云南省马关实验高级中学2019-2020高二物理上学期期末考试试题

云南省文山马关实验高级中学2019-2020学年期末考试高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。分卷I一、单选题(共10小题,每小题5.0分,共50分)1.如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R，小灯泡L发光．则该逻辑门是()A．与门B．或门C．非门D．与非门2.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子A，B，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A．a粒子带正电，b粒子带负电B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C．b粒子动能较大D．b粒子在磁场中运动时间较长3.M、N两金属板竖直放置，使其带电，悬挂其中的带电小球P如图偏离竖直方向．下列哪一项措施会使OP悬线与竖直方向的夹角增大？(P球不与金属极板接触)()A．增大MN两极板间的电势差B．减小MN两极板的带电量C．保持板间间距不变，将M、N板一起向右平移D．保持板间间距不变，将M、N板一起向左平移4.如图所示，通有向右电流的直导线置于匀强磁场中，导线与磁场平行，则该导线()A．不受安培力B．受安培力，方向向右C．受安培力，方向垂直纸面向里D．受安培力，方向垂直纸面向外Q产生的电场，A，B是电场中的两点，将电荷量为q＝5×10－8C的正点电荷(试探电荷)置于A点，所受电场力为2×10－3N，则下列判断正确的是()A．将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度为零B．将电荷量为q的负点电荷放于A点，A点场强大小为4×104N/C，方向由A指向正电荷QC．将电荷量为2q的正点电荷放于A点，A点场强大小为8×104N/C，方向由A指向BD．B点处的电场强度小于4×104N/C6.如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c＝5∶3∶2.在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4.在1、2两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I1；在3、4两端加上恒定的电压U，通过导体的电流为I2，则I1∶I2为()A．9∶25B．25∶9C．25∶4D．4∶257.下列说法中正确的是()A．沿电场线的方向，电场强度一定越来越小B．沿电场线的方向，电势一定越来越低C．沿电场线方向移动电荷，电势能逐渐减小D．在静电力作用下，正电荷一定从电势高处向电势低处移动8.有一电场的电场线如图所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示，则()A．EA>EB，φA>φBB．EA>EB，φA<φBC．EA<EB，φA>φBD．EA<EB，φA<φB9.如图所示的电路中，闭合开关S后，灯a和灯b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是()A．a灯灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容被击穿短路C，极板是水平放置的，电路如图所示．闭合开关，今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动．下列说法正确的是()A．油滴带正电B．要使油滴上升，可增大滑动变阻器R1的阻值C．只增大两极板间的距离，油滴将向下加速D．只将平行板电容器上极板向右平移少许，带电液滴将加速上升二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)11.(多选)喷墨打印机的简化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上．则微滴在极板间电场中()A．向正极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关12.(多选)如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计．闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是()A．L变亮B．RT两端电压变大C．C所带的电荷量保持不变D．G中电流方向由a到b13.(多选)如图是倾角θ＝30°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图．一长为L，质量为m的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通入电流强度为I，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，已知当地重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为90°≤α＜240°B．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为0°≤α＜150°C．所加磁场的磁感应强度的最小值为D．所加磁场的磁感应强度的最小值为14.(多选)如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为()A．z正向，tanθB．y正向，C．z负向，tanθD．沿悬线向下，sinθ分卷II三、实验题(共2小题,共15分)15.某探究活动小组自主设计了实验装置来测量物体的带电量．如图所示的是一个外表面镀有金属膜的空心带电小球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度θ的量角器，M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(金属板间电场可看作匀强电场)．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、电流表(已知内阻rA＝1Ω)、开关、滑动变阻器R及导线若干．已知重力加速度为g.根据题意回答下列问题：实验电路如甲图已接好，在实验中能够准确读出多组相应的电压表示数U、电流表示数I和丝线偏离竖直方向的角度θ；探究小组同学以电压U为纵坐标，以tanθ为横坐标，建立直角坐标系．通过绘制图线得到一条倾斜直线(题中未画出)，得出斜率为k.为了求出小球所带电荷量q，该小组同学还必须测量的物理量有____________、__________(写出物理量名称及其符号)，则小球的带电量q＝____(用题目中给出的和测量的物理量符号表示)；(2)实验探究过程中，有同学提出用此电路可以测电源电动势和内阻；通过改变滑动变阻器的位置，从而改变电表的示数，他设计出以电压U为纵坐标，以电流I为横坐标，建立直角坐标系，作出U－I图线如乙图所示，由此可求得电动势为E＝____，内阻r的准确测量值为____．16.在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10Ω)电阻率”的实验中．①某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示，可读得d＝__________mm.②他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在金属丝上夹上一个小金属夹P，移动金属夹P的位置，从而改变接入电路中金属丝的长度．把这样的装置接入实验电路中，如图乙所示．但他连接线路时却出现了两处错误，请用“×”标在错误的导线上，再用笔画线代替导线给予改正．③闭合开关前，滑动变阻器触头应移至______(填“左”或“右”)端．闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，以后通过多次改变P点的位置，得到多组U、I、L的数据，即得到金属丝长L时对应的电阻R.把这多组L和R的数据，绘成如图丙所示图线，则该图线斜率表示的物理意义是______________________(要求用文字表述)．④如果图线的斜率k＝1Ω/m，则该金属丝电阻率ρ＝______Ω·m.(保留两位有效数字)四、计算题17.将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10－5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5J的功，则：(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少；(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？18.如图所示，ABCD为竖立放在场强为E＝104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且AB＝R＝0.2m．把一质量m＝0.1kg、带电量q＝10－4C的小球，放在水平轨道的A点由静止开始释放后，在轨道的内侧运动．(g取10m/s2)求：(1)它到达C点时的速度是多大？(2)若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？19.一电路如图所示，电源电动势E＝28V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0pF，虚线到两极板间距离相等，极板长L＝0.20m，两极板的间距d＝1.0×10－2m.(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少？(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g取10m/s2)20.质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动．求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？答案15.(1)小球的质量m金属板间距离d【解析】(1)小球在电场力、拉力以及重力作用下保持平衡，则可知电场力与拉力的合力等于重力；受力分析如图所示；则有：Eq＝mgtanθ根据板间电压与场强间的关系有：U＝Ed；联立可得：U＝则由数学规律可知，画出的U－tanθ图象中，图象的斜率k＝；则可知q＝；故实验中还需要测量的物理量有：小球的质量m；金属板间距离d.(2)根据闭合电路欧姆定律可知：U＝E－Ir由图象可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E＝2.8V；因电路图采用相对电源内接法；故图象的斜率表示内阻与电流表内阻之和，则可知电源内阻与电流表内阻之和r′＝Ω＝2.0Ω；则电源内阻r＝r′－rA＝2.0Ω－1.0Ω＝1.0Ω.16.①0.725②③左电阻率与金属丝横截面积之比④ρ≈4.1×10－7Ω·m【解析】①螺旋测微器读数时要先读整数，再读小数，注意半毫米刻度线，要估读，由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度所示为22.5×0.01mm＝0.230mm，螺旋测微器的示数为0.5mm＋0.225mm＝0.725mm.②如图为了避免电流表的分压，电流表测量连入电路部分的金属丝两端的电压，③闭合开关前，滑动变阻器的阻值应该最大，滑动变阻器触头应移至左端，由R＝ρ可知，该图线斜率表示的物理意义是：电阻率与金属丝横截面积之比．④代入数据可得：ρ＝4.1×10－7Ω·m.17.(1)增加了1.8×10－5J(2)EpB＝3×10－5JEpC＝1.8×10－5J【解析】(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5)J＝－1.8×10－5J.可见电势能增加了1.8×10－5J.(2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J.同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J.18.(1)2m/s(2)0.5m【解析】(1)由A点到C点应用动能定理有Eq(AB＋R)－mgR＝mv解得vC＝2m/s.(2)在D点，小球要安全通过必有mg≤m设释放点距B点的距离为x，由动能定理得：Eqx－mg2R＝mv以上两式联立可得x≥0.5m.19.(1)6.0×10－12C(2)设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有：＝mg当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则mg－＝ma设微粒能从C的电场中射出，则水平方向运动时间为：t＝竖直方向的位移为：y＝at2由以上各式求得：y＝6.25×10－3m>故假设不成立，微粒不能从C的电场中射出．【解析】(1)S断开时，电阻R3两端电压为U3＝E＝