2019-2020学年北京九中高二(上)期末物理试卷

1、2019-2020 学年北京九中高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共13 小题，共 39.0 分）1.如图所示，真空中有带电量Q 的点电荷位于某点P 处，已知点P 在 M、 N 连线上且 ?= 3?，则该点电荷在 M 点和 N 点产生的电场强度 ? 和 ? 的大小关系正确? ?的是()A.?B. ?C.?1?D. ?1?39?= 3? = 9?=? =?2. 某静电场的电场线分布如图所示，图中 P、Q 两点的电场强度的大小分别为?和 ?，电势分别为 ? 和?，则?()A. ? ?，? ? ?B. ? ?，? ? ?C. ? ? ?D. ? ?，? ?) 仍沿平行于板面方向射入电场，经过时

2、间?射出2212电场，射出时沿垂直于板面方向偏移的距离为 ?2 .不计电子的重力，则下列关系式中正确的是 ( )A. 12B. 12C. 12D. 12? ? ?， .沿电场线的方向电势降低，? ?故选： A。根据 P、Q 两点处电场线的疏密比较电场强度的大小 根据沿电场线的方向电势降低掌握电场线的特点： 疏密表示强弱， 沿电场线的方向电势降低3.【答案】 C【解析】 解： A、磁场方向垂直纸面向里，电流方向水平向右，根据左手定则，安培力方向竖直向上，故 A 错误。B、磁场方向水平向右，速度也水平向右，不受洛伦兹力，故B 错误。C、磁场方向垂直纸面向外， 电流方向竖直向上， 根据左手定则， 安

3、培力方向水平向右，故 C正确。D 、竖直向上的通电直导线，根据安培定则， 磁感应线方向应该是逆时针( 从上向下看 )，故D错误。故选： C。根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。 根据左手定则来判断安培力 ( 或洛伦兹力 ) 的方向，并依据安培定则：大拇指指向电流方向，则四指指向磁场方向，即可求解。本题就是对左手定则的直接考查，注意与右手定则的区别是关键，同时掌握安培定则，比较简单。4.【答案】 A【解析】 解：根据 ?=?可知： ?=，由于电容器不变， 因此电压 U 和电量 Q 成正比，?故 A 正确 BCD 错误。故选： A。明确电容

4、器的电容由本身的性质决定，与 Q 和 U 无关，根据 ?= ?，知 U 与 Q 成正比。解决本题的关键掌握电容的定义式为?= ?，知道 C 与 Q 和 U 无关，根据 ?= ?，知 Q?与 U 成正比，同时根据电容器的决定式理解电容器电容大小与那些因素有关。第8页，共 16页5.【答案】 A【解析】 解： A、根据 ?=?可知，当 B 与 I 垂直时， F 与 I 成正比，且 ?- ?图象的斜率表示的是 BL 的乘积，而磁感应强度B 是有磁场本身性质决定的，L 表示该导线的长度，所以 B 与 L 的乘积不变，即图象的斜率不变，故A 正确， BCD 错误。故选： A。根据公式 ?= ?很容易判断

5、出F 与 I 的关系以及图象的斜率含义，就可判断图象的形状。一方面考察对公式 ?= ?的函数关系的认识，另一方面考察图象的斜率意义。6.【答案】 C【解析】 【分析】首先根据电流强度的定义可以求得t 时间内通过导线横截面积的总的电荷量的大小，进而可以求得自由电子的个数，再根据电流的微观的表达式，根据电阻的运动的速率大小也可以求得通过导线横截面的自由电子的个数。本题计算自由电子的个数，要注意从不同的角度来分析问题，一是从微观运动的角度，二是从电流强度的角度。【解答】在 ?时间内，以速度 v 移动的电子在铜导线中通过的距离为?，由于铜导线的横截面积为 S，则在 ?时间内，电子经过的导线体积为：?=

6、 ?又由于单位体积的导线有n 个自由电子， 则在 ?时间内， 通过导线横截面的自由电子数目可表示为： ?= ?由于流经导线的电流为I ，则在 ?时间内，流经导线的电荷量为?= ?，而电子的电e? = ?C正确，荷量为 ，则 ?时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：?，故ABD 错误。故选 C。7.【答案】 C【解析】 解：一个电子以初速度?沿平行于板面方向射入电场，经过时间?射出电场，11射出时沿垂直于板面方向偏移的距离为?；电子在电场中做类平抛运动，可将沿着速度1与加速度方向进行分解，速度方向做匀速直线运动，而加速度方向做初速度为零的匀加速直线运动，设金属板长度为L，依据运动学公式，及

7、加速度相等，则有： ?=?12；，而 ?=1?1?211同理，则有： ? =?12；?，而 ?22 =2?22由于 ? ?，因此 ? ?，2112且有 ? ? ，故 ABD 错误， C 正确；12故选： C。带电粒子垂直进入电场，做类平抛运动，根据平抛运动处理规律，结合运动学公式，即可求解。考查类平抛运动处理规律，掌握运动的合成与分解的应用，理解运动学公式的内容。8.【答案】 A【解析】 解：第一次从点 M 进入磁场，从点 N 射出，故 M、N 是轨迹上的两个点，连线的中垂线通过圆心，经过 M 点时，洛伦兹力提供向心力，判断出洛伦兹力的方向是第9页，共 16页平行纸面向上并指向C 点，故得到

8、C 即为圆心，半径R 等于线段 CM 的长度，即正方向边长的一半；洛伦兹力提供向心力，有2?= ?，解得 ?=，该带电粒子的速度减小为原来的一?半后，半径减小为一半；故圆心移到线段CM 的中点，轨迹如图；故选： A。带电粒子垂直磁场方向进入磁场后，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力；根据洛伦兹力提供向心力和轨迹上两点的连线的中垂线都通过圆心找到圆心，确定半径；改变速度后，根据洛伦兹力提供向心力求出新的半径，再次根据洛伦兹力提供向心力找出圆心，画出轨迹。本题关键在于找出圆心、确定轨迹、求出半径，同时要结合洛伦兹力提供向心力进行分析计算。9.【答案】 C【解析】 解：当悬线断裂后，带电

9、小球受到电场力和重力两个力作用，两个力均恒定，则小球所受的合外力恒定，所以，小球的加速度不变，小球将由静止开始做匀加速直线运动，故C 正确， ABD 错误。故选： C。当悬线断裂后，分析小球的受力得知合外力恒定，故加速度恒定，进而得到小球做匀加速直线运动。物体所受合外力与速度方向相同或相反， 那么物体做直线运动； 物体所受合外力与速度成一定夹角，则物体做曲线运动。10.【答案】 B【解析】 解： A、通过电阻的电流为?= ?-?=160-110 ?= 5?，因为电动机与电阻是串?10联，所以通过他们的电流相等，故A 错误；B、由上面 A 的分析可知，通过电动机的电流为5A，故 B 正确；C、电

10、动机消耗的功率为?= ?= 110 5? = 550? ，故 C 错误；2D 、电动机的发热功率为? = ?= 52 2? = 50? ，故 D 错误。热故选： B。先根据电压分配规律计算出电阻两端的电压，然后根据欧姆定律计算出电路中的电流，进而得到通过电动机的电流，电动机消耗的功率以及电动机的输出功率、发热功率。含有电动机的电路不是纯电阻电路， 不能用欧姆定律计算通过电动机的电流， 电动机的三个功率计算要掌握其方法。11.【答案】 D【解析】 解：当使用 a、b 两个端点时，由欧姆定律得? = ?(? + ? = 5? =1?1?，可得?500?当使用 a、c 两个端点时，由欧姆定律得?=(

11、? + ?+ ?)= 110-3(20103+2? 21?4.5 10 3 + 500) = 25?，第10 页，共 16页则D正确故选： D。将电流表改装成电压表时应串联大电阻，示数为表头及电阻两端的总电压本题考查电流表的改装，把电流表改装为电压表，应串联大电阻，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题12.【答案】 C【解析】 解： A、由粒子在 ?中的偏转知粒子带正电，则受电场力向右，则粒子在选择0器中受水平向左的洛伦兹力，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故A 错误；?B 错误；，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故B、由 ?= ?，得 ?= ?=?C 正确；C、由 ?，知荷质比

12、越大， R 越小，越靠近狭缝，故? ?0D?上的粒子，在磁场 ?中做匀速圆周运动， 运动的时间等于?=? ?=2?2，、所有打在 ? 2?则 ?= ?0，故 D 错误故选： C。粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性 根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度 通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动13.【答案】 A【解析】 解： A、有图可知，电场的电场强度?= ?0 ，方向沿 x 轴正方向，所以粒子所?受电场力大小为 ?= ?=? 0，故 A 正确

13、；?B、由图可知?11?0- 0=1?0，处的电势为2?0，所以粒子的电势能减少量是 ?= ?222故 B错误；C、 Od 间的电势差为 ?0?=?- ?= ?0 ，故 C 错误；D 、图象是一条倾斜的直线，斜率恒定，所以场强大小不变，粒子的加速度不变，故D错误。故选： A。图象的斜率表示场强大小；电势能的减少量等于两点的电势能之差；两点间的电势差等于两点的电势之差；粒子受电场力恒定，所以加速度不变。 ?- ?图象的斜率表示场强大小，其它的关于电势能大小的变化、电势差的大小很容易根据电场的基本概念做出判断。14.【答案】 BD【解析】 解： A、电荷仅受电场力，加速度的方向为电场力的方向正电荷

14、在Q 点受电场力的方向与该处电场线方向相切，而电场线与等势线是互相垂直的，所以在 Q 点的加速度的方向为垂直于等势面向下，应与图示的箭头方向垂直向下，故A 错误B、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故 a 等势线的电势最高，故 B 正确CD 、根据质点受力情况可知， 从 P 到 Q 过程中电场力做正功， 电势能降低， 动能增大，故 C错误，D正确第11 页，共 16页故选： BD由于质点只受电场力作用， 根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电， 因此电场线方向也指向右下方； 电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电

15、场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场的场强大解决这类带电粒子在电场中运动的思路是： 根据运动轨迹判断出所受电场力方向， 然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化15.【答案】 2112? ? ? ? 8.0 2.0 B【解析】 解： (1)因为灯泡的额定电压为3.8?，所以电压表选择?，电源选用 ?；由于12灯泡的额定电流为?=?210，=?= ?3.819，所以电流表选择 ?2由于灯泡的电阻小，为了方便操作，滑动变阻器选择?。1(2) 根据图象可知， 当电压为 4.0?时，通过灯泡的电流为 0.5?，所以灯泡的电阻为?= =?4.00.5 ?= 8?，其功率为 ?=

16、?= 4 0.5? = 2?。(3) 滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器滑动头P 从左往右滑动时，小灯泡两端电压逐渐增大， 因小灯泡的电阻和滑动变阻器的最大阻值接近，故小灯泡两端电压接近线性变化，故 B 正确， ACD 错误；故选： B。故答案为： (1)? ， ?， ? ，?2112(2)8.0 ， 2.0；(3)?。(1) 根据灯泡的额定电流和额定电压选择电压表和电流表，为了方便操作选择电阻值减小的滑动变阻器。(2) 根据图象分析电压为 4V 时的电流， 根据欧姆定律求解灯丝的电阻， 根据 ?= ?求解灯泡消耗的电功率。(3) 滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器滑动头P 从左往右滑动时

17、，小灯泡两端电压逐渐增大， 因小灯泡的电阻和滑动变阻器的最大阻值接近，故小灯泡两端电压接近线性变化。本题考查了电学的实验问题，解题的关键是熟练电表连接及选取，会根据电阻及电路情况选择适当的滑动变阻器；熟练掌握实验原理进行解题。16.【答案】 1.5 0.73 AC D【解析】 解： (1) 连点作图由图可知电动势 ? 1.5-1.1?= 0.73?= 1.5?，内阻 ?=0.55 ?第12 页，共 16页(2)?、当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的?- ?图象如图所示，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，故A 正确， B

18、 错误；?CD 、电源内阻 ?= ? ，由图象可知，电源内阻测量值小于真实值，故D 错误， C 正确短故选： AC(3)?、用一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器做实验可以测出多组U、 I 值，根据闭合回路欧姆定律可得：?= ?+ ?，可测量多组数据到式求解，故A 正确；B、用一个伏特表和多个定值电阻做实验，可以测出多组U 、R 值，根据欧姆定律可得：?= ?+ ?，可以列方程组求出E、 r，故 B 正确；C、用一个安培表和一个电阻箱，可以测出多组I R、 值，根据欧姆定律可得： ?= ?(?+ ?)，可以列方程组求出 E、 r，故 C 正确；D .两个安倍表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动

19、变阻器电阻，故无法测量，故 D 错误；本题选最不可取的，故选：D。故答案为： (1)1.5 0.73(2)? (3)?(1) 根据给出的数据点，采用描点法作图即： ?- ?图象中，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源的内阻。(2) 根据实验电路图及误差来源分析实验误差。(3) 明确闭合电路欧姆定律的表达式的正确书写即可明确对应的实验方法。本题考查了连接实物电路图、求电源电动势与内阻、实验误差分析，连接实物电路图时要注意电表正负接线柱不要接反，要掌握应用图象法分析实验误差的方法。17.【答案】 解： (1) 导体棒受重力、斜面的支持力、安培力，受力如图所示(2) 根据平衡条件得：

20、? = ?；安(3) 安培力的计算公式得： ?安 = ?解得： ?=?答： (1) 导体棒在斜面上的受力示意图如图所示；(2) 导体棒所受安培力的大小是?；(3) 匀强磁场磁感应强度的大小是?。?【解析】 (1) 对导体棒受力分析，画出受力示意图；(2) 根据平衡条件求得导体棒所受安培力的大小；(3) 安培力的计算公式求解磁感应强度大小。本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题， 解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答。18.【答案】 解： (1) 感应电动势： ?= ?= 1?0.4? 5?/?= 2?；第13 页，共 16页? 2?故感应电流： ?= ?+?= 1?

21、+1? = 1?；导体两端电压：?= ?= 1?1? = 1?；(2) 金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为：? = ?= 1?1?0.4? =安0.4?，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：?= ?= 0.4?安，所以拉力的冲量? = ?= 0.4?0.1?= 0.04?；?(3)0.1?内导体棒的位移：?= ?= 5?/?0.1?= 0.5?，拉力做功： ?= ?= 0.4? 0.5? =0.2?；答： (1) 导体棒的感应电动势 E 为 2V；回路中的感应电流I 为 1A；导体棒两端的电压 U为1V；(2)拉力 F 的大小为 0.4?；在 0.1?时间内，拉力的大小为

22、 0.04? ?；F 的冲量 ?(3)在 0.1?时间内，拉力 F 做的功 ?为0.2?。【解析】 (1) 根据 ?= ?即可求出感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律即可求出感应电流；应用欧姆定律求出导体棒两端电压。(2)根据 ?= ?求出安培力， 由平衡条件求出拉力大小，再根据冲量的定义即可确定拉力的冲量。(3) 求出 0.1?内导体棒的位移，然后应用功是计算公式求出拉力做功。本题是电磁感应与电路、 力学相结合的综合题， 根据题意分析清楚导体棒的运动过程是解题的前提，应用 ?= ?、欧姆定律、安培力公式与功的计算公式即可解题。2?19.【答案】 解： (1) 根据牛顿第二定律得：? ，可得：

23、?=?= ? ?质子做匀速圆周运动的频率： ?=1?= 2?= 2?质子运动一周加速两次， 加速电场方向改变两次， 所以交变电场的频率与质子圆周运动的频率相等。2?(2) 质子加速完，根据牛顿第二定律得：?= ? ?，可得： ?=?12质子出射时做圆周运动的半径为金属盒的半径，2(?)此时质子的动能为： ?=? =2?2(3) 粒子每加速一次动能增加qU，第 n 次被加速后粒子的动能：12?= 2 ?又粒子的最大速度： ?=?2 2，代入解得： ?=?2?答： (1) 交变电场的频率f 为 2?；2(?)(2) 质子加速完毕出射时的动能?为；2?(3) 质子在回旋加速器中运动的圈数22n 为?

24、 。2?【解析】 (1) 根据回旋加速器的工作原理，它靠电场加速，靠磁场束缚在D 形盒内。但必须满足粒子回旋的周期与交变的周期相等，才能使粒子一次次加速；(2) 随着粒子速度的增大，半径也逐步增大，当半径达到D 形盒的半径时，动能达到最大；第14 页，共 16页( 因为其半(3) 这些动能均是靠电场力做功获得，用最大动能除以一次做的功，则就能求出回旋的次数。本题考查的是回旋加速器原理，它靠电场加速，但最大动能是由磁场来决定径只能增大到D 形盒的半径 ) 。靠磁场约束加速回旋，但加速次数由电场来决定。20.【答案】解：(1) 电子在加速电场中加速的过程，只有电场力做功，根据动能定理得：12?1=

25、 2 ?0解得： ?0= 2?1。?电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有：?= ?。?= ?2?01偏转电场的电场强度为：?=?2?则电子受到的电场力为：?=?=?2?=?2电子在偏转电场中的加速度为：? =?电子在离开偏转电场时的纵向偏移量?=12?22? ?解得 ?=24?1?电子离开偏转电场时速度的反向延长线经过水平中轴线的中点，根据相似三角形得：1? 2?= 1 ? 2 ?+?解得 ?= (?+2?)?4?1 ?(2) 已知 ?2 = 2.0 10 2 ?， ?= 4.0 10-2 ?， ? = 9.1 10 -31 ?， ?= 1.6 10 -19 ?，2 。?= 10?/?电子所受的重力为：?= ?= 9.1 10-3110? = 9.1 10 -30?-1921.6 102.0 10-16电子受到的电场力为：?=2=-2?= 8 10?