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2019-2020学年高二物理上学期期末考试试卷
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1至9题只有一项符合题目要求,第10至12题有两项或三项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是()A.电荷处在电势越高的地方电势能越大B.电场中电场强度越大的地方,电势越高C.电势降落的方向必定是场强的方向D.处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零2.如图所示,通电导线MN中的电流保持不变,当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是()A.变小B.变大C.不变D.不能确定
3.如图甲是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示,比较A、B两点电势的高低和电场强度大小可知()A.φA>φBB.φA<φBC.EA<EBD.EA与EB无法比较4.如右图所示的非匀强电场中,如果电荷量q=10-5C的正点电荷仅在电场力的作用下由A点移动到B点,电场力做功为8×10-3J,则()A.电场中A、B两点间的电势差为80VB.该点电荷由A点移到B点电势能增加了8×10-3JC.该点电荷由A点移到B点动能能减少了8×10-3JD.该点电荷受到电场力的大小,在A点时比在B点时大5.如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列说法正确的是()A.电流表读数变小,电压表读数变大B.小灯泡L变暗C.电源的总功率变大D.电容器C上电荷量增加
6.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一块条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看()A.圆环顺时针转动,靠近磁铁B.圆环顺时针转动,远离磁铁C.圆环逆时针转动,靠近磁铁D.圆环逆时针转动,远离磁铁7.如图所示,在纸面内建立直角坐标系xOy,第
一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B质量均为m、电荷量分别为+q和-q的两个粒子(不计重力),从坐标原点O以相同的速度v先后射人磁场,v方向与x轴成θ=30°角,带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用,则()A.带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为B.带正电的粒子在磁场中运动的时间为C.两粒子回到x轴时的速度不相同D.从射入到射出磁场的过程中,两粒子运动时间相同8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示()A.四种情况下流过ab边的电流的方向不相同B.四种情况下ab两端的电势差都相等C.四种情况下流过线框的电荷量都相等D.四种情况下磁场力对线框做功的功率不相等9.在如图所示的电路中,A1和A2是两个相同的灯泡,线圈L的自感系数足够大,电阻可以忽略不计,下列说法正确的是()A.闭合开关S时,A1和A2同时亮B.断开开关S时,A2闪亮一下再熄灭C.闭合开关S时,A2先亮,A1逐渐变亮D.断开开关S时,流过A2的电流方向向左10.如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为()A.0B.C.D.11.矩形线圈abcd,长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200匝,线圈回路总电阻R=5Ω,整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示,则()A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为
0.4AC.当t=
0.3s时,线圈的ab边所受的安培力大小为
0.016ND.在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J12.如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正、负极相连,两板的中央沿竖直方向各有一个小孔,今有一个带正电的液滴,自小孔的正上方的P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v
1.若使a板不动,若保持电键K断开或闭合,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍然从P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v2,在不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是()A.若电键K保持闭合,向下移动b板,则v2v1B.若电键K闭合一段时间后再断开,向下移动b板,则v2v1C.若电键K保持闭合,无论向上或向下移动b板,则v2=v1D.若电键K闭合一段时间后再断开,无论向上或向下移动b板,则v2v1
二、实验填空题(每空2分,连线2分,共14分)13.(4分)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数为__________mm用游标为50分度的卡尺测定某圆柱体的直径时,卡尺上的示数如图所示,可读出圆柱的直径为_________mm14.(10分)某同学在探究性实验中需要精确地测量某灵敏电流计(微安表)的内电阻,设计了如图甲所示的电路,实验室可供他使用的器材如下A待测电流计(量程500uA,内阻约1kΩ)B电阻箱R(阻值1Ω~9999Ω)C滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)D滑动变阻器R2(最大阻值1kΩ)E电源(电动势3V,内阻不计)F开关一只,导线若干
①请你用笔画代替导线,按图甲的方案将图乙中的实物图连成可供测量的实验电路;
②在某一次测量中,得到了如上图所示的数据,则R=Ω;I=uA;
③实验时,该同学把滑动变阻器的滑片调至适当位置处,而后保持滑动变阻器的阻值不变,通过调节电阻箱阻值R,使流过灵敏电流计的示数I发生变化,为使测量出的Rg值误差较小,需保证在调节电阻箱阻值R时,尽可能不改变R与电流计两端的电压值之和,则滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”);
④若操作过程中得到如图丙所示的(1/I—R)图线,若已知斜率为k,纵截距为b,则根据图线,求得电流表内阻Rg=(请用字母表示);
三、计算题(15题8分,16题8分,17题10分,18题12分,共38分写出必要的文字、方程式及重要的演算步骤)15.如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表当电阻箱读数为时,电压表读数为;当电阻箱读数为时,电压表读数为求
(1)电源的电动势E和内阻r.
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值为多少
16.如图所示,在范围很大的水平向左的匀强电场中,一个电荷量为-q的油滴,从A点以速度v竖直向上射入电场.已知油滴质量为m,重力加速度为g,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为v/3,问:1电场强度E为多大2A点至最高点的电势差为多少17.如图所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L=0.5m,导轨左端连接一个R=2Ω的定值电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过一段时间后金属棒开始匀速运动,此过程电阻R中产生的电热为3.25J,试求
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒速度为2m/s时的加速度;
(3)金属棒从开始到匀速运动经历了多少时间18.如图所示,在半径分别为和的同心圆(圆心在O点)所形成的圆环区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在大圆边界上A点有一粒子源,垂直AO向左发射一质量为,电荷量为,速度大小为的粒子,求
(1)若粒子能进入磁场,求粒子在磁场中运动的半径;
(2)若粒子能进入磁场发生偏转,则该粒子第一次到达磁场小圆边界时,粒子速度相对于初始方向偏转的角度;
(3)若粒子每次到达磁场大圆边界时都未从磁场中射出,那么至少经过多长时间该粒子能够回到出发点A.1D2.C
3.B4.D5.C
6.C7.A8.C9.C10ABD11.BD解A、由法拉第电磁感应定律,则有E==可知,由于线圈中磁感应强度的变化率==
0.5T/S;为常数,则回路中感应电动势为E==2V,且恒定不变,故选项A错误;B、回路中感应电流的大小为I===
0.4A,选项B正确;C、当t=
0.3s时,磁感应强度B=
0.2T,则安培力为F=NBIL=200×
0.2×
0.4×
0.2=
3.2N;,故选项C错误;D、1min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=
0.42×5×60J=48J,选项D正确.12.BC13.
8.116,
42.1214.
①连线图见解析;
②1750;240;
③R1
④①实物连线如图
②R=1750Ω;I=240uA;
③在调节电阻箱阻值R时,尽可能不改变R与电流计两端的电压值之和,则滑动变阻器应该选用阻值较小的R1;
④由欧姆定律,设电流计和电阻箱两端的电压之和为U,则U=IR+Rg整理可得,由题意可得,解得15.1由闭合电路欧姆定律,(1分),(1分)联立上式并代入数据解得E=6V,(1分)r=1Ω(1分)2由电功率表达式(2分),将上式变形为,由上式可知R=r=1Ω(1分)时P有最大值为(1分)
16.
(1)在竖直方向上做初速度为v的匀减速直线运动,所经历的时间为t,则在最高点时竖直方向上的速度为零,故(1分)在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小(1分)在最高点速度只剩下水平方向上的速度,大小为,故有解得(2分)
(2)水平方向上的位移为(2分)A点到最高点间的电势差为得(2分)17.
(1)金属棒速度最大时,其加速度为零,所受的合外力为零,即BIL=F,(1分)而P=Fvm,(1分)(1分)解得(1分)
(2)速度为2m/s时,感应电动势E=BLv=2×0.5×2V=2V(1分)电流安培力F安=BIL=0.5N(1分)金属棒受到的拉力为(1分)由牛顿第二定律可知F-F安=ma解得a=7.5m/s(1分)
(3)根据功能关系有解得t=2s(2分)181)(2分)2)如图1所示,粒子做匀速圆周运动,设初速度为,轨迹半径为,如图所示粒子将沿着AB弧(圆心在)运动,交内边界于B点.为等边三角形,则,粒子的轨迹AB弧对应的圆心角为,则速度偏转角为(4分)
(2)粒子从B点进入中间小圆区域沿直线BC运动,又进入磁场区域,经偏转与外边界相切于D点.在磁场中运动的轨迹如图所示,粒子在磁场区域运动的时间,(1分)周期,每通过一次无磁场区域粒子在该区域运动的距离(1分),粒子在无磁场区域运动的总时间(1分),代入,解得(1分),则粒子回到A点所用的总时间;(2分)。