湖北省荆州市公安县2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题

1 湖北省荆州市公安县湖北省荆州市公安县 2019 20202019 2020 学年高二物理上学期期末考试试题学年高二物理上学期期末考试试题 本试卷共 6 页 18 题 全卷满分 100 分 考试用时 90 分钟 祝考试顺利 注意事项 1 本试卷分为试题卷和答题卡 答题前请先将自己的姓名 学校 班级填写在答题卡上 对应的位置 2 选择题的答案请用2b铅笔以正确的填涂方式填写在答题卡上对应的位置 非选择题请 将答案填写在相应的答题栏内 写在试题卷上的答案无效 3 考试结束后 请将答题卡上交 第 卷 选择题 共40分 一 单项选择题 本题共 8 小题 每小题 3 分 共 24 分 在每小题给出的四个选项中 只 有一项符合题目要求 1 下列说法正确的是 a 由公式 u ed 可知 在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 b 磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向 c 物体带电荷 1 60 10 9c 这是因为该物体失去了 1 0 1010个电子 d 闭合电路中 电流总是从电势高的一端流向电势低的一端 2 在真空中有 a b 两个点电荷 b 的电荷量是 a 的 3 倍 如果 a 受到的静电力大小是 f 则 b 受到的静电力大小是 a fb f 3c 3fd 4f 3 空间中两个点电荷形成的电场线分布如图所示 图中p q是电场线上的两个点 将一 带正电的试探电荷固定在p点 则 a q1的电荷量小于q2的电荷量 b 该试探电荷在p点的电势能小于q点的电势能 c p 点的电场强度大于q点的电场强度 d 将试探电荷由静止释放 试探电荷仅在电场力的作用下将 沿着电场线由p点运动到q点 4 如图所示 在平行于abc 平面的匀强电场中 有一个边长为6cm 的等边 三角形 a b c 三点电势分别为8v 4v 和 2v d 为靠近a 点的ab 线 段的三等分点 下列说法正确的是 a 电场强度为 400v m b 电场线方向与 ab 平行 方向指向 a c 电子在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 d 若将一电子从 c 点移至 d 点 电场力做功为 2ev 5 如图所示的两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为l 磁场方向垂直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈 ab与dc 间的距离也为l t 0 时刻 dc边与磁场区域边界重合 现令线 圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域 取 沿a d c b a的感应电流为正 则在线圈穿越磁场区域的过 程中 感应电流 i 随时间 t 变化的图线可能是 2 a b c d 6 如图电路中 电源电动势为 e 内阻为 r r0为定值电阻 电容器的电容为 c 闭合开关 s 增大可变电阻 r 的阻值 电压表示数的变化量为 u 电流表示 数的变化量为 i 则下列说法错误的是 a 变化过程中 u 和 i 的比值保持不变 b 电压表示数变大 电流表示数变小 c 电阻 r0两端电压减小 减小量为 u d 电容器的带电量增大 增加量为 c u 7 如图是半径为 r 的圆柱形匀强磁场区域的横截面 纸面 磁感应强度大小为 b 方向 垂直于纸面向外 一电荷量为 q q 0 质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入 磁场区域 射入点与 ab 的距离为 已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹 2 r 角为 60 则粒子的速率为 不计重力 a b m qbr 2m qbr c d m qbr 2 3 m qbr2 8 如图所示 在纸面内存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场 电场强度大 小为 e 磁感应强度大小为 b 一水平固定绝缘杆上套有带电小 球 p p 的质量为 m 电荷量为 q p 与杆间的动摩擦因数为 小球由静止开始滑动 设电场 磁场区域足够大 杆足够长 在运动过程中小球的最大加速度为 a0 最大速度为 v0 则下列 判断正确的是 a 小球先加速后减速 加速度先增大后减小 b 当v 时 小球的加速度最大 2 0 v c 当a 时 d 当v 时 小球一定处于加速度减小阶段 2 0 a 0 v v 2 1 2 0 v 二 多项选择题 本题共 4 小题 每小题 4 分 共 16 分 在每小题给出的四个选项中 有 多项符合题目要求 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错的得 0 分 9 如图所示 实线是匀强电场的电场线 电场方向水平向右 虚 线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 若带电粒子 在运动中只受电场力的作用 从 a 点运动到 b 点 则由此图 可作出正确判断的是 a 带电粒子动能增加b 带电粒子带正电荷 c 带电粒子电势能增加d 带电粒子受电场力的方向水平向左 10 如图甲所示 线圈 ab 中通有如图乙所示的电流 电流从 a 到 b 为正方向 那么在 0 t0 这段时间内 用丝线悬挂的铝环 m 中产生感应电流 则 a 从左向右看感应电流的方向为顺时针 b 从左向右看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 c 感应电流的大小先减小后增加 d 感应电流的大小方向均不变 11 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图 l1和 l2为 电感线圈 a1 a2 a3都是规格相同的灯泡 实验时 断开开关sl瞬间 a1突然闪亮 随 后逐渐变暗 闭合开关s2 a2逐渐变亮 而a3立即变亮 最终a2与 a3的亮度相同 下列 3 说法正确的是 a 图甲中 a1电阻与 l1的直流电阻相等 b 图乙中 变阻器r 的接入电阻与l2的直流电 阻相等 c 图甲中 闭合 s1 电路稳定后 a1中电流小 于 l1中电流 d 图乙中 闭合 s2瞬间 l2中的电流与变阻器 r 中的电流相等 12 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极相连接的两个半 径为 r 的 d 形金属盒 两盒间宽 d 的狭缝中形成的变化的电场 电压为 u 两 d 形金属 盒处于垂直于盒底的匀强磁场 b 中 一电子利用其加速 则下列说法中正确的是 a 电子获得的最大速度为 m ebr2 b 电子获得的最大动能为 m rbe 2 222 c 电子的加速时间为 u brd d 增大 d 形金属盒的半径 电子获得的最大动能减小 第 卷 非选择题 共 60 分 三 非选择题 本题共 6 小题 共 60 分 13 6 分 某同学想设计一个实验测量某金属棒的电阻率 提供的器材有 a 电流表 a1 满偏电流 200 a 内阻 100 b 电流表 a2 量程为 0 6a 内阻约为 0 4 c 电阻箱 r0 0 99999 9 d 滑动变阻器 r 0 5 最大允许电流 2a e 干电池组 电动势 6v 内阻约为 0 05 f 一个开关 k 和导线若干 1 如图甲所示 用螺旋测微器测得金属棒的直径 d mm 如图乙所示 用 20 分度游标卡尺测得金属棒的长度 l mm 4 2 该同学找来一个多用表 用欧姆档 10 粗测金属棒的电阻 发现指针偏转 角度过大 他应换用 挡 填 1 或 100 换挡后欧姆调零 再次测量时指针静止如图丙所示 则金属棒的阻值 rx约为 3 为了精确地测量金属棒的电阻 从而计算出电阻率 该同学将电流表 a1与阻值调 为 r0 的电阻箱串联改装成量程为 6v 的电压表 并在如图丁的虚线框画 出测量原理图 14 8 分 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻 实验室提供的器材有 干电池 1 节 直流电流表 0 0 6a 挡 内阻约 0 8 0 3a 挡 内阻约为 0 16 直流电压表 0 3v 挡 内阻约 5k 0 15v 挡 内阻约为 25k 滑动变阻器 r1 0 10 允许最大电流为 1a 滑动变阻器 r2 0 100 允许最大电流为 0 6a 开关一个 导线若干 1 实验中滑动变阻器应选用 填 r1 或 r2 2 该同学根据提供的器材设计了如甲 乙所示的两电路图 你认为 填 甲电路 乙电路 或 两个电路都 不 可行 3 按正确的电路连接电路 闭合电键后移动滑动变阻器 测得多组电压表和电流表 的示数在 u i 坐标纸上描点 并绘制出如下图所示图线 请根据图线求出电源的 电动势 e v 电源内阻 r 5 15 8 分 如图 在真空中有两个点电荷 a 和 b 电量分别为 q 和 2q 它们相距 l 如 果在两点电荷连线的中点 o 有一个半径为 r 2r l 的空心金属球 且球心位于 o 点 求 1 q 在 o 点产生的电场强度的大小与方向 2 球壳上的感应电荷在 o 点处产生的场强大小和方向 16 8 分 一带电荷量 q 6 4 10 19c 质量 m 1 6 10 25kg 的粒子 从 a 以初速度 v0 m s 沿垂于电场线方向进入电场强度大小为 42 102 e 100v m 方向竖直向下的匀强偏转电场 已知粒子经 b 点穿越 偏转电场 其速度方向偏转了 45 若不计粒子重力 求 1 a b 之间的电势差 2 偏转电场的宽度 l 17 14 分 如图所示 两根光滑的足够长直金属导轨 ab cd 平行置 于竖直面内 导轨间距为 l 在导轨上端接有阻值为 r 的电阻 整 个系统置于匀强磁场中 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直 现 将一质量为 m 电阻为 r 的金属棒 mn 从图示位置由静止开始释放 金属棒下落过程中保持水平 且与导轨接触良好 金属棒下落高度 为 h 时恰好达到最大速度 vm 重力加速度为 g 不计导轨的电阻 求 1 磁感应强度 b 的大小 2 金属棒从开始释放到下落高度为 h 的过程中 电阻 r 上产生电热 qr 18 16 分 如图所示 坐标平面第 象限内存在大小为 e 4 105n c 方向水平向左的匀 强电场 在第 象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场 比荷 2 5 109c kg 的带 m q 正电的粒子 以初速度v0 2 107m s 从x轴上的 a 点垂直x轴射入电场 oa 0 2m 不计粒子的重力 1 求粒子在电场中运动的加速度大小 6 2 求粒子经过 y 轴时的位置到原点 o 的距离 3 若要使粒子不能进入第 象限 求磁感应强度 b 的取值范围 不考虑粒子第二次进 入电场后的运动情况 高二物理答案 题号 123456789101112 答案 caccacbdadadbcbc 13 1 2 150 102 30 2 1 17 0 3 29900 14 1 r1 2 甲电路 3 1 50 0 5 15 解 1 根据点电荷电场强度的计算公式可得 q 在 o 点产生的电场强度的大小为 e1 方向向左 4 分 2 由于球内 o 点的合场强为零 则感应电荷在 o 点的电场强度等于 a 和 b 处电荷在 o 点的电场强度的叠加 则有 e2 e1 e1 方向向右 4 分 16 解 1 依题意得 1 分 从 a 到 b 由动能定理得 2 分 7 解得 uab 100v 1 分 2 粒子在竖直方向移动的距离 1 分 又速度偏转角满足 且 l v0t 4 分 联立解得 l 2m 偏转电场宽度为 2m 1 分 17 解 1 金属棒开始下滑作加速度减小的加速运动 最后匀速运动 设磁感应强度为 b 据法拉第电磁感应定律 有 e blvm 2 分 据闭合电路欧姆定律 i 1 分 e rr 最终导体棒平衡时 mg bil 2 分 联立解得 b 2 分 2 m mg rr l v 2 金属棒下落过程 由能量守恒定律得 mgh 总 3 分 电阻产生的焦耳热 qr 2 分 解得 qr mgh 2 分 18 解 1 由牛顿第二定律得 a 代入数据解得 a 1 0 1015m s2 3 分 2 设粒子在电场中运动的时间为 t 粒子经过 y 轴时的位置与原点 o 的距离为 y 则 xoa at2 代入