【物理】贵州省黔南长顺县二中2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】贵州省黔南长顺县二中2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

贵州省长顺县二中2019-2020学年上学期期末考试 高二物理 一、单选题（共10小题,每小题3.0分,共30分）‎ ‎1. 如图所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，线圈可以自由运动．当给两者通以图示电流时，线圈将（ ）‎ A. 靠近直导线,两者仍在同一竖直平面内 ‎ B. 远离直导线,两者仍在同一竖直平面内 C. 靠近直导线,同时旋转90° ‎ D. 远离直导线,同时旋转90°‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，线圈在直导线上边，所处的磁场方向垂直纸面向外．‎ 由左手定则判断线圈的受力情况，左右部分大小相等，方向相反，上下两边方向也相反，但由于直导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，线圈下边受力比上边受力大，合力向下，所以线圈向下运动靠近通电长直导线，而不会发生转动．‎ 故A正确 ‎2.用伏安法测电阻R，按图中甲图测得的结果为R1，按乙图测得为R2，若电阻的真实值为R，则(　　)‎ A. R1＞R＞R2 B R1＜R＜R2‎ C. R＞R1，R＞R2 D. R1＝R＝R2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】甲图接法：电压表的示数为R两端的电压和安培表两端的电压之和，即 U=UR+UA   ‎ 电流表的示数I是通过R的真实值，则 ‎  故 R1＞R；‎ 乙图接法：电流表的示数为通过电阻的电流和电压表的电流之和，即 ‎ I=IR+IV  ‎ 电压表的示数U是R两端电压的真实值，则 ‎  故 R＞R2‎ 则得 R1＞R＞R2；‎ A．R1＞R＞R2，与结论相符，选项A正确；‎ B．R1＜R＜R2，与结论不相符，选项B错误；‎ C．R＞R1，R＞R2，与结论不相符，选项C错误；‎ D．R1＝R＝R2，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3.如图所示，表面粗糙斜面固定于地面上，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. 滑块受到的洛仑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 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大，当加速度减到0，做匀速运动．‎ ‎【详解】AB、小滑块向下运动的过程中受到重力，支持力，垂直斜面向下的洛伦兹力，摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大．故AB错误；‎ C、滑块到地面时当B很大，则摩擦力有可能很大，所以滑块可能静止在斜面上．当B很小，则滑块有可能到达斜面底端，故C错误；‎ D、B的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，根据动能定理，摩擦力功不同，到达底端的动能不同．故D正确．‎ 故选D．‎ ‎4.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是（ ）‎ A. 当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动 B. 当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动 C. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 D. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】不管通有什么方向的电流，螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变．故C正确，ABD错误。‎ ‎5.ab是长为L的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，距b端均为，位置如图所示．ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2，则以下说法正确的是（　　）‎ A. 两处的电场方向相反， B. 两处的电场方向相反，‎ C. 两处的场强方向相同， D. 两处的电场方向相同，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】将均匀带电细杆等分为无数段，每段可看作点电荷．设细杆带正电，根据电场的叠加原理，这些点电荷在P1的合场强方向向右，在P2的合场强方向向右，所以两处的电场方向相同． ‎ 由于细杆均匀带电，取b点关于P1的对称点b′，则细杆bb′段电荷在P1点产生的电场互相抵消，整个杆在P1点产生的电场，仅仅相当于ab′部分在P1的产生电场．而对于P2，是整个杆产生电场，而且杆各段在P2点产生的场强方向相同，所以P2点的场强大，即有E1＜E2． ‎ 故选：D ‎6.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是 A. 阴影部分的面积表示电源输出功率 B. 阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C. 当满足时，电源的输出功率最大 D. 当满足时，电源效率小于50％‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率，故A正确，B错误；‎ CD．当满足α=β 时，内外阻相等，输出功率最大，但电源的效率为50%，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎7.电荷量为3e的正离子，自匀强磁场a点如图射出，当它运动到b点时，打中并吸收了原处于静止状态的一个电子，若忽略电子质量，则接下来离子的运动轨迹是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】离了吸收一个电子后，离子带电荷量由+3e变为+2e，因为电子质量不计，故吸收电子后离子运动的速度保持不变．由洛伦兹力提供向心力qvB=m可得离子运动半径R=，因为离子吸收电子后带电荷量减小且离子速度不变，故离子做圆周运动轨道半径R增大，离子带电荷电性没有发生变化，故离子圆周运动方向没有发生变化，故ABC错误，D正确．故选D．‎ ‎8.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为1V、6V和9V．则D、E、F三点的电势分别为（ ）‎ A. ＋7V、＋2V和＋1V B. －7V、－2V和＋1V C. ＋7V、＋2V和－1V D. ＋7V、－2V和－1V ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，有：φA=1V，φB=6V，φC=9V，设φD=xV，由于匀强电场中沿着任意平行的方向前进相同距离，电势的降落必定相等，由于从A到D方向平行于BC方向，且AD间距等于BC间距的两倍，‎ 故有φD-φA=2（φC-φB），代入数据解得φD=φA+2（φC-φB）=1+2×（9-6）=7V，AB间的电势差等于ED间的电势差，即有：φA-φB=φE-φD，得φE=φA-φB+φD=1-6+7=2V；EF间电势差等于CB间电势差，有：φE-φF=φC-φB，得 φF=φE-φC+φB=2-9+6=-1V，故φD=7V，φE=2V，φF=-1V，故C正确，ABD错误。‎ ‎9.真空中三个点电荷位于一条直线上，都只在电场力下处于静止，其中两个电荷停在M、N两点，所带电量如图所示，关于第三个电荷的电性和所停的位置，下列说法正确的是（　　）‎ A. 为正电荷，可能停在A处 B. 为正电荷，可能停在B处 C. 为负电荷，可能停在B处 D. 为负电荷，可能停在C处 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 三个点电荷都处于静止状态，对电荷受力分析，每个电荷都处于受力平衡状态，故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．‎ ‎【详解】三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷， 所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小， 所以第三个电荷必须为负电，在N的右侧．‎ ‎【点睛】我们可以去尝试假设第三个电荷带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断．‎ ‎10.下列电路中属于“与”逻辑电路的是（ ）‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】“与”逻辑电路为多个条件必须同时满足时才能出现某个结果．B中两开关必须同时闭合时灯才亮，为“与”逻辑电路，B对．‎ 二、多选题（共4小题,每小题4.0分,共16分）‎ ‎11.霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向的磁场，磁感应强度B＝B0＋kz（B0、k均为常数），将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图中箭头所示），当物体沿z轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同。则（　　）‎ A. 磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大 B. k越大，传感器灵敏度越大 C. 若图中霍尔元件是电子导电，则上表面电势高于下表面电势 D. 电流I取值越大，上、下表面的电势差U越小 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有 电流的微观表达式为 I=nqvS=nqvbc 所以 ‎．‎ B越大，上、下表面的电势差U越大。电流越大，上、下表面的电势差U越大。故A正确，D错误。‎ B．k越大，根据磁感应强度B=B0+kz，知B随z的变化越大，根据．知，U随z的变化越大，即传感器灵敏度（）越高。故B正确。‎ C．霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高。故C正确。‎ 故选ABC。‎ ‎12.据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务．酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（ ）‎ A. U越大，表示c越小 B. U越大，表示c越大 C. 检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小 D. U越大，表示检测到驾驶员喝酒越多 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．图中酒精传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精传感器的电阻减小，由题：酒精气体传感器电阻r´的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确；‎ C．检测到驾驶员喝了酒时，c增大，r´减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U的示数增大，故C错误；‎ D．由上分析可知，U越大，c越大，表示检测到驾驶员喝酒越多，故D正确．‎ 故选：BD ‎13.如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B水平向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的( )‎ A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子在磁场中运动的周期 C. 带电粒子的初速度 D. 带电粒子在磁场中运动所对应的圆心角 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由带电粒子在磁场中运动的偏向角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，因此由几何关系 由 得 所以 又未加磁场时有 所以可求得比荷，A正确；‎ B．根据周期公式，可得带电粒子在磁场中运动的周期 B正确；‎ C．由于半径未知，所以初速度无法求出，C错误；‎ D．根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动所对应的圆心角为60°，D正确 故选ABD。‎ ‎14.如图所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是( )‎ A. φO＝φP，EO>EP B. φO>φP，EO＝EP C. 负电荷在P点的电势能大 D. O、P两点所在直线为等势面 ‎【答案】AD ‎【解析】等量异种电荷的中垂线是一条等势面，，相同电荷在O、P处势能相等，从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故，综上分析，AD正确．‎ 三、实验题（共2小题,共15分）‎ ‎15.图（a）为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内是用毫安表改装成双量程电流表的改装电路．已知毫安表表头的内阻为10Ω，满偏电流为100mA；R1和R2为固定电阻，阻值分别为R1=0.5Ω，R2=2.0Ω；由此可知，若使用a和b两个接线柱，电表的量程为0.5A；若使用a和c两个接线柱，电表的量程为2.5A；‎ ‎（1）电压表有两种规格，V1（量程1.5V，内阻约为2kΩ）和V2（量程3V，内阻约为4kΩ）；滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为20Ω和500Ω.则电压表应选用_____（填“V1”或“V2”），R应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器.‎ ‎（2）实验步骤如下：‎ ‎①开关S2拨向b，将滑动变阻器R的滑动片移到______端（选填“左”或“右”），闭合开关S1；‎ ‎②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图（b）所示，其读数为_________mA．‎ ‎③以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（用直线拟合），如图(c)所示；④根据图线求得电源的电动势E=________V（结果保留三位有效数字），内阻r=________Ω（结果保留两位有效数字）．‎ ‎【答案】 (1). V1 20 (2). 右 290 (3). 1.48 2.50‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于电源电动势约为1.5V，所以电压表应选量程为1.5V的V1；由于电源内阻较小，滑动变阻器是用来调节电流的，电阻太大不利于调节，所以R应选用最大阻值为20Ω的滑动变阻器；‎ ‎（2）为了让电流由最小开始调节，开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置，故应滑到右端；‎ 由电流表得表盘可知此时得读数为58mA，则接到b端得电流读数为 ‎(3)由U=E−Ir可知，图象中与纵坐标的交点表示电源的电动势，故E=1.48V；图象的斜率表示内阻，由于指针指向b，故量程为0.5A．则r==2.5Ω；‎ ‎16.要测绘额定电压为2 V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：‎ A．电源E（电动势3.0 V，内阻可不计）‎ B．电压表V1(量程为0~3.0 V，内阻约2 kΩ)‎ C．电压表V2(0~15.0 V，内阻约6 kΩ D．电流表A1(0~0.6 A，内阻约1 Ω)‎ E．电流表A2(0~100 mA，内阻约2 Ω)‎ F．滑动变阻器R1（最大值10 Ω）‎ G．滑动变阻器R2（最大值2 kΩ）‎ ‎（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择_____.，电流表应选择_____.，滑动变阻器应选择:________（填各器材的序号）‎ ‎（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中_____.‎ ‎（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线________．‎ ‎（4）该小电珠额定功率是_______．‎ ‎【答案】 (1). B D F (2). 电路图见解析； (3). 图像见解析 (4). 1.00W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2][3]．由题意小灯泡额定电压为2 V，额定电流为0.5 A，故电压表应选B，电流表应选D，又描绘伏安特性曲线要求电流从零调，故变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器F．‎ ‎（2）[4]．由于小电珠电珠较小，满足，电流表应用外接法，又变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：‎ ‎（3）[5]．小电珠的伏安特性曲线如图所示：‎ ‎（4）[6]．由图可知，当电压为2 V，电流为0.5 A；则功率 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=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C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．‎ ‎(1) 求匀强电场的场强大小和方向；‎ ‎(2) 求带电物体在0～0.5 s内电势能的变化量．‎ ‎【答案】 （1）E=2.0×104 N/C；电场强度方向水平向左．（2）ΔEp =2×10-2J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由s=6．0t-10t2得加速度大小为：a=20m/s2‎ 根据牛顿第二定律：Eq=ma 解得场强大小为：E=2．0×104N/C 电场强度方向水平向左 ‎（2）由x=6．0t-10t2得初速度为：v0=6．0m/s 减速时间：t1=0．3s ‎0．3s内经过的路程x1=v0t1-a1t2=0．9 m 后0．2s物体做反向匀加速直线运动，经过的路程 x2=a2t2=0．4m 物体在0．5s内发生的位移为x=0．9-0．4=0．5‎ 电场力做负功，电势能增加：△Ep=qEx=2×10-2J 考点：牛顿定律的应用；电势能 ‎【名师点睛】本题是多过程问题，关键是理清物体在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律及运动学公式进行求解．‎ ‎18.如图甲所示为一间距为、且间距足够大的平行金属板，板间加有随时间变化的电压(如图乙所示)，设和已知．A板上O处有一静止的带电粒子，其带电荷量为，质量为(不计重力)，时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动，途中由于电场反向，粒子又向A板返回(粒子未与B板相碰)．‎ ‎（1）当时，求带电粒子在时刻的动能．‎ ‎（2）为使带电粒子在一个周期时间内能回到O点，要大于多少？‎ ‎【答案】（1） （2）3U0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在前半个周期内的加速度为：‎ 粒子在后半个周期内的加速度为：‎ 在时刻粒子的速度为：‎ 在由半个周期内的运动看成一种由往复的匀加速运动，则再经过的速度为：‎ 粒子的动能为：‎ 由以上方程解得：‎ ‎（2）粒子在前半个周期内位移为：‎ 在后半个周期内的位移为：‎ ‎，其中 为使粒子在内回到带你，则有：‎ 联立以上方程解得：‎ 因为：，‎ 解得：‎ ‎19.半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内，并且处于水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向外的匀强磁场B中．环上套有一个质量为m的带电小球，让小球从与环心等高的P点由静止释放，恰好能滑到圆环的最高点A．求：‎ ‎(1)小球的带电性质和带电量．‎ ‎(2)小球运动过程中对环的最大压力．‎ ‎【答案】(1)正电， (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)小球在沿圆环运动的过程中，只有重力和电场力做功，在小球从P点到达A点的过程中，重力做负功，电场力必做正功，故小球带正电 因小球恰好到达A点，故小球在A点的速度为零，有：‎ 解得：．‎ ‎(2)小球到达等效最低点时的压力才最大，设此时速度为v，受到环的压力为N，‎ 则： ‎ 解得：‎ 由牛顿第三定律得小球对环的压力为 ‎【点睛】考查由运动情况来确定受力情况，掌握平衡方程的条件，理解等效思维与类比方法．‎ ‎20.在如图所示的坐标系中，x轴水平，y轴垂直，x轴上方空间只存在重力场，第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场，在第Ⅳ象限由沿x轴负方向的匀强电场，场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等．一质量为m，带电荷量大小为q的质点a，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出，它经过x=﹣2h处的P2点进入第Ⅲ象限，恰好做匀速圆周运动，又经过y轴上的y=﹣2h的P3点进入第Ⅳ象限，试求：‎ ‎（1）质点a到达P2点时速度的大小和方向；‎ ‎（2）第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小；‎ ‎（3）说明质点a从P3进入第Ⅳ象限后的运动情况（不需要说明理由）‎ ‎【答案】（1）质点a到达P2点时速度的大小2，方向与x轴负方向成45°角；‎ ‎（2）第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度是 ，匀强磁场的磁感应强度的大小是；‎ ‎（3）质点a从P3进入第Ⅳ象限后做匀减速直线运动．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）质点从P1到P2，由平抛运动规律得：‎ h=gt2‎ 得：‎ 则 ‎2h=v0t 得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 故粒子到达P2点时速度的大小为：，方向与x轴负方向成45°角．‎ ‎（2）质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力Eq=mg，‎ 且有 ‎ qvB=m 根据几何知识得：‎ ‎（2R）2=（2h）2+（2h）2，‎ 解得：‎ B=‎ ‎（3）由上分析可知质点所受的电场力竖直向上，则质点带正电．质点a从P3进入第Ⅳ 象限后，受到水平向右的电场力和重力作用，它们的合力大小为 F=mg，方向与质点刚进入第Ⅳ象限速度方向相反，所以质点做匀减速直线运动．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【点评】本题考查带电粒子在场中三种运动模型：匀速圆周运动、平抛运动和匀减速直线运动，考查综合分析能力，以及空间想像的能力，应用数学知识解决物理问题的能力．‎