‎ mgLsin37∘−qE′Lcos37∘=Ek−0④‎ 可得动能：‎ Ek=0.3mgL ‎21.如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5 kg，电荷量q＝＋1×10－8 C，g＝10 m/s2．求：‎ ‎（1）微粒入射速度v0为多少？‎ ‎（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？‎ ‎【答案】（1） （2）与负极相连 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子刚进入平行板时，两极板不带电，粒子做的是平抛运动，则有：‎ 水平方向有：‎ 竖直方向有：‎ 解得：v0＝10m/s ‎（2）由于带电粒子的水平位移增加，在板间的运动时间变大，而竖直方向位移不变，所以在竖直方向的加速度减小，所以电场力方向向上，又因为是正电荷，所以上极板与电源的负极相连，‎ 当所加电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，则有：‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律得：‎ 解得：U1＝120V 当所加电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出，则有：‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律得：‎ 解得：U2＝200V 所以所加电压的范围为：120V≤U≤200V ‎22.带电粒子的质量m＝1.7×10－27 kg，电荷量q＝1.6×10－19 C，以速度v＝3.2×106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B＝0.17 T，磁场的宽度L＝10 cm，如图所示．不计粒子的重力，求: ‎ ‎(1)求带电粒子在磁场时的速度大小和偏转角θ；‎ ‎(2)求带电粒子在磁场中运动的时间；‎ ‎(3)粒子射出磁场时偏离入射方向的距离d．‎ ‎【答案】(1)3.2×106m/s 300(2)3.27×10-8s(3)2.68×10-2m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，‎ 解得 由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时速度仍为：3.2×106m/s．‎ 由图可知偏转角θ满足：，解得：θ=30°．‎ ‎（2）带电粒子在磁场中运动的周期：，‎ 带电粒子在磁场中运动的时间：‎ 解得；‎ ‎（3）离开磁场时偏离入射方向的距离：．‎ ‎23.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求 ‎（1）M、N两点间的电势差UMN ；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．‎ ‎【答案】1）UMN＝　 （2）r＝　　　（3）　　t＝‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设粒子过N点时的速度为v，有：‎ 解得：‎ 粒子从M点运动到N点的过程，有：‎ 解得：‎ ‎(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有：‎ 解得：‎ ‎(3)由几何关系得：‎ 设粒子在电场中运动的时间为t1，有：‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：‎ 设粒子在磁场中运动的时间为t2，有：‎