云南省马关县第二中学高二上学期期末物理试题

云南省马关县第二中学20192020学年上学期期末考试高二物理(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3.0分,共30分)1.如图所示，点电荷＋4Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象(如图所示)可能是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】根据点电荷的电场强度公式分析得到D点的场强为零。A．从C到D场强减小，粒子的加速度减小，不可能做匀减速运动，A错误；B．若粒子的初速度较大，粒子在CD间做加速度减小的减速运动，运动到D点时速度仍没有减小到零，通过D点后加速向B运动，因此在CD间只是减速运动，B正确；CD．若粒子的初速度较小，粒子在CD间先向右做加速度减小的减速运动，速度减到零后向左做加速度增加的加速运动，运动的图像是对称的，并且最小速度减小到零，CD错误。故选B。2.某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有2n个电子到达探测器的阳极，n个二价正离子到达阴极，则探测器电路中的电流为（电子电荷量为e）（）A.0 B.C. D.【答案】D【解析】【详解】由题意可得，在时间t内有2n个电子到达阳极，有n个二价正离子到达阴极可知，则由电流公式可得D正确。故选D。3.如图，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝，线圈由粗细均匀、单位长度质量为2克的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平线成60°角，线圈中通过的电流为0.1A，要使三条细线上的张力为零，重力加速度g取10m/s2。则磁感应强度B的大小应为()A.4T B.0.4T C. D.【答案】B【解析】【详解】设圆环的半径为r，则圆环的质量为：m环=2πr×2×103kg磁场的水平分量为Bsin30°，环受到的安培力为：F=Bsin30°×I×2πr由于环所受向上的安培力等于环的重力，则有：2πr×2×103×10=Bsin30°×I×2πr解得：B=0.4T故选B。4.如下左图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】试题分析：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，根据磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小．解：通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小可知，因为ab线段的长度大于通电螺线管的长度，由条形磁铁磁感线的分布，可知应该选C，如果ab线段的长度小于通电螺线管的长度，则应该选B．由于足够长的直线ab，故C选项正确，ABD错误；故选C点评：考查通电螺线管周围磁场的分布，及磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，本题较简单但会出错．5.如图所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则A.α粒子在M点的速率比在Q点的大B.三点中，α粒子在N点的电势能最大C.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D.α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功【答案】B【解析】【详解】解法一（从等势线分布入手）：重核带正电荷，在其周围形成的电场中，离重核越近电势越高，所以φN＞φM＞φQ，选项C错误；电势越高，正电荷的电势能越大，所以带正电的α粒子在三点处的电势能大小关系是EN＞EM＞EQ，即N点的电势能最大，Q点的电势能最小，B正确；α粒子仅受电场力的作用，其电势能和动能相互转化，但电势能和动能之和保持不变，根据EN＞EM＞EQ可知，EkN＜EkM＜EkQ，α粒子在M点的动能比在Q点的小，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，选项A错误；由EM＞EQ可知，α粒子从M点运动到Q点，电势能减小，电场力对它做的总功肯定为正功（电场力做正功，电势能减小，动能增大），选项D错误．解法二（从电场力做功入手）α粒子受到的电场力始终是斥力，在α粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负功，再从N点运动到Q点时，电场力做正功，已知Q点比M点离核更远可知，正功大于负功，所以整个过程，电场力对它做的总功为正功，D错误；已知从M运动到N，电场力做的总功为正功，可知α粒子的动能变大，速度变大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，A错误；距离带正电荷的重核越近，电势越高，α粒子的电势能越大，结合三点的位置关系可知，电势关系φN＞φM＞φQ，电势能关系EN＞EM＞EQ，B正确，C错误．6.如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一绝缘细线悬挂着的正方形线框．线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L.已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B＝k(k为常量)，线框的质量为m，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为()A.0B.＋gC.D.＋g【答案】D【解析】【详解】线框下边受到的安培力的大小为方向向下；

线框上边受到的安培力大小方向向上；根据牛顿第二定律可得F1+mgF2=ma解得：A．0，与结论不相符，选项A错误；B．＋g，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．＋g，与结论相符，选项D正确；故选D。7.按图连接电路后，灯泡L不亮，且灯泡L是好的，用电压表测得Uab=6V，Ucd=Ubd=0，Uad=6V，由此可断定该电路可能发生的故障是（）A.R1断路 B.R2短路 C.R1短路 D.R2断路【答案】A【解析】【详解】由题意可知，说明电源没问题；Ucd=Ubd=0说明电路cd间某一处短路，或bd路段外某处断开，Uad=6V说明ad间有断路其余部分是连通的，综合分析可判断R1断路。故选A。8.如图所示，三个线圈放在匀强磁场中，面积.穿过三个线圈的磁通量分别为、和，下列判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】因为是在同一个匀强磁场中，所以磁感应强度处处相同，根据可知三个线圈的面积越大，磁通量越大，故，D正确．9.如图所示的电路中，已知电源的电动势E=1.5V，内电阻r=1.0Ω，电阻R=2.0Ω，闭合开关S后，电路中的电流I等于A.4.5A B.3.0A C.1.5A D.0.5A【答案】D【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律得：，D正确．10.下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A、由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，A错误；B、磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，B正确；C、由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，C错误；D、通电螺线管产生磁场的方向沿螺线管的轴线的方向，由题图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，D错误．二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)11.无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即(式中k为常数)．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I．在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距电流为I的导线的距离为L．下列说法正确的是()A.a点和b点的磁感应强度方向相反B.a点和b点的磁感应强度方向相同C.a点和b点的磁感应强度大小比为8∶1D.a点和b点的磁感应强度大小比为16∶1【答案】BD【解析】【分析】本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在a、b点形成磁场方向，磁感应强度B是矢量，根据矢量分解合成的平行四边形定则求解．【详解】AB、根据右手螺旋法则，导线周围的磁场的磁感线，是围绕导线形成的同心圆，3I导线与I导线在a处的磁感应强度方向都向下，则合磁感应强度方向向下的；根据，3I导线在b处的磁感应强度方向向下，而I导线在b处的磁感应强度方向向上，因3I导线产生的磁场较大，则合磁感应强度方向向下，因此a点和b点的磁感应强度方向相同，故A错误，B正确；CD、3I导线与I导线在a处的磁感应强度大小Ba=+=，而3I导线与I导线在b处的磁感应强度大小Bb=−=，则a点和b点的磁感应强度大小之比为16:1，故C错误，D正确．故选BD.12.一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上净电荷几乎不存在了，这说明（）A.小球上原有负电荷逐渐消失了B.在此现象中，电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子转移引起的，不遵循电荷守恒定律【答案】C【解析】详解】A．根据电荷守恒定律，电荷不能消灭，也不能创造，只会发生转移，故A错误；B．此过程中电荷仍然守恒，电荷没有消失，只是被潮湿的空气导走而已，仍然遵循电荷守恒定律．故B错误；C．金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了，故C正确；D．该现象是潮湿的空气将电子导走了，是电子的转移引起，仍遵守电荷守恒定律，故D错误。故选C。13.静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电力作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面，在涂料微粒向工件靠近的过程中（）A.涂料微粒带正电B.离工件越近，所受库仑力越小C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减少【答案】D【解析】【详解】A．涂料被吸附，说明受到吸引力，即带负电，故A错误；B．离工件越近，所受库仑力越大，故B错误；CD．吸引的电场力对涂料做正功，涂料的电势能转化为动能，涂料微粒的电势能减少，故C错误，D正确。故选D。14.如图所示，一个带正电的物体从粗糙绝缘斜面底端以初速度v0冲上斜面，运动到A点时速度减为零，在整个空间施加一个垂直纸面向外的匀强磁场，物体运动过程中始终未离开斜面()A.物体仍以初速度v0冲上斜面，能到达A点上方B.物体仍以初速度v0冲上斜面，不能到达A点C.将物体由A点释放，到达斜面底端时速率一定大于v0D.将物体由A点释放，到达斜面底端时速率一定小于v0【答案】BD【解析】【详解】AB．未加磁场时，物体向上运动，重力与摩擦力都做负功，根据动能定理加磁场后，多了洛伦兹力，洛伦兹力不做功，根据左手定则，洛伦兹力的方向垂直于斜面向下，所以物体对斜面的压力增大，所以摩擦力变大，摩擦力做的负功变大，根据动能定理，有由数学关系可知所以故不能到达A点，故A错误，B正确；

CD．加磁场后将物体由A点释放，则洛伦兹力垂直斜面向上，则摩擦力减小，摩擦力做负功减小，洛伦兹力不做功，根据动能定理，有所以故C错误，D正确。

故选BD。分卷II三、实验题(共2小题,共15分)15.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图1所示，在一矩形半导体薄片的P，Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M，N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连．(2)已知薄片厚度d＝0.40mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图2中画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字).(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图3所示的测量电路，S1，S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间．【答案】①.（1）M②.（2）③.1.5(1.4～1.6)④.（3）bc，⑤.S1(或S2)，⑥.E【解析】【详解】（1）根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连．（2）UHI图线如图所示．根据知，图线的斜率为，解得霍尔系数为：k=1.5×103V•m•A1•T1．

（3）为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1，E（或S2，E）之间．16.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表A1（量程0﹣3mA，内阻Rg1=10Ω）C．电流表A2（量程0﹣0.6A，内阻Rg2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0﹣20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0﹣200Ω，lA）F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是__图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选__（填写器材前的字母代号）．（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值），但坐标纸不够大，他只画了一部分图线，则由图线可得被测电池的电动势E=__V，内阻r=__Ω．（3）若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为_________A．I1（R0+Rg1）B．I1•R0C．I2（R0+Rg2）D．I1•Rg1．【答案】①.（1）b②.D③.（2）1.48④.0.84⑤.（3）A【解析】【详解】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，电路中电流最大为：Im=A=1.5A；故电流表至少应选择0～0.6A量程；故应将3mA故应将电流表G串联一个电阻，改装成较大量程的电压表使用．电表流A由于内阻较小；故应采用相对电源来说的外接法；故a、b两个参考实验电路，其中合理的是b；因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D（R1），（2）根据电路结构结合闭合电路欧姆定律知解得：所以图像的纵坐标;解得：图像的斜率解得：（3）根据闭合电路欧姆定律可知U=E﹣Ir，若图线与纵坐标轴的交点等于电动势的大小，则图线的纵坐标应该为路段电压，而U=I1（R0+Rg1），即图线的纵坐标应该为I1（R0+Rg1），故选A点睛：利用数学函数和图像相结合的方式求解电源的电动势和内阻．四、计算题17.电荷量q=1×104C的带正电的小物块静止在绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的电场，其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示，物块速度v的大小与时间t的关系如图2所示.重力加速度g=10m/s2.求：（1）物块与水平面间的动摩擦因数；（2）物块在4s内减少的电势能.【答案】（1）0.2（2）14J【解析】【详解】（1）由图可知，前2s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：qE1μmg=ma，由图线知加速度为：a=1m/s22s后物块做匀速运动，由平衡条件有：qE2=μmg联立解得：q（E1E2）=ma由图可得：E1=3×104N/C，E2=2×104N/C，代入数据解得：m=1kg由qE2=μmg可得：μ=0．2．（2）物块在前2s的位移为：S1＝×2×2＝2m，物块在24s内的位移为：S2=vt2=4m电场力做正功为：W=qE1S1+qE2S2=3×2+2×4=14J，则电势能减少了14J；【点睛】能根据题目提供的Et图和vt图得到相关的信息是解题的关键．明确vt图象的斜率等于加速度，“面积”大小等于位移．18.如图所示，质量为、电荷量为的小球从距地面一定高度的点，以初速度沿着水平方向抛出，已知在小球运动的区域里，存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场，如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的，且已知小球飞行的水平距离为，求：（1）电场强度为多大？（2）小球落地点与抛出点之间的电势差为多大？（3）小球落地时的动能为多大？【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】(1)分析水平方向的分运动有:所以(2)A与O之间的电势差(3)设小球落地时的动能为EkA,空中飞行的时间为T,分析水平方向和竖直方向的分运动有:解得:19.如图所示，通电导体棒ab质量为m、长为L，水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为I，要求导体棒ab静止在斜面上．求：（1）若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为