【物理】贵州省铜仁第一中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】贵州省铜仁第一中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

铜仁一中2019—2020学年度第二学期高二开学考试 物理测试 第I卷 选择题 一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~9题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 ‎1.如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转。首先观 察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是 A. 物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内 B. 天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内 C. 大物理学家牛顿，但小磁针静止不动 D. 物理学家奥斯特， 小磁针的N极垂直转向纸内 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，根据安培定则可知该导线下方磁场方向垂直纸面向里，因此小磁针的N极垂直转向纸内。 A．物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内，与结论不相符，选项A错误；‎ B．天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内，与结论不相符，选项B错误；‎ C．大物理学家牛顿，但小磁针静止不动，与结论不相符，选项C错误；‎ D．物理学家奥斯特， 小磁针的N极垂直转向纸内，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D。‎ ‎2.如图甲所示，MN是某一电场中的一条电场线，a、b是该电场线上的两个点，如果在a、b两点分别引入试探电荷，测得试探电荷所受的电场力F跟它的电荷量q之间的关系如图乙所示，选从N到M的方向为电场力的正方向，那么，关于a、b两点的场强和电势的大小关系，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 电场强度Ea＞Eb；电势φa＞φb B. 电场强度Ea＞Eb，电势φa＜φb C. 电场强度Ea＜Eb，电势φa＞φb D. 电场强度Ea＜Eb，电势φa＜φb ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：根据可知图像的斜率表示电场强度大小，沿电场线方向电势降低．‎ 图象F－q斜率表示电场强度的大小，a图线的斜率大于b图线的斜率，则电场强度，选从N到M的方向为电场力的正方向，由甲图可知，电场的方向由N指向M，沿着电场线方向电势降低，则电势，B正确．‎ ‎3.如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F（ ）‎ A. 方向垂直ab杆沿斜面向上 B. 方向垂直ab杆水平向右 C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、导体棒中电流方向为：b→a，由左手定则判断可知：导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右，故A错误，B正确； CD、导体棒ab受到安培力的大小为 F=BIL，故CD错误； 故选B。‎ ‎4.如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体棒ef与导体环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)‎ A. 圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B. 整个环中有顺时针方向的电流 C. 整个环中有逆时针方向的电流 D. 环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：A、导体ef切割磁感线产生感应电动势，圆环两侧组成外电路，所以环上有感应电流，故A错误．‎ B、C、D根据右手定则判断可知，ef中产生的感应电流方向从e→f，则环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流，故BC错误，D正确．‎ 故选D ‎5.如图所示，竖直平面内，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v与磁场方向垂直，与电场方向成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，则关于电场强度E和磁感应强度B的大小，正确的是(重力加速度为g)(　　)‎ A. E＝，B＝ B. E＝，B＝‎ C. E＝，B＝ D. E＝，B＝‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】假设粒子带负电，则其所受的电场力水平向左，根据左手定则，洛伦兹力方向斜向右下方与速度v垂直，根据平衡条件，这种情况粒子无法做匀速直线运动。所以粒子带正电，受力情况如图 由图可知，根据平衡条件 联立解得 ‎，‎ 故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎6. 直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）‎ A. 总功率一定减小 B. 效率一定增大 C. 内部损耗功率一定减小 D. 输出功率一定先增大后减小 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对 ‎7.如图所示，A板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是 A. 当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升 B 当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变 C. 若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变 D. 若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当滑动触头向右移动时，电场的加速电压增大，加速后动能增大，进入磁场的初速度增大，向下偏转程度变小，位置上升，故A正确；粒子的周期与带电粒子的速度无关，速度变大，则半径变大，轨迹变得平缓，则圆心角变小，穿过磁场区所用的时间变小，故B错误；由于洛伦兹力不做功，所以磁感应强度的大小不影响带电粒子运动的速度大小，故C正确、D错误．‎ 故选AC。‎ ‎8.粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速器的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是 ‎ ‎ A. 质子被加速后的最大速度不能超过2πRf B. 加速质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大 C. 质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为 D. 不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】质子在回旋加速器中被加速，需要满足质子做圆周运动的周期与交变电压的周期相等，质子的最大动能由D型盒的半径R决定，故B错误；由半径公式可知质子的最大速度，且满足周期，可得最大速度，故A正确；质子在电场中加速，根据动能定理，第一次通过狭缝有，第二次通过狭缝有，由两式可知，故C正确；质子的电荷数和质量数都是1，粒子（氦核）的电荷数为2，质量数为4，两种粒子的比荷并不相等，由周期公式可知两种粒子的周期也不相等，不改变磁感应强度B和交流电的频率f，则不满足粒子做圆周运动的周期与交流电的周期相等，该加速器就不能加速a粒子，故D错误．‎ 第Ⅱ卷（共62分）‎ 二、非选择题：包括必考题I和必考题II两部分。第9题～第10题为必考题I，每个试题考生都必须作答。第11题～第12题为选考题II，每个考生必须作答，（解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，有数值计算的题答案中必须写出明确的数值和单位，只写出最后答案的不得分。）‎ ‎9.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。圆柱体的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出圆柱体的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。‎ ‎（1）由图（a）读得圆柱体的直径为___________mm，由图（b）读得圆柱体的长度为___________mm ‎（2）为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：‎ A．电压表0~3V，内阻10kΩ B．电压表0~15V，内阻50kΩ C．电流表0~0.6A，内阻0.05Ω D．电流表0~3A，内阻0.01Ω E．滑动变阻器，0~10Ω F．滑动变阻器，0~100Ω 要求较准确地测出其阻值，电压表应选______，滑动变阻器应选_______（填序号）‎ ‎（3）实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误。‎ 错误1：________________；错误2：_____________________‎ ‎（4）实验中某组电压表的示数如图A所示，则U=______V，电流表的示数如图B所示，则I=_______A ‎（5）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝__________‎ ‎【答案】 (1). 1.849 42.40 (2). A E (3). 导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (4). 2.1 0.4 (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]由图所示螺旋测微器可知，其示数 ‎[2]由图所示游标卡尺可知，其示数为 ‎（2）[3]两节新的干电池，电源电动势为3V，若选取电压表15V，测量读数误差较大，因此电压表选A。‎ ‎[4] 金属丝的电阻大约为5Ω，为方便实验操作滑动变阻器应选E。‎ ‎（3）[5] 由图示电路图可知，导线接在滑动变阻器的滑片上这是错误的，导线应接在接线柱上。‎ ‎[6]由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，由图示电路图可知，电流表采用内接法，这也是错误的。‎ ‎（4）[7]因为电压表选择的是0~3V量程，所以电压表读数为2.1V。‎ ‎[8]电路最大电流约为 所以电流表应选C，量程为0~0.6A，所以电流表读数应为0.4A。‎ ‎（5）[9] 由电阻定律可知 所以电阻率为 ‎10.如图所示电路中，电流表的内阻为1Ω，定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω，当只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A；当开关S2也闭合时，电流表的示数变化了0.2A．试计算该电源的电动势和内电阻．‎ ‎【答案】6V 1Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】闭合开关S1当开关S2断开时，由闭合电路的欧姆定律得：‎ 闭合开关S1当开关S2闭合时，由闭合电路的欧姆定律得：‎ 又：‎ 解得：E=6V，r=1Ω ‎11.如图所示，在平面直角坐标系中，AO是∠xOy角平分线，x轴上方存在水平向左的匀强电场，下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，两电场的电场强度大小相等．一质量为m、电荷量为＋q的质点从OA上的M点由静止释放，质点恰能沿AO运动且通过O点，经偏转后从x轴上的C点（图中未画出）进入第一象限内并击中AO上的D点（图中未画出）．已知OM的长度m，匀强磁场的磁感应强度大小为B＝ (T)，重力加速度g取10m/s2．求：‎ ‎(1)两匀强电场的电场强度E的大小；‎ ‎(2)OC的长度L2；‎ ‎(3)质点从M点出发到击中D点所经历的时间t．‎ ‎【答案】(1) 　(2)40m　(3)7.71 s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)质点在第一象限内受重力和水平向左的电场，沿AO做匀加速直线运动，所以有 即 ‎(2)质点在x轴下方，重力与电场力平衡，质点做匀速圆周运动，从C点进入第一象限后做类平抛运动，其轨迹如图所示，‎ 有：‎ 由运动规律知1 ‎ 由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 由几何知识可知OC的长度为：L2=2Rcos45°=40m ‎ (3) 质点从M到O的时间为：‎ 质点做圆周运动时间为：‎ 质点做类平抛运动时间为：‎ 质点全过程所经历的时间为：t=t1+t2+t3=7.71s。‎ ‎12.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L=1m，总电阻为R=1Ω，总质量为m=1kg，将其置于磁感应强度为B=1T的垂直于纸面向里的匀强磁场上方某处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与磁场的水平边界面平行，当cd边刚进入磁场时，线框的加速度恰好为零，求线框下落的高度h。（g=10m/s2）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】线框进入磁场前做自由落体运动，由机械能守恒定律得 cd边刚进入磁场时，产生感应电动势 此时线框中电流为 则此时的安培力为 因为线框的加速度恰好为零，根据牛顿第二定律有 因为a=0，代入数据解得