2019-2020学年江西省高安中学高二上学期期末考试物理试题（b卷） word版 9页

江西省高安中学 2019—2020 学年上学期期末考试 高二年级物理试题（B 卷） 一、选择题（本大题共 10 个小题，每小题 4 分，共 40 分．在每小题的四个选项中，1～7 小题只有一个选项正确；8～10 小题有多个选项正确，选对但不全的得 2 分，有错选或不答的 得 0 分） 1．用中性的丝绸摩擦中性的玻璃棒，结果玻璃棒带上 1.6×10 －12C 的正电荷，元电荷 e＝ 1.6×10-19C，由此可知 A．丝绸的原子核束缚电子的能力比玻璃的强 B．玻璃棒中有 107 个质子 C．有电子从丝绸转移给了玻璃棒 D．用一个不带电的金属球与玻璃棒接触，金属球必定带上 8.0×10－13C 的正电荷 2．图为某种交变电流的波形，则该交变电流有效值为 A．1.5A 　　　　B． A C．3.0A　　　　　　　　D． A 3．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方一定高度 处有一个竖直的条形磁铁．把条形磁铁水平向右移动时，金属圆环始终保持静 止．下列说法不正确的是 A．金属圆环相对桌面有向右的运动趋势 B．金属圆环对桌面的压力小于其自身重力 C．金属圆环有扩张的趋势 D．金属圆环受到水平向右的摩擦力 4．如图所示，边长为 2L、电阻为 R 的正方形导线框 abcd 在纸面内以速度 v 水平向右匀速穿 过一宽为 L、磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外．刚开始时线框的右 边 ab 刚好与磁场的左边界重合，规定水平向右为正方向．下面 A、B、C、D 四个图中能正确反映 ab 边受到的安培力 F 随运动距离 x 变化规律的是 5．电流传感器 A 的作用相当于一个电流表，它与计算机相连接可以捕捉到瞬间电流的变化， 70 5 5 并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象．下列说法正确的是 A．甲中 S 由断开状态到闭合的瞬间，R 中的电流立即增大 B．甲中 S 由闭合状态到断开的瞬间，L 右端电势比左端的高 C．甲中 S 由闭合状态到断开的瞬间，R 中的电流逐渐减小 D．乙中 S 由断开状态到闭合的瞬间，R 中的电流逐渐增大 6．如图所示，Q1、Q2 是两个异号电荷，O1、O2 是两个电荷距离的 三等分点，M、N 关于 O1 对称且它们所在直线与两个电荷的连线垂 直．已知 O1 的场强比 O2 的大，则 A．将电子由 M 沿直线移到 O1 的过程中，静电力一直做正功 B．电场线关于两个电荷的连线不对称 C．两个电荷连线的中垂线上各点的电势均为 0 D．M 点的场强与 N 点的相同 7．如图所示，方向竖直向下的足够大的匀强电场中有一条 与水平方向成 θ 角的直线 MN。现将一个带正电的小球从 MN 上的 P 点以初速度 v0 水平抛出，小球的运动轨道与直线 MN 相交于 Q 点（图中未画出）。不计空气阻力，下列说法正 确的是 A．v0 越大，小球经过 Q 点的速度方向与水平方向的夹 角越大 B．v0 越大，小球从 P 点运动到 Q 点的过程中减少的电势能越小 C．小球运动到距离直线 MN 最远处的时间与 v0 大小成正比 D．小球沿直线 MN 方向上的分运动为匀速直线运动 8．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2．原线圈通过一理想电流表 A 接 正弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的 两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表 测得 a、b 端和 c、d 端的电压分别为 Uab 和 Ucd，则 A．Uab∶Ucd=n1∶n2 B．减小负载电阻 R 的阻值，电流表的读数变大 C．减小负载电阻 R 的阻值，c、d 间的电压 Ucd 不变 D．将二极管短路，变压器的输入功率变为原来的 4 倍 9．用导线绕成单匝圆环，环内有一用同种导线折成的单匝内接正三角形 线框，圆环与线框彼此绝缘，如图所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀 强磁场中，磁场方向垂直于圆环和线框所在平面(纸面)向里．当磁感应强 度均匀增强时 A．圆环和线框中的电流方向都为逆时针方向 B．圆环和线框中的电流方向都为顺时针方向 C．圆环和线框中的电流大小之比为 2∶1 D．圆环和线框中的电流大小之比为 3∶1 10．如图所示，由同一种金属条制成的矩形线框 abcd 固定在水平面内且处于方向竖直向下的 匀强磁场 B 中，ad＝bc＝L，ab＝dc＝3L，ad、ab、dc 边的横截面积均为 bc 边的两倍，ad 边 的电阻为 R．在 t＝0 时刻，一接入电路电阻 2R 的导体棒 PQ 在水平拉力作用下从 ad 处由静止开始沿 ab、dc 向 bc 边以加速度 a0 匀加速滑动，滑动过程中 PQ 始终与 ab 垂 直，且与线框接触良好，不计摩擦．在 PQ 从 ad 处向 bc 滑动的过程中，线框消耗的电功率最大的时刻为 A． 　　　B． 　　　C． 　　　D． 二、实验题（本大题共 2 小题，共 18 分．请把答案填在题中的横线上或按题目要求作图） 11．（10 分）用伏安法测定值电阻 R 的阻值常用图甲和图乙的电路． （1 ）利用图甲电路测量时，由于电压表 的 内 阻 不 是 无 穷 大 ，会 导 致 R 的 测 量 值 　　　　 （填“偏大”或“偏小”）；利用图乙电路测量时， 电流表的内阻对测量结果也会带来影响． （2）为了消除电表内阻对实验结果的影响，某同学做法如下：测量 R 两端的电压时不接 入电流表，测量通过 R 的电流时不接入电压表．你认为这种做法合理吗？请说明理由． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 0 2L a 0 3L a 0 2 L a 0 5L a （3）某同学测得一个圆柱体电阻的阻值 R 约为 20Ω，再用游标卡尺（20 分度）和螺旋测 微器分别测量它的长度和直径，如图丙和丁所 示，长度 L 为　 　mm，直径 d 为　　　mm，计 算该电阻的电阻率的表达式为 ρ＝　　　（用 R、L、d 表示）． 12．（8 分）某同学利用电容器放电测电容，实验步骤如下： （1）按图甲连好电路，变阻器 的滑片先移到最　　　（填“上 端”或 “下端”），电阻箱 R 调至最大值． （2）闭合 ，调节　　，使电压表的示数为一个合适的值，然后闭 合 S，给电容器充电，稳定时，电压表和电流表的示数分别为 2.5V、288μA． （3）同时断开 和 S 并开始计时，这时电容器通过 R 放电，每隔 一段时间（如 5s）记录一次电流值，直到电流消失． （4）作出放电电流 IC 随时间 t 的变化图象如图所示．根据图象算 出电容器初始时所带的电量 Q＝　　　　C（保留 1 位有效数字）． （5）进一步算出该电容器的电容 C＝　　　μF． 　　（6）调节 ，改变电压表的示数，重复（3）、（4）、（5），求出电容的多个值，再取平均 值，即能准确测出电容器的电容． 三、解答题（本大题共 4 小题，共 42 分．解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要演算 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） 13．（10 分）如图所示的是小型交流发电机示意图，矩形线圈面积为 S＝200cm2，匝数为 N＝ 100，内阻为 r＝1Ω，绕其垂直于磁感线的对称轴 OO'匀速转动，转速 n＝50r/s， 匀强磁场的磁感应强度为 B＝1T，外接电阻 R＝9Ω．t＝0 时刻，线圈从图示位置 开始转动． （1）求电动势的最大值（π取 3）； （2）写出通过 R 的电流的瞬时表达式； （3）求最初 个周期内通过线圈导线横截面的电量． 14．（10 分）如图所示，固定在倾角为 θ=30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为 R′ S′ S′ R′ 1 12 d=1 m，其底端接有阻值为 R=2 Ω 的电阻，整个装置处在垂直于斜面向上、磁感应强度大小 B=2 T 的匀强磁场中．一质量为 m=1 kg(质量分布均匀)的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与 两导轨保持良好接触．在沿斜面向上、垂直于杆的恒力 F=10 N 作用下，杆从静止开始沿导轨 向上运动距离 L=6 m 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电 路的电阻为 r=2 Ω，导轨电阻不计，重力加速度大小 g 取 10 m/s2． （1）求杆运动的最大速度； （2）求杆从静止开始沿导轨向上运动 6m 的过程中，整个回路产生的焦耳热． 15．（10 分）如图所示，在 x 轴的上方整个区域存在非匀强电场，PO 之间的 电压为 U，在 x 轴的下方、半径为 a 的圆 O1 的区域内有垂直于 xOy 平面向 外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，其他区域无电磁场．现有带电粒子从 P 点由静止释放，沿 y 轴运动从 O 点进入磁场，经过一段时间后从 N 点离开 磁场．已知∠OO1N＝120°，不计带电粒子的重力与空气阻力． （1）判断粒子的带电性质并比较 P、O 的电势高低； （2）求带电粒子的比荷（电量与质量之比）； （3）若在粒子从 O 点运动到 N 点的过程中，某时刻磁感应强度大小突然变化为 ，粒 子不再离开磁场，求 的最小值． 16．（12 分）如图所示，半径为 l 的金属圆环水平放置，圆心处及圆环边缘通过导线分别与两 条平行的倾斜金属轨道相连．圆环区域内分布着磁感应强度为 B，方向竖直向下的匀强磁场， 圆环上放置一金属棒 a，一端在圆心 O 处，另一端恰好搭在圆环上，可绕圆心转动．倾斜轨道 部分处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小也为 B，金属棒 b 放置在倾斜平行 导轨上，其长度与导轨间距均为 2l．当棒 a 绕圆心以角速度 ω 顺时针(俯视)匀速旋转时，棒 b 保持静止．已知棒 b 与轨道间的动摩擦因数为 μ＝0.5，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力； 棒 b 的质量为 m，棒 a、b 的电阻分别为 R、2R，其余电阻不 B′ B′ 计；斜面倾角为 θ＝37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为 g，求： （1）金属棒 b 两端的电压； （2）为保持 b 棒始终静止，棒 a 旋转的角速度大小的范围． 江西省高安中学 2019—2020 学年上学期期末考试 高二年级物理B卷参考答案 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～7小题 只有一个选项正确；8～10小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，选错或 不答的得0分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C B A C BC AC AD 二、实验题（本大题共 2 小题，共 18 分．请把答案填在题中的横线上或按题目要求作图） 11．（10 分）（每空 2 分，共 10 分） （1）偏小 （2）不合理．因为两次测得的电压和电流不是同一电路状态下的值，或两次测量时的电 路结构不同（其他合理解释同样给分） （3）8.15　　2.968～2.972　　 12．（8 分）（每空 2 分，共 8 分） （1）下端　　（2） 　　（3）4×10－3C　　（4）1.6×103μF 三、解答题（本大题共 4 小题，共 42 分．解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要演算 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） 13．（10 分）解析： （1）Em＝NBSω＝600V　　……（2 分） （2） 　　　　　……（2 分） i＝60cos100πt（A）　　　……（2 分） （3）十二分之一个周期转过 θ＝30°……（1 分） 　　　　 ……（1 分） 　……（2 分） 14．（10 分）解析： 2 4 d R L π R′ 60Am m EI R r = =+ = sin 0.01WbBSφ θ∆ = 0.1Cq N R r φ∆= =+ （1）当杆达到最大速度时，有 F= +mgsin θ，解得 vm=5 m/s。……（6 分） （2）回路产生的焦耳热 Q=FL-mgLsin θ- =17.5 J。……（4 分） 15．（10 分）解析：（1）进入磁场向左偏转，根据左手定则，粒子带正电……（1 分） 在电场中被加速，所以 P 的电势比 O 的高。……（1 分） （2）在电场中： 　　　……（1 分） 在磁场中：运动半径 r＝ 　　　……（1 分）　　 　　　　　　　　　……（1 分） 联立得： 　　　……（1 分） （3）不离开磁场运动的最大半径 　　　……（2 分） 　　　　　半径与磁感应强度成反比，故 　　……（2 分） 16．（12 分） 解析：(1)E＝Bl v　　　①……（1 分）　　　 v＝0＋lω 2 　　　　②……（1 分） U＝ 2R R＋2R·E　　　　　③……（1 分） ①②③式联立，解得：U＝1 3Bl2ω　　　④……（1 分） (2)I＝ E R＋2R　　　　⑤　　　……（1 分）　　　　 F 安＝BI·2l　　　⑥　　　……（1 分） 由①②⑤⑥式联立，解得：F 安＝B2l3ω 3R 　⑦　　……（1 分） 为保持 b 棒始终静止，设棒 a 旋转的最小角速度为 ω1，最大角速度为 ω2： mgsin θ＝μmgcos θ＋B2l3ω1 3R 　⑧　　……（2 分） mgsin θ＋μmgcos θ＝B2l3ω2 3R 　⑨　　……（2 分） 21 2qU mv= 3a 2vqvB m r = 2 2 2 3 q U m B a = ( 3 1) 2m ar −= min (3 3)B B′ = + 解得：3mgR 5B2l3 ≤ω≤3mgR B2l3 　⑩　　……（1 分）