福建省福州市八县（市）协作校2020学年高二物理上学期期末联考试题 11页

福州市八县(市)协作校2020学年第一学期期末联考 ‎ 高二（理科）物理试卷 ‎【完卷时间：90分钟；满分100分】‎ 一、选择题（本题共12小题，共48分。1~8题每小题4分，在给出的四个选项中，只有一个选项正确。9~12题每小题4分，正确选项可能不只一个，全部选对得4分，选不全得2分，错选不得分）‎ ‎1．下列关于物理学史错误的是（ ）‎ A．1785年法国物理学家库仑 利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律—库仑定律。‎ B．法拉第曾经做了一个法拉第笼实验。该实验说明静电屏蔽可以使金属壳内部不受外部电场的影响 C．1820年，丹麦物理学家安培 电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。‎ D．荷兰物理学家洛仑兹 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。‎ ‎2．两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎3．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。则（ ）‎ A．a一定带正电，b一定带负电 B．a的速度将减小，b的速度将增加 C．a的加速度将减小，b的加速度将增加 D．两个粒子的电势能一个增加一个减小 ‎4．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为‎0.50A和2.0V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为‎2.0A和24.0V，则这台电动机正常运转时的输出功率为（ ）‎ ‎　 A．32W B．44W C．47W D．48W ‎5．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是 (　　)‎ A．电压表示数变小 B．电流表示数变小 C．电容器C所带电荷量增多 D．a点的电势降低 θ ‎（甲）‎ ‎6．如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、 电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（ ）‎ ‎（乙）‎ θ ‎× × × × ×‎ ‎× × × × ×‎ ‎× × × × ×‎ ‎× × × × ×‎ A B I θ B B I θ D B I θ C B I ‎7．如图所示，长方形abcd 长ad=‎0.6m，宽ab=‎0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10－‎7kg、电荷量q=+2×10－‎3C的带电粒子以速度v=5×‎102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域（ ）‎ A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边 B．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边 C．从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边 D．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边 ‎8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两 极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。则下列说法正确的是（ ）‎ A．质子被加速后的最大速度不可能超过πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 ‎9．一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．A处的电场强度一定大于B处的电场强度 B．CD间各点电场强度和电势都为零 C．粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D．A、B两点的电势差大于C、B两点间的电势差 ‎10，.如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知(　　)‎ A．R的阻值为1.5 Ω B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω C．电源的输出功率为3.0 W D．电源内部消耗功率为1.5 W ‎11.如图所示为磁流体发电机的原理图．金属板M、N之间的距离为d＝‎20 cm，磁场的磁感应强度大小为B＝5 T，方向垂直纸面向里．现将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性)从左侧喷射入磁场，发现在M、N两板间接入的额定功率为P＝100 W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R＝100 Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子，则下列说法中正确的是( 　)‎ A．金属板M上聚集负电荷，金属板N上聚集正电荷 B．该发电机的电动势为100 V C．每秒钟有6.25×1018个离子打在金属板N上 D．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为‎103 m/s ‎12.如图所示，实线表示竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L斜向上做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．液滴一定做匀速直线运动 B．液滴一定带负电 C．电场线方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀变速直线运动 二、实验题（每空2分，共16分，请把答案写在答题卷上）‎ ‎13．（8分）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：‎ 待测金属丝：Rx（阻值约5Ω，额定电流约‎0.5A）；‎ 电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；‎ 电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；‎ A2（量程‎3A，内阻约0.05Ω）；‎ 电 源：E1（电动势3V，内阻不计）‎ E2（电动势9V，内阻不计）‎ 滑动变阻器：R（最大阻值约10Ω）‎ 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。‎ ‎（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 、电源应选 （均填器材代号）。‎ A V R0 E r R 图甲 ‎（3）在方框中完成电路原理图。‎ ‎14．（8分）用如图甲所示的电路测量一节新干电池的电动势和内电阻。干电池内电阻较小。除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：‎ A. 电压表V (量程3V)‎ B. 电流表A(量程‎0.6A)‎ C. 定值电阻R0（阻值2Ω，额定功率2W）‎ D. 滑动变阻器R（阻值范围0-20Ω，额定电流‎1A）‎ ‎（1）在图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接；‎ ‎（2）根据实验数据作出U—I图象如图丙所示，则干电池的电动势E＝ V，‎ 内阻r= Ω（保留两位有效数字）；‎ ‎（3）定值电阻R0在电路中作用是 （只要求写出一点）。‎ 图丙 ‎0.10 0.30 0.50 0.70 ‎ ‎2.0‎ ‎1.6‎ ‎1.2‎ ‎0.8‎ ‎0.4‎ ‎0‎ 图丙 ‎0.10 0.30 0.50 0.70 ‎ ‎2.0‎ ‎1.6‎ ‎1.2‎ ‎0.8‎ ‎0.4‎ ‎0‎ 图乙 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15．（6分）在图所示的电路中， R1=9，R2=5，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为‎0.5A ‎；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8V。求电源的电动势和内电阻。‎ r E R2‎ R1‎ a b ‎16．（8分）如图15所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，两极板间距为d.现将一个检验电荷＋q由两极板间的A点移动到B点，A、B两点间的距离为s，连线AB与电场方向的夹角为60°，求：‎ ‎（1）两极板间的电场强度E的大小和方向；‎ ‎（2）从A运动到B的过程中电场力所做的功。‎ 图15‎ ‎17．（10分）在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框，宽l＝‎0.25 m，接入电动势E＝12‎ ‎ V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m＝‎0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数μ＝，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T，垂直框面向上的匀强磁场中(如图所示)．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取‎10 m/s2)‎ ‎18．（12分）如图所示的平面直角坐标系xoy，在第Ⅳ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向；在第Ⅰ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向外，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的负粒子，从y轴上的P(0，-h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅰ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅱ象限，且速度与y轴正方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：‎ ‎（1）电场强度E的大小；‎ ‎（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；‎ ‎（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．‎ 福州市八县(市)协作校2020学年第一学期期末联考 高二 物理参考答案 一、选择题（本题共14小题，共48分。1~8题每小题4分，在给出的四个选项中，只有一个选项正确。9~12题每小题4分，正确选项可能不只一个，全部选对得4分，选不全得2分，错选不得分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C B C A D B B B AC AD BC AC S A1‎ V E1‎ Rx R 二、实验题（共2小题，每小题8分，共16分）‎ ‎13．（1）1.773 [1.771-1.775均正确]（2分）‎ ‎（2）A1；E1；（每空2分）‎ 电路如图。（2分）‎ ‎14．（1）线路连接如图每根线1分 ‎ （2）1.6V 0.29 （每空2分）‎ ‎（3）保护作用；增大等效阻的测量值，减小误差；‎ 当改变变阻器阻时，电压表示数变化大。（2分）‎ 三、计算题36分 ‎15.（6分）‎ 解：（1）当a、b两点间接理想的电流表时,回路中的电流，由闭合电路欧姆定律得：‎ ‎ ………………… ① （2分）‎ ‎（2）当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流，‎ 由闭合电路欧姆定律得：‎ ‎…………………② （2分）‎ 联立①②得 （2分）‎ ‎17．（10分）解析：金属棒受到四个力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F安，沿框面的静摩擦力Ff静，金属棒静止在框架上时，摩擦力Ff静的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑．‎ 当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F安较小，在金属棒重力的分力mgsin θ作用下棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，受力如图所示．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件，则 mgsin θ－Bl－μmgcos θ＝0 2分 得R＝ 1分 R＝ Ω＝8.2 Ω. 2分 当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F安较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下，受力如图所示．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件，则 Bl－μmgcos θ－mgsin θ＝0 2分 得R＝ 1分 R＝1.4 Ω. 1分 所以滑动变阻器R的取值范围应为1.4 Ω≤R≤8.2 Ω. 1分 ‎18.（12分）‎ 解：（1）带电粒子在电场中从P到a的过程中做类平抛运动 水平方向上：2h＝v0t ① （1分）‎ 竖直方向上：h＝at2 ② （1分）‎ 由牛顿第二定律得a＝ ③ （1分）‎ 由①②③式联立，解得E＝. ④ （1分）‎ ‎（2）粒子到达a点时沿y轴正向的分速度为vy＝at ⑤（1分）‎ 由①③④⑤式得vy＝v0 ⑥ （1分）‎ 粒子到达a点的速度 ⑦（1分）‎ 设速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则tan θ＝＝1，θ＝45° ⑧ ‎ ‎ （1分）‎ 即到a点时速度方向指向第Ⅰ象限与x轴正方向成45°角．‎ ‎（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有 ⑨ （1分）‎ 由此得R＝ ⑩ （1分）‎ 从上式看出，R∝，当R最大时，B最小．‎ 由题图可知，当粒子从b点射出磁场时，R最大 由几何关系得Rmax＝L ⑪ （1分）‎ 将⑪代⑩入式得B的最小值为Bmin＝. ⑫ （1分）‎