2019-2020学年贵州省铜仁市思南中学高二(上)期末物理试卷

1、2019-2020 学年贵州省铜仁市思南中学高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共7 小题，共28.0 分）1. 真空中两个点电荷之间的静电力为F ，如果它们之间的距离以及每个点电荷的电荷量都增加为原来的2 倍，则它们之间的静电力将变为原来的()A. 4倍B. 2倍C.1倍D. 0.5倍2. 如图所示，正点电荷放在 O 点，图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线。 以水平电场线上的 ?点为圆心画一个圆，与电场线分别相交于 a、 b、 c、d、 e，下列说法正确的是 ( )A. b、 e 两点的电场强度相同B. a 点电势高于 e 点电势C. 电子沿圆周由 d 运动到 b，电场力做正功，

2、电势能减少D. b、 c 两点间电势差等于e、d 两点间电势差3.静电计可以用来测量电容器的电压。 如图把它的金属球与平行板电容器一个极板连接，金属外壳与另一极板同时接地，从指针偏转角度可以推知两导体板间电势差的大小。 现在对电容器充完电后与电源断开， 然后将一块电介质板插入两导体板之间，则 ()A. 电容 C 增大，板间场强B. 电容 C 增大，板间场强C. 电容 C 增大，板间场强D. 电容 C 增大，板间场强E 减小，静电计指针偏角减小E 增大，静电计指针偏角减小E 增大，静电计指针偏角增大E 减小，静电计指针偏角增大4.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是()A

3、. 电源的电动势为 6.0 VB. 电源的内阻为12?C. 电源的短路电流为0.5?D. 电流为0.3?16?时的外电阻是5. 额定电压为 4.0?的直流电动机的线圈电阻为 1.0?，正常工作时， 电动机线圈每秒产生的热量为 4.0?，下列计算结果正确的是 ( )A. 电动机正常工作时的电流强度为2.0?B. 电动机正常工作时的输出功率为8.0?C. 电动机每秒将电能转化成机械能为16.0?D. 电动机正常工作时的输入功率为4.0?6. 如图所示的电路中，当变阻器?的滑动片向上移动时 ( )3第1页，共 13页A. 电压表示数变小，电流表示数变大B. 电压表示数变大，电流表示数变小C. 电压表

4、示数变大，电流表示数变大D. 电压表示数变小，电流表示数变小7. 在如图(?)?为定值电阻， ?为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动2所示的电路中，1变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端，两个电压表 (内阻极大 ) 的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(?)所示。则 ()A. 图线甲是电压表示数随电流变化的图线?1B. 电源内电阻的阻值为10?C. 电源的最大输出功率为1.5?D. 滑动变阻器 ?2的最大功率为 0.9?二、多选题（本大题共3 小题，共 12.0 分）8. 科学家研究发现：因太阳风的带电粒子吸附作用，土星环正在消失。这是因为土星环中的带电的冰质颗粒， 在土星引力和磁场的作用下

5、坠入土星。 假设土星的自转方向以及周围的磁场分布与地球相似， 土星环中的所有冰质颗粒在土星赤道上空自西向东公转，除带电冰质颗粒外， 剩余土星环中的颗粒轨道半径不变， 则可以推断 ( )A. 若土星磁场是因土星带电而形成，则土星带负电B. 土星环中带电冰质颗粒受到的洛伦兹力沿轨道半径远离土星球心C. 太阳风中的带正电粒子是冰质颗粒主要吸附的粒子D. 因土星吸附了带电冰质颗粒，质量变大，在轨运行的土星环的运动周期将变小9. 如图所示，在倾角为 ?的光滑轨道上，质量为 m 的金属杆PQ 垂直轨道放置， 轨道间距为 ?接.通电源金属杆中通过的电流为 ?当.加上垂直于金属杆PQ 的某一方向的匀强磁场后，

6、杆 PQ 处于静止状态，则所加磁场的磁感应强度大小可能为()?A.?B. ?2C. ?2?D.2?第2页，共 13页10. 如图所示， 在边长为 a 的等边三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量为 m，速率为 v 的粒子从 A点垂直磁场方向沿AB 进入磁场区域，不计粒子重力， 粒子离开磁场时的速度方向与AC 平行，则 ()A.B.粒子带负电粒子做圆周运动的半径为3?2C. 粒子的电量为2 3?3?D. 粒子在磁场中运动的时间为3?4?三、实验题（本大题共3 小题，共25.0 分）11. 某同学用游标卡尺测量电阻元件的长度为L，用螺旋测微器测量金属丝直径d。(1) 电阻元

7、件长L为_cm，金属丝的直径d为_mm；(2) 选用“ 10”倍率的电阻挡估测元件电阻，发现多用表指针偏转过大，因此需选择 _倍率的电阻挡 ( 填：“ 1”或“ 100 ”) 。并先进行 _再进行测量，之后多用表的示数如图3 所示，测量结果为?= _?。12.某同学用伏安法测定待测电阻?的阻值 ( 约为 20?)除了 ?、开关 S、导线外，还有?下列器材供选用：A.(量程03，内阻约3?)电压表B.量程，内阻约 10?)电压表 (015?C.电流表 ( 量程 0200?，内阻约 5?)D. ，内阻约 0.05?)电流表 ( 量程03?E.电源 (电动势3V，额定电流 0.5?，内阻不计 )F.

8、电源 (电动 15V，额定电流2.5?，内阻不计 )G.滑动变阻器 ?0 (阻值范围 0 5?，额定电流 2?) 为使测量尽量准确， 电压表选用 _，电流表选用 _，电源选用 _。(均填器材的字母代号 ) 画出测量 ?阻值的实验电路图。13. 有一个电流表? = 30?= 1?G，内阻 ?，满偏电流 ?，(1) 要把它改装为量程为 0 - 3?的电压表，应如何办？改装后电压表的内阻多大？(2) 要把它改装为量程为 0 - 6?的电流表，应如何办？改装后电流表的内阻多大四、计算题（本大题共3 小题，共35.0 分）14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离 ?= 0.40?，金属导轨所在的平面与水

9、平面夹角 ?= 37，在导轨所在平面内分布着磁感应强度 ?= 0.50?、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。 金属导轨的一端接有电动势?= 4.5?，内阻 ?= 0.50?的直流电源。现把一个质量? = 0.040?的导体棒ab 放在金属导轨第3页，共 13页N 点离开上，导体棒保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻2，已知 ?37=0.60 ，?0 = 2.5?，金属导轨电阻不计， g 取 10?/?37= 0.80 ，求：(1) 导体棒受到的安培力大小；(2) 导体棒受到的摩擦力的大小和方向。15. 如图所示，一带电粒子垂直射入匀强电场，经电场偏转后从

10、磁场的左边界上M 点进入垂直纸面向外的匀强磁场中， 最后从磁场的左边界上的磁场已知带电粒子比荷? = 3.2 10 9 ?/?，电场?强度 ?= 200?/?，MN 间距 ? = 1?，金属板长?= 25?，粒子初速度 ? = 4 10 5 ?/?带.电粒子0重力忽略不计，求：(1) 粒子射出电场时的运动方向与初速度?的夹角 ?；0(2) 磁感应强度 B 的大小16.如图所示，水平方向的匀强电场的场强为E，场区宽度为 L，紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为 B 和 2B，三个场的竖直方向均足够长一个质量为 m，电量为 q 的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界 M

11、N 上的 a 点由静止释放，经电场加速后进人磁场，穿过中间磁场所用的时间?=?，06?进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN 上的某一点 b，途中虚线为场区的分界面求：(1)中间场区的宽度 d；(2)粒子从 a 点到 b 点所经历的时间 t；(3)当粒子第 n 次返回电场的 MN 边界时与出发点之间的距离 ?第4页，共 13页第5页，共 13页答案和解析1.【答案】 C【解析】 【分析】本题比较简单， 直接根据库仑力公式得出两次作用力的表达式， 则可求得距离不变后的相互作用力，从而解出正确结果。本题考查库仑定律的直接应用， 对于库伦定律公式要注意公式的适用条件以及公式中各个物理量的含

12、义。【解答】?解：由库仑定律可得：变化前：?= ?2；?2?2?变化后： ? = ?2= ?，故 ABD 错误， C 正确。(2?)故选： C。2.【答案】 D【解析】 解： A、由图看出， b、 e 两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以 b、 e 两点的电场强度不同，故 A 错误；B、根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O 越远，电势越低，故a 点电势低于e 点电势，故B 错误；C、d 点的电势高于b 点的电势，电子沿圆周由d 到 b，电势降低，但电势能升高，电场力做负功，故C 错误；D 、根据对称性可知，d、 c 的电势相等，同理b、 e 的电势相等。所以b、 c

13、 两点间电势差与 e、 d 两点间电势差相等，故D 正确；故选： D。电场强度是矢量， 只有大小和方向都相同时两点的电场强度才相同； 电势根据顺着电场线方向电势降低进行判断； 根据对称性分析 b、c 两点间电势差与 b、e 间电势差的关系。根据电势高低，判断电场力对电子做功的正负。常见电场的电场线分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意点电荷形成电场的对称性。加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。3.【答案】 A【解析】 解：在平行板电容器两极板间插入电介质，根据电容的决定式?=? ，可知4?电容 C 增大，因切断电源，则两极板所带电荷量Q 一定，由

14、电容的定义式?= ?得知，?U 减小，所以静电计指针偏角减小，根据?= ?知电场强度E 减小，故A 正确， BCD 错?误；故选： A。在空气平行板电容器两极板间插入电介质，根据电容的决定式?=? 分析得知，电容4?C 增大，因切断电源，则两极板所带电荷量Q 一定，由电容的定义式?= ?得到，板间电压 U 减小。根据 ?= ?，可知，电场强度E 减小。本题的解题关键是要掌握电容的决定式?=? 和电容的定义式 ?= ?，并抓住电容器4?第6页，共 13页的电量不变进行分析。4.【答案】 A【解析】 解： A、由图可知，电源的电动势为6.0?；故 A 正确；6-5= 2?BB、电阻的内阻 ?= 0

15、.5错误；故C、图象与横坐标的交点为电压为5V 时的电流，不是短路电流；故C 错误；5.4D 、当电流为 0.3?时，路端电压为5.4?，则外电阻 ?= 0.3 = 18?；故 D 错误；故选： A电源的路端电压与电流的关系图象中应明确： 图象与纵坐的交点为电源的电动势； 但与横坐标的交点可能不是短路电流， 要根据对应的纵坐标进行分析； 图象的斜率表示电源的内阻对于电源的 ?- ?图象要注意认真观察其坐标的设置，本题中由于纵坐标不是从零开始的，故图象与横坐标的交点不是短路电流5.【答案】 A【解析】 解：A、线圈产生的热量2?4，?= ?，通过电动机的电流?= = 2.0?11故 A正确；B、

16、电动机正常工作时的输入功率2?= ?= 4? 2?= 8?，电动机的热功率 ? = ?=2? = ?- ? = 8? -4? = 4.0?，故 BD 错误；(2?) 1?= 4?，电动机的输出功率出C、电动机工作时每秒转化为机械能? = ? ?= 4.0 1 = 4.0?出；故 C 错误；故选： A。已知线圈电阻与线圈产生的热量， 应用焦耳定律可以求出通过电动机的电流； 然后应用电功率公式与电功公式分析答题本题考查功率的计算； 电动机是非纯电阻电路， 电动机的输入功率等于热功率与输出功率之和，应用电功率公式与电功公式即可正确解题6.【答案】 B【解析】 解：在变阻器 ?的滑片向上滑动的过程中，

17、变阻器接入电路的电阻增大，变阻0器 ?与 ?并联电阻?并增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路32电流 I 减小，路端电压U 增大，则电压表示数增大。并联部分电压? = ?- ?(?1+ ?)均不变，则?的电并，I 减小， E、?、r并 增大，通过 ?12流增大，则电流表示数减小。故B 正确， ACD 错误。故选： B。在变阻器 ?的滑片向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，0根据闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压如何变化， 即可知电压表示数的变化情况。由欧姆定律分析并联部分电压的变化，判断电流表示数的变化。本题是电路的动态变化分析问题， 首先确定

18、出变阻器接入电路的电阻如何变化， 再按局部到整体，再到部分的思路进行分析。7.【答案】 D第7页，共 13页【解析】 解： A、当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而?两端的电压增大，故乙表示是?示数的11变化；甲表示 ?示数的变化；故 A 错误；2B、由图可知，当只有 R1 接入电路时，电路中电流为0.6?，电压为 3V，则由 ?= ?+ ?可得： ?= 3 + 0.6?；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为?11，故 ?1 =4；由闭合电路欧姆定律可得42?= 5 + 0.2?解得 ?= 5?， ?= 6?，故 B 错误；

19、C、因当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于5?时，电源的输出功率最大，故此时电流 ?=?2 ?= 0.6?，故电源的最大输出功率 ?= ?= 1.8?；故 C 错误；D 、由 C 的分析可知，?1的阻值为 5?，?电阻为 20?；当 ?等效为内阻，则当滑动变阻21器的阻值等于 ?+ ?时，滑动变阻器消耗的功率最大， 故当滑动变阻器阻值为10?时，滑?=6动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流20 ?= 0.3?，则滑动变阻器消耗的总功率2?= ? = 0.9?；故 D 正确；故选： D。由图可知两电阻串联，?测 ?两端的电压， ?测 ? 两端的电压；当滑片向

20、左端滑动时，1122滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化， 则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出 ?两端的电压变化， 判断1两图象所对应的电压表的示数变化；由图可知当 ?全部接入及只有? 接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出21电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率。在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理。8.【答案】 AD【解析】 解： A、由土星磁场与地磁场相似，土星磁场的北极为地理南极，

21、土星磁场的南极为地理北极，由土星转动形成环形电流，根据右手螺旋定则可知，土星带负电，故A 正确；B、由于电冰质颗粒坠入土星，洛伦兹力方向与速度方向垂直，所以土星环中带电冰质颗粒受到的洛伦兹力不会沿轨道半径远离土星球心，故B 错误；C、由于冰质颗粒在土星赤道上空自西向东公转，且土星带负电，所以冰质颗粒应带正电，所以太阳风中的带负电粒子是冰质颗粒主要吸附的粒子，故C 错误；234? ?，由于半径不变，质量变大，所以周期变小，故D 正确。D 、由公式 ?= ?故选： AD。研究环的外缘颗粒绕土星做圆周运动， 根据万有引力提供向心力， 列出等式求出中心体的质量。解决本题的关键是掌握万有引力定律的公式，

22、 并能结合题目中的各条件， 灵活运用物理知识进行解答。9.【答案】 AB【解析】 解：金属导轨光滑，所以没有摩擦力，则金属棒只受重力支持力和安培力，根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向， 根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图：第8页，共 13页由图可以看出当安培力F 与支持力垂直时有最小值：?= ?即 ?= ?=?；12? ?2?大于该值的磁感应强度均有可能，因?小于 ；故?小于；而=?2? ? ；故 AB 正确， CD 错误。故选： AB。对杆受力分析，由图解法求出杆受的安培力的最小值，根据?= ?求出 B 的最小值，从而确定出所以可能的磁感应强度本题借助磁场中安培力考

23、查了矢量三角形合成法则求最小值问题，判断出最小值时关键，要注意正确利用平衡条件进行分析10.【答案】 AB【解析】 解： A、由题意可知，粒子离开磁场时的速度方向与AC 平行，则粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力垂直于AB 向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故A 正确；B、粒子运动轨迹如图所示：由几何知识得： ?30+(?- ?30)?=?，30解得： ?=3?，故 B 正确；2223?，解得：C、洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：?= ?=，故 C错?3?误；D?= 602?3?、粒子转过的圆心角：?=? =，粒子在磁?，粒子做圆周运动的周期：?3?场中的运动时间： ?=360 ?=6?

24、，故 D 错误；故选： AB。粒子在磁场中做匀速圆周运动， 根据粒子所受洛伦兹力方向应用左手定则可以判断出粒子的电性；作出粒子运动轨迹，应用几何知识求出粒子的轨道半径与转过的圆心角，应用牛顿第二定律求出粒子电荷量，根据周期公式求出粒子运动时间本题考查了粒子在磁场中的运动， 粒子在磁场中做匀速圆周运动， 洛伦兹力提供向心力，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提与关键，应用左手定则、牛顿第9页，共 13页第二定律与周期公式可以解题11.【答案】 1.060 6.5791欧姆调零30【解析】 解：(1) 由图示游标卡尺可知， 其示数为： 10?+ 12 0.05? = 10.60? =

25、 1.060?由图示螺旋测微器可知，其示数为：6.5?+ 7.9 0.01? = 6.579?(2) 选用“ 10 ”倍率的电阻挡估测元件电阻，多用表指针偏转过大，说明所选挡位太大，因此需选择1 倍率的电阻挡，并先进行欧姆调零再进行测量，由图3 所示表盘可知，测量结果为：?= 30 1 = 30?故答案为： (1)1.060 ， 6.579 ； (2) 1 ，欧姆调零， 30(1) 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。(2) 用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零；欧姆表指针示数与挡位的

26、乘积是欧姆表示数。本题考查了游标卡尺、 螺旋测微器的读数与欧姆表是使用方法与读数， 要掌握常用器材的使用方法与读数方法；对器材读数时视线要与刻度线垂直。12.【答案】 A C E【解析】 解： 待测电阻阻值约为20?，电阻阻值不大， 电源应选择E，电压表选择A，?=3?电路最大电流约为： ?= ?20? = 0.15?= 150?，电流表选 C；? 由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示；故答案为： ?， C， E； 实验电路图如图所示。 根据待测电阻大小选择电源，然后根据电源电动势选择电压

27、表，根据电路最大电流选择电流表。 根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后根据实验原理作出实验电路图。遇到电学实验问题应明确： 通过求出待测电阻的最大电流来选择电流表量程； 明确“大内偏大，小外偏小“的电流表接法和误差情况分析； 若变阻器的全电阻能满足电路电阻要求时，变阻器可以采用限流式接法。13.【答案】 解： (1) 把电流表改装成0 - 3?电压表需要串联一个分压电阻，分压电阻阻值为： ?=?- ?= (3?-3 - 30)? = 2970?1 10?改装后电压表的内阻? = ?+ ? = 3000?(2) 把电流表改装成 0 - 6?的电流表， 需要并联一个分流电阻， 并联电阻阻值为

28、： ? =?-3 30? ?1 10?-?=(6-1)-3 ?= 6? 10? ?6 30?改装后电流表的内阻 ? = ? +?= 6+30 ?= 5?答：(1) 要把它改装为量程为0 - 3?的电压表，需串联一个阻值为2970?的电阻，改装后电第10 页，共 13页压表的内阻为3000?；(2) 要把它改装为量程为 0 - 6?的电流表，需并联一个阻值为 5?的电阻，改装后电流表的内阻为 5?。【解析】 (1) 把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，改装后电压表的内阻等于电流表内阻与分压电阻阻值之和。(2) 把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，根据串并联电路特点与欧姆定律分析答题即

29、可。本题考查了电流表与电压表的改装， 理解电表的改装原理、 应用串并联电路的特点与欧姆定律即可正确解题。14.【答案】 解： (1) 根据闭合电路欧姆定律，有：?=?4.5=?= 1.5?0 + ?2.5 + 0.5导体棒受到的安培力：? = ?= 0.5 1.5 0.4? = 0.30N；安(2) 导体棒受力如图，将重力正交分解，如图：? = ?37 = 0.24 N1? ? ，根据平衡条件：1安mgsin37 + ?= ?安代入数据得： ?= 0.06 N，方向沿斜面向下。答： (1)导体棒受到的安培力大小为0.30?；(2) 导体棒受到的摩擦力的大小为 0.06 ?，方向沿斜面向下。【解

30、析】 (1) 根据闭合电路欧姆定律求解电流强度；根据安培力的计算公式求解导体棒受到的安培力；(2) 求出重力沿斜面向下的分力，根据平衡条件求解摩擦力的大小和方向。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。15.【答案】 解： (1) 粒子在电场中做类平抛运动，粒子速度偏角的正切值：? ?9?=? ? 3.2 10 200 0.25?=0=2 =(4 52= 1，?10 )0000则有： ?=45；(2) 粒子进入磁场时的速度大小为：?=?0=sin?4 1055，= 4 2 10?/?45粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，粒子运动轨迹如图所示，由几何知识得：? 1 10-