陕西省宝鸡市渭滨区2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）

陕西省宝鸡市渭滨区2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）一、选择题（本题共15小题，共50分，在每小题的四个选项中，第1-10题只有一项符合题目要求，每题3分。第11-15题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但选不全得2分，有错或不选的得0分，并把选项填涂在答题卡上）1.下列关于物理学史，说法错误的是 （ ）a. 1820年，丹麦物理学家奥斯特电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应b. 1832年，美国物理学亨利发现自感现象c. 1834年，俄国物理学家楞次确定感应电流方向的定律楞次定律d. 1831年，法国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应现象【答案】d【解析】【详解】a丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体可以使周围的磁针偏转，即电流的磁效应，a正确，不符合题意；b美国物理学亨利发现自感现象，即因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象，b正确，不符合题意；c俄国物理学家楞次提出了感应电流方向判断的方法，即楞次定律，c正确，不符合题意；d英国物理学家法拉第发现了磁场产生感应电流的条件，纽曼和韦伯总结出了电磁感应的规律，d错误，符合题意。2.在点电荷q的电场中，一个粒子()通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是( )a. q可能为正电荷，也可能为负电荷b. 运动中粒子总是克服电场力做功c. 粒子经过两等势面动能ekaekbd. 粒子在两等势面上的电势能epaepb【答案】c【解析】【详解】a.根据轨迹可以知道，粒子受到的力为斥力，所以q带正电，a错误b.因为q带正电，从b到a电场力做正功，b错误c.因为从b到a电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以ekaekb，epaepb，c正确d错误3.一个空气平行板电容器，极板间距离为，正对面积为，充以电荷量后，两极板间电压为，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()a. 将电压变为b. 将带电荷量变为c. 将极板正对面积变为d. 将两极板间距离变为原来的2倍【答案】c【解析】【详解】ab电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式：可知，电容c与q、u无关，ab错误；cd根据电容的决定式：可知将极板正对面积变为，电容变原来的2倍，将两极板间距离变为原来的2倍，电容变为原来的，c正确，d错误。4.如图所示，、是某电场中同一条电场线上的三点。已知。下列判断正确的是( ) a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】a沿电场线方向电势降低，所以满足，a正确；b若匀强电场，根据可知即：若为非匀强电场，则无法判断和的关系，b错误；cd根据一条电场线无法判断电场的强弱程度，所以电场强度的大小关系未知，cd错误。5. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面ab上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为r，cd为通过半球顶点与球心o的轴线，在轴线上有m、n两点，om=on=2r已知m点的场强大小为e，则n点的场强大小为:a. b. c. d. 【答案】b【解析】【分析】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，假设将带电量为2q的球面放在o处在m、n点所产生的电场和半球面在m点的场强对比求解【详解】若将带电量为2q的球面放在o处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场则在m、n点所产生的电场为 由题知当半球面如图所示m点的场强大小为为e，则n点的场强为故选b【点睛】本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系6.电动势为e、内阻为r的电源与定值电阻r1、r2及滑动变阻器r连接成如图3所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（ ）a. 电压表和电流表读数都增大b. 电压表和电流表读数都减小c. 电压表读数增大，电流表读数减小d. 电压表读数减小，电流表读数增大【答案】a【解析】【详解】当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，接在电路中的电阻变大，总电阻也变大，总电流变小，内电压变小，输出电压变大（v表读数变大），u1变小，u2变大，i2变大，a表读数变大，选项a正确7.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同。它们的截面处于一个等边三角形abc的a和b处。如图所示，两通电导线在c处的磁场的磁感应强度的值都是b，则c处磁场的总磁感应强度的大小是a. bb. 2bc. bd. b【答案】d【解析】【详解】根据安培定则可知，导线a在c处产生的磁场方向垂直于ac方向向右，导线b在c处产生的磁场方向垂直于bc方向向右，则磁场在c处相互叠加，如图所示，根据几何关系知合磁感强度为，故d项正确，abc三项错误8.电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m2.0g的弹体(包括金属杆ef的质量)加速到6km/s，若这种装置的轨道宽为d2m，长l100m，电流i10a，轨道摩擦不计且金属杆ef与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是()a. b18 t，pm1.08108wb. b0.6 t，pm7.2104wc. b0.6 t，pm3.6106wd. b18 t，pm2.16106w【答案】d【解析】【详解】通电金属杆在磁场中受安培力的作用而对弹体加速，由功能关系得bidl，代入数值解得b18 t；当速度最大时磁场力的功率也最大，即pmbidvm，代入数值得pm2.16106w，故abc错误，d正确故选d9.如图所示，截面为正方形的容器在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，忽略电子间的作用，下列说法正确的是( ) a. 从cd两孔射出的电子速度之比为v1v221b. 从cd两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为t1t212c. 从cd两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1a221d. 从cd两孔射出电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1a21【答案】abc【解析】【详解】a设磁场边长为a，如图所示，粒子从c点离开，其半径为rc，粒子从d点离开，其半径为rd由得出半径公式，又由运动轨迹知rc=2rd则有vc：vd=2：1，a正确；b由根据圆心角求出运行时间运行时间，tc=，则tc：td=1：2，b正确；cd向心加速度：则ac：ad=2：1，c正确，d错误。故选abc。【点睛】本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于确定圆心及由几何关系求出半径掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式，和周期公式10.如图所示,线圈匝数为,横截面积为,线圈电阻为,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为,定值电阻的阻值为.由此可知,下列说法正确的是（ ）a. 电容器下极板带正电b. 电容器上极板带负电c. 电容器所带电荷量为d. 电容器所带电荷量为【答案】c【解析】【详解】ab磁感应强度增大，根据楞次定律可知通过电阻r的电流为从左向右，所以r左端电势高于右端电势，则并联在定值电阻两端的电容器上极板电势高带正电，下极板带负电，ab错误；cd根法拉第电磁感应定律求解感应电动势：外电阻r分压：电容器上的带电量：c正确，d错误。11.两个带等量正电荷的点电荷，o点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()a. 电子在从a向o运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大b. 电子在从a向o运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大c. 电子运动到o时，加速度为零，速度最大d. 电子通过o后，速度越来越小，一直到速度为零【答案】cd【解析】【详解】ab在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向oa，电子从a点到o点运动的过程中，电场力方向ao，故加速度向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，o点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断故ab错误；c越过o点后，电子做减速运动，则点电荷运动到o点时速度最大电场力为零，加速度为零故c正确；d根据电场线的对称性可知，越过o点后，电子做减速运动，速度越来越小，一直到速度为零故d正确【点睛】本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性；同时要能够结合力与运动的关系进行分析12.在电场中把的正电荷从点移到点，电场力做功，再把这个电荷从点移到点，电场力做功。则下列说法正确的是a. 、三点中电势最高的是点b. 若把的电荷从点移到点，电场力做功为c. 之间的电势差为d. 之间的电势差为【答案】bc【解析】【详解】acd根据题意：解得：零电势的选取是任意的，题中未指定零电势，所以假设，则，所以c点电势最高，故ad错误，c正确；b据电势差与电势关系可得：则将另一电荷由a移到c电场力做功：故b正确。13.如图所示，电源的电动势为，内阻为，为电阻箱图乙为电源的输出功率与电流表示数的关系图象，电流表为理想电表，其中电流为、时对应的外电阻分别为、，电源的效率分别为、，输出功率均为，下列说法中正确的是( ) a. b. c. d. 【答案】bcd【解析】【详解】a外电路只有电阻，所以电源的输出功率即消耗的电功率，根据：，所以，a错误；b电源的输出功率：根据图像电功率相等：解得：，b正确；c根据图像电功率相等：根据闭合电路欧姆定律：将电流表达式代入电功率表达式，解得：，c正确；d电源效率：根据图像可知：所以：，d正确。14.如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成若静电分析器通道中心线的半径为r，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为e，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为b、方向垂直于纸面向外一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由p点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的q点不计粒子重力下列说法正确的是()a. 极板m比极板n的电势高b. 加速电场的电压u=erc. 直径pq=2bd. 若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷【答案】ad【解析】试题分析：带电粒子要打到胶片q上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板m比极板n电势高，a对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即，再根据可知，b错；带电粒子垂直进入磁分析器，直径pq=2r，c错；若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，即半径相同，根据和可知，即只与带电粒子的比荷有关考点：本题考查了带电粒子在组合场中的运动15.如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来下列判断中正确的是（ ）a. 俯视观察，线框沿逆时针方向旋转b. 线框能旋转起来，这是属于电磁感应现象c. 电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率d. 旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大【答案】ac【解析】【详解】ab小磁铁产生的磁场方向为线框的下端a向下流向磁铁，对线框的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为s极，下端为n极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以，由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应，a错误，b正确；c因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率，c正确；d受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大，d错误。二、填空与实验题（每空或每问2分，计32分）16.如图所示，点电荷、固定在一直线上，与的距离是与的距离的2倍，若每个电荷所受库仑力的合力均为零，则电量大小之比：=_。【答案】36：4：9【解析】【详解】根据平衡条件可知，和带同种电荷，与电性相反，假设与的距离为，则：对：对：联立解得：=36：4：917.设金属导体的横截面积为，单位体积内的自由电子数为，自由电子定向移动速度为，那么在时间内通过某一横截面积的自由电子数为_；若电子的电荷量为，导体中的电流为，则电子定向移动的速率为_。【答案】 (1). (2). 【解析】【详解】1在时间内通过某一横截面积自由电子数为：；2根据电流的定义式：解得：18.如图所示,当可变电阻r调到20,电流表的读数为0.3a,当可变电阻r调到10,电流表的读数为0.4a,则电源的电动势e=_v,内阻r=_。【答案】 (1). 12 (2). 20【解析】【详解】12由闭合回路欧姆定律可得（r表示外电路总电阻）故当可变电阻r调到20,电流表的读数为0.3a时有a当可变电阻r调到10,电流表读数为0.4a时有a联立两式可得v，19.质子（）和粒子（）从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两个粒子的动能之比为_，轨道半径之比为_，周期之比为_【答案】 (1). 1:2 (2). (3). 1:2【解析】【详解】1由动能定理知两个粒子的动能之比即是电场力做功之比，则有：2由得：由动能定理得：得：联立得：则有：3由周期公式得20.某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，示数如图所示，由图可读出_，_。【答案】 (1). 2.25 (2). 6.860【解析】【详解】1游标卡尺的读数：；2螺旋测微器读数：。21.一个量程为 0300a的电流表，内阻为1000，再给它串联一个 99000的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为 _v ，用它来测量一段电路两端的电压时，表盘指针如图，这段电路两端的电压是_v【答案】 (1). 30 (2). 23.0【解析】【详解】根据题意可知，电压表量程：；因为量程是30v，将对应刻度缩小10倍即可，所以电压为23.0v22.一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。两表笔中是黑表笔的是_，当转换开关旋到位置3时，可用来测量_；当旋到位置_时，可用来测量电流，其中旋到位置_时量程较大。【答案】 (1). b (2). 电阻 (3). 1或2 (4). 1【解析】【详解】1当多用电表测电阻时，内部电源的正极和黑表笔连接，所以黑表笔是b；2当转换开关旋到位置3时，表笔和内部电源连接，所以可以用来测量电阻；3当旋到位置1或2，表头和电阻并联，并联电阻起分流作用，所以用来测电流；4当旋到位置1时，并联的电阻较小，且表头与一个电阻串联，分流较大，所以1位置的电流量程较大。三、计算题（共18分。期中第22题9分，第23题9分。 解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）23.如图所示，用长为l的绝缘细线拴住一个质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）后悬挂于o点，整个装置处于水平向右的匀强电场