福建省永春县第一中学2020学年高二物理上学期期末考试试题 13页

永春一中高二年（理）物理期末试卷（2020.2） 考试时间 90 分钟，试卷总分 100 分，成绩_____ 一、单项选择题 30 分（给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题 3 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 2.下列关于电场强度的两个表达式 E＝F q和 E＝kQ r2的叙述，不正确的是（ ） A．E＝F q是电场强度的定义式，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的 电荷的电荷量 B．E＝F q是电场强度的定义式，F 是放入电场中电荷所受的电场力，q 是放入电场 中电荷的电荷量，它适用于任何电场 C．E＝kQ r2是点电荷场强的计算式，Q 是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀 强电场 D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式 F＝kq1q2 r2 ，其中kq2 r2 是点电荷 q2 产 生的电场在点电荷 q1 处的场强大小，而kq1 r2 是点电荷 q1 产生的电场在 q2 处场强 的大小 3.如图所示，直线 a 为电源的 U-I 图线，直线 b 为电阻 R 的 U-I 图线， 用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分 别为( ). A．4W、33.3％ B. 2W、33.3％ I NS C. 4W、67％ D. 2W、67％ 4.在图所示的电场中，有 A、B、C 三点。关于这三点的描述，正确的是：（ ） A．A 点的场强最大、A 点的电势最低 B．A 点的电势最高、B 点的场强最弱 C．C 点无电场线，所以场强为零、电势为零 D．将一个带正电的试探电荷从 A 点由静止释放，只考虑 电场力, 此试探电荷一定会沿电场线运动到 B 点 5．某同学画的表示磁场 B、电流 I 和安培力 F 的相互关系如下图所示，其中正确的 是（ ） 6.如图所示，设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 θ.实 验中，极板所带电荷量不变，若(　　) A．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变大 B．保持 S 不变，增大 d，则 θ 变小 C．保持 d 不变，减小 S，则 θ 变小 D．保持 d 不变，减小 S，则 θ 不变 7.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的 正负离子（不计重力），从点 O 以相同的速率先后射入磁场中，入射方向与边界成 θ 角，则正负离子在磁场中的运动情况，以下选项错误的是 （ ） A．运动时间相同 B．运动轨道的半径相同 C．重新回到边界时速度的大小和方向相同 D．重新回到边界的位置与 O 点距离相等 8．如图所示，平行金属板中带电质点 P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对 电路的 影响，当滑动变阻器 R4 的滑片向 b 端移动时，则 (　　) A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点 P 将向上运动 D．R3 上消耗的功率逐渐增大 9．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图所示。 导轨上放一根导线 ab，磁感线垂直于导轨所在平面。当导线 ab 加速向右运动时，M 所包围的小闭合线圈 N 产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是：（ ） A．N 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 B．N 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 C．N 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 D．N 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 10．有一较小的三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行，线框底边 bc 的长度小于磁 场的宽度，现使此线框水平向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与 ab 边垂直．设电流逆时针方向为正，则下列各图中表示线框在上述 过程中感应电流随时间变化的规律正确的是（ ） B c a b M N · · · · · · · · B a b 二、不定项选择题 15 分（有多个选项正确，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有错选的得 0 分。） 11.一台直流电动机的电阻为 R，额定电压为 U，额定电流为 I，当其正常工作时， 下述正 确的是(　　) A．电动机所消耗的电功率 I2R B．t 秒内所产生的电热为 UIt C．t 秒内所产生的电热为 I2Rt D．t 秒内输出的机械能为(U－IR)It 12．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个 D 形金属盒，两金属盒 处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子 每次经过两盒间的狭缝时加速，如图所示。现要增大带电 粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是 （ ） A．增大狭缝间的距离 B．增大 D 形金属盒的半径 C．增大高频交流电压 D．增大磁场的磁感应强度 13．如图甲、乙所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A 的电阻，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则(　 　) B A．在电路甲中，断开 S 后，A 将逐渐变暗 B．在电路甲中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗 C．在电路乙中，断开 S 后，A 将逐渐变暗 D．在电路乙中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗 14.如图所示，有一金属块放在垂直于侧面 C 的匀强磁场中，当有稳恒电流自左向右 通过时，下列说法正确的是(　　) A．金属块上表面的电势高于下表面的电势 B．磁感应强度增大时，金属块上、下两表面间的电势差 U 增大 C．电流增大时，金属块上、下两表面间的电势差 U 减小 D．电流不变时，金属块中单位体积内自由电子越多，上、下两表面间的电势差 U 越小 15.在如图所示宽度范围内，用场强为 E 的匀强电场可使初速度是 v0 的某种带正电 粒子偏转 θ 角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为 θ(不计粒子的重力)， 则 A. 电场强度 E 与磁感应强度 B 之比 B. 电场强度 E 与磁感应强度 B 之比 C. 粒子穿过电场和磁场的时间之比 D. 粒子穿过电场和磁场的时间之比 三、填空题（本题每空 2 分，共 18 分。） θsin 0v B E = θcos 0v B E = θ θsin 2 1 = t t θ θcos 2 1 = t t 16．一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100.用×10 挡测量某 电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量， 应换到__________挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少 的步骤是______，若补上该步骤后测量，表盘的示数如下图所示，则该电阻的阻 值是______Ω. 17.如图所示，为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为 1kΩ，现测量 该材料的电阻率。 (1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的直径和长度，某次测量的示数 如图甲和图乙所示，直径为________mm，长度为________cm。 (2)在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选 ________(填序号)。 A．电流表 A1：量程为 10mA，内阻约为 10Ω B．电流表 A2：量程为 3A，内阻约为 0.1Ω C．电压表 V1：量程为 15V，内阻约为 30kΩ D．电压表 V2：量程为 6V，内阻约为 15kΩ E．滑动变阻器：最大阻值为 20Ω，额定电流 1A F．低压直流电源：电压 6V，内阻忽略 G．电键 K，导线若干 (3) 请在虚线框中画出完整的实验电路图。 （4）由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则 该小组同学实验测出的电阻值________Rx 的真实值。（填“>”“<”或“＝”） (5)如果实验中电流表示数为 I，电压表示数为 U，并测出该棒的长度为 L、直 径为 D，则该材料的电阻率 ρ＝________(用测出的物理量的符号表示). 三、计算题（共 37 分；解答时应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，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 18．(8 分) 如图所示的电路中，电源的电动势 E=12V，内阻未知，R 1=8Ω， R2=1.5Ω，L 为规格“3V，3W”的灯泡，开关 S 断开时，灯泡恰好正常发光。（不考 虑温度对灯泡电阻的影响）试求： (1).灯泡的额定电流和和灯丝电阻； (2).电源的内阻； (3)开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率. 19．(7 分) 如图所示，两根平行金属导轨 MN、PQ 间的距离为 1 m，磁感应强度为 1 T 的匀强磁场垂直于导轨平面向内，两根电阻均为 1Ω 的金属杆 ab、cd 水平地放在 导轨上，导轨的电阻可以忽略. 使 cd 杆以 2m/s 的速率沿导轨水平向右匀速运动切 割磁感线时，ab 杆始终静止在导轨上，求： ⑴.金属杆 cd 中感应电流的大小和方向． ⑵.金属杆 ab 受到的静摩擦力的大小和方向． 20．（10 分）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？ 21．(12 分) 在如图所示的直角坐标系中， y>0 的范围内存在着沿 y 轴正方向的有 界匀强电场，在 y<0 的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场（方向未画出）。已知 oa=oc=cd=L, ob=L/4。现有一个带电粒子，质量为 m，电荷量大小为 q (重力不计）。 t=0 时刻，这个带电粒子以初速度 从 a 点出发，沿 x 轴正方向开始运动。观察到 带电粒子恰好从 d 点第一次进入磁场，然后从 O 点第—次离开磁场。试回答： (1).判断带电粒子的电性和匀强磁场的方向； (2).匀强电场的场强大小； (3).若带电粒子在 y 轴的 a、b 之间的不同位置以相同的速 度 进入电场，第一次离开磁场的位置坐标 x 与出发点 的位置坐标 y 的关系式. 0V 0V 永春一中高二年（理）物理期末考参考答案（2020.2） 永春一中高二物理期末试卷参考答案 一、单项选择题(每小题 3 分，共 30 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 D A C B A A A 题号 8 9 10 答案 A C D 二 不定项选择题 15 分（有多个选项正确，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分， 有错选的得 0 分。) 题号 11 12 13 14 15 答案 CD BD AD BD BC 二、填空题（本题每空 2 分，共 18 分。把答案填在相应的横线上） 16． ×1　 调零(或重新调零)　 22Ω 17. (1) 13.540mm 11.155cm (2) ADEFG (3) 请在虚线框中画出完整的实验电路图。 （4）> (5)ρ＝πUD2 4IL (用测出的物理量的符号表示) 三、计算题（共 37 分；解答时应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，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位。） 18.（1） ………………2 分 ………………1 分 （2）开关 S 断开时: ………………2 分 （3）开关 S 闭合时 …………3 分 19. ⑴ 根 据 右 手 定 则 ， cd 中 感 应 电 流 方 向 为 c→d， ………………1 分 ………………1 分 ……………… 1 分 ⑵ ………………2 0 0 0 3= 13 PI AU = = Ω=Ω== 33 32 0 2 0 P URL ( ) ( ) Ω=+−=+−= 1381 12 1 0 LRRI Er AIRR RRRrIE L L 2.1),( 2 2 1 =+++= VRrIEU L 2.1)( 1 =+−= W48.0 2 == L L L R UP v2== BLvE A1=+= rR EI N1== ILBFab v θ=45° 分 ……………… 1 分 摩 擦 力 方 向 水 平 向 左 ………………1 分 20. （10 分） 21(12 分 ）． (1) 粒 子 在 第 一 象 限 时 电 场 力 向 -Y 方 向 ， 故 粒 子 带 负 电， ………………1 分 要使粒子能从 o 点射出，磁场方向应垂直于纸面向里。 ………………2 分 (2) 粒子在电场中作类平抛运动，有： N1== abFf ---------2 分 ---------2 分 ---------3 分 ---------3 分 水平方向匀速直线 ………………1 分 竖直方向匀加速直线： ， ………………2 分 解得： ………………1 分 （3） 粒子从 b 点到 o 点作圆周运动轨迹如图，由几何关系可得， 半径 ………………1 分 洛伦兹力提供向心力，有： 解得： ………………1 分 设粒子从 ab 间 y 处进入电场，在 x 轴上的 D 点进入磁场，D 点的横坐标为 x0， 与 x 轴的夹角为 θ1，则有： 解得： ………………1 分 02L v t= m qEa = 2 2 1 atL = qL mvE 2 2 0= 0 0 22 0 tan,, v vvvvatv y ydy =+== θ 0 0 0 2 45y dv v v v θ= = = LR 2= R vmqvB d 2 = qL mvB 0= tvx 00 = L v m qEa 2 2 0== 2 2 1 aty = Lyx 20 = )/(sin,/)(,/ , 10 22 00 , Lyyv vLLyVvvvLyvatv D y yDy +==+=+=== θ 同理，记射出点到 D 点的距离为 Δx，则有： ， ， 解得： ， ………………1 分 故 Δx=x0，所以粒子第一次离开磁场的位置在坐标原点 x=0 处， 与位置坐标 y 无关 ………………1 分 qL mvB 0= LLyqB mvR D )(1 +== Lyv vRRx D y 22sin2 , 111 ===∆ θ