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  • 2021-05-24 发布

北京市西城区2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题

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‎2020北京西城高二(上)期末 物理 一、选择题(16个小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。)‎ ‎1.在下列物理量中,属于矢量的是 A. 电场强度 B. 电势差 C. 电势能 D. 电动势 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电场强度有大小和方向,是矢量,选项A正确;‎ B.电势差有大小无方向,是标量,选项B错误;‎ C.电势能有大小无方向,是标量,选项C错误;‎ D.电动势有大小无方向,是标量,选项D错误;‎ 故选A.‎ ‎2.真空中有两个静止的点电荷q1、q2 ,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来的2倍,则两电荷间的静电力将变为原来的 ( )‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得: 变化前 ‎;‎ 而变化后,‎ A.2倍,与结论不相符,选项A错误; ‎ B.4倍,与结论相符,选项B正确; ‎ C.8倍,与结论不相符,选项C错误; ‎ D.16倍,与结论不相符,选项D错误;‎ ‎3.图为描述某静电场的电场线,a、b、c 是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,关于Ea、Eb、Ec的比较,下列说法正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电场线越密集则场强越大,a点最稀疏,c点最密集,可知;‎ A.,与结论不相符,选项A错误;‎ B.,与结论相符,选项B正确;‎ C.,与结论不相符,选项C错误;‎ D.,与结论不相符,选项D错误;‎ ‎4.下列现象中,属于静电利用的是 ( )‎ A. 在很高的建筑物顶端装上避雷针 B. 在高大的烟囱中安装静电除尘器 C. 油罐车后面装一根拖在地上的铁链条 D. 存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的安全,属于防止静电危害.故A错误;‎ B.在高大的烟囱中安装静电除尘器,利用静电除去废气中的粉尘,这是对于静电的应用,故B正确.‎ C.油罐车在运动的过程中,由于里面的油再晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条的铁链就可以以及时的把产生的静电导走,属于防止静电危害.故C错误;‎ D.利用导电橡胶做防电靴及时的把产生的静电导走,防止工人在走动中产生静电,导致事故.属于防止静电危害.故D错误.‎ ‎5.一个固定电容器在充电过程中,两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化.下图中正确反映U和Q关系的图像是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确电容器的电容由本身的性质决定,与Q和U无关,根据Q=CU,知U与Q成正比.‎ ‎【详解】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.‎ ‎【点睛】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Q=CU,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 ‎6.在一段导体两端加上电压,已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎4C,则通过这段导体的电流是 ( )‎ A. ‎40A B. ‎2.5A C. ‎0.4A D. ‎‎14A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎4C,则通过这段导体的电流为:‎ A.‎40A,与结论不相符,选项A错误;‎ B.‎2.5A,与结论不相符,选项B错误;‎ C.‎04A,与结论相符,选项C正确;‎ D.‎14A,与结论不相符,选项D错误;‎ ‎7.“电子伏特(ev)”属于下列哪一个物理量的单位 A. 能量 B. 电压 C. 电流 D. 电荷量 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎“电子伏特(ev)”属于能量的单位,故选A.‎ ‎8.用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示,其中为待测电阻.电表内阻对测量结果的影响不能忽略,下列说法中正确的是( )‎ A. 电流表的示数小于通过Rx的电流 B. 电流表的示数大于通过Rx的电流 C. 电压表的示数小于Rx两端的电压 D. 电压表的示数大于Rx两端的电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电压表测量的是与其并联电路的电压值,电流表测量的是与之串联电路的电流值,据此分析问题同;‎ ‎【详解】A、由电路图可知,实验采用电流表外接法,电流表所测电流等于通过电阻的电流与通过电压表的电流之和,电流表的示数大于通过的电流,故A错误,B正确;‎ C、由电路图可知,电压表与待测电阻并联,测量待测电阻两端电压,电压表的示数等于两端的电压,故CD错误.‎ ‎9.电位器是一种可变电阻器,其内部结构如图所示。如果把电位器与灯泡和电源串联起来,转动滑动触头可以改变灯泡的亮度。下列说法正确的是 A. 将A、B接入电路,滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 B. 将A、C接入电路,滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 C. 将A、C接入电路,滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 D. 将B、C接入电路,滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将A、B接入电路,滑动触头顺时针转动,电阻变大,则电流减小,灯泡变暗,选项A错误;‎ BC.将A、C接入电路,滑动触头顺时针转动,电阻不变,则电流不变,灯泡亮度不变,选项BC错误;‎ D.将B、C接入电路,滑动触头顺时针转动,电阻减小,电流变大,则灯泡变亮,选项D正确;‎ 故选D.‎ ‎10. 如图,电源内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是( )‎ A. 外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小 B. 外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变 C. 外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变 D. 外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由并联电路总电阻小于任意支路电阻可知,并联的路段越多电阻越小,总电阻越小,电流增大,内电阻分压增大,路端电压减小,D对;‎ ‎11.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了如图所示的a、b、c、d四个点,其中电阻值最大的是 A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应电阻 D. d点对应的电阻 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据R=U/I可知,某点与原点连线的斜率越大,则电阻越大,由图像可知a点与原点连线的斜率最大,电阻最大;‎ A.a点对应的电阻,与结论相符,选项A正确;‎ B.b点对应的电阻,与结论不相符,选项B错误;‎ C.c点对应的电阻,与结论不相符,选项C错误;‎ D.d点对应的电阻,与结论不相符,选项D错误;‎ 故选A.‎ ‎12.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向,正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据左手定值可知,A图中的安培力应该垂直磁感线垂直于电流的方向指向左上方.故A错误;B图中磁场的方向向下,电流的方向向里,所以安培力的方向向左.故B正确;C图中磁场的方向向左,电流方向向上,所以安培力的方向向里.故C错误;D图中电流的方向与磁场的方向平行,不受安培力;故D错误.故选B.‎ ‎【点睛】本题考查安培定则和左手定则综合应用能力,对于两个定则要注意应用条件的不同:安培定则判断电流与磁场方向的两者关系;左手定则判断通电导线在磁场所受安培力方向与磁场方向、电流方向三者的关系.‎ ‎13.面积是‎0.50m2‎的导线环,处于磁感强度为2.0×10-2T的匀强磁场中,环面与磁场垂直,穿过导线环的磁通量等于( )‎ A. 2.5‎‎×10-2Wb B. 1.5×10-2Wb C. 1.0×10-2Wb D. 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量:‎ ‎,故选项C正确,选项ABD错误.‎ ‎【点睛】本题关键记住磁通量的计算公式Φ=BS,在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量Φ=BS,当线圈与磁场成θ角时,磁通量.‎ ‎14.在气候干燥的秋冬季节,人们常常会碰到这些现象:晚上脱衣时,常会听到噼啪的声响;早上起来梳头时,头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次,小明的手指靠近金属门把手时,突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电,当手指靠近门把手时,二者之间形成的放电现象。若放电前,小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况,下列图中标示正确的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】人的手指带负电,则由于静电感应,门把手中离手指较近的一端感应出正电,离手指较远的一端感应出负电,则图A是正确的。‎ A.该图与结论相符,选项A正确;‎ B.该图与结论不相符,选项B错误;‎ C.该图与结论不相符,选项C错误;‎ D.该图与结论不相符,选项D错误;‎ 故选A.‎ ‎15.一台直流电动机,其线圈的电阻值为0.5Ω。当电动机两端所加电压为6V时,电动机正常工作,通过线圈的电流是‎2A。由此可知 A. 电动机消耗的电功率为72W B. 电动机输出的机械功率为12W C. 电动机线圈的发热功率为2W D. 电动机的工作效率为50%‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电动机消耗的电功率为 P=IU=12W 选项A错误;‎ C. 电动机线圈的发热功率为 P热=I2R=22×0.5=2W 选项C正确;‎ B. 电动机输出的机械功率为 P出=P-P热=10W 选项B错误;‎ D. 电动机的工作效率为 选项D错误;‎ 故选C.‎ ‎16.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是 A. ‎ B. ‎ C ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质子被加速时:‎ ‎ ‎ 由于 ‎ ‎ 解得 A.,与结论不相符,选项A错误;‎ B.,与结论不相符,选项B错误;‎ C.,与结论不相符,选项C错误;‎ D.,与结论相符,选项D正确;‎ 故选D.‎ 二、实验题(12分)‎ ‎17.某小组测量一金属丝的电阻率,除多用电表、刻度尺、螺旋测微器、开关、导线外,还能提供的其它器材规格如下:‎ 电流表A1(量程0~‎0.6A,内阻r1约为0.125Ω)‎ 电流表A2(量程0~‎3A,内阻r2约为0.025Ω)‎ 电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)‎ 滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)‎ 滑动变阻器R2(最大阻值为1750Ω)‎ 电源E(电动势约为3V)‎ ‎(1)在实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图所示,则该金属丝直径的测量值d=________mm。‎ ‎(2)使用多用电表欧姆挡粗测金属丝的电阻,倍率选择“×‎1”‎挡,指针位置如图所示,则该金属丝的电阻为_______Ω。‎ ‎(3)若采用伏安法测量金属丝的电阻,为保证电表安全及测量准确、方便,那么电流表应选择_______(选填A1或A2);滑动变阻器应选择_______(选填R1或R2)。‎ ‎(4)采用伏安法测电阻时,测得了多组U、I数据,根据这些数据作出如图所示的U-I图像。由此可得金属丝的电阻R=_______Ω。(保留两位有效数字)‎ ‎(5)若通过实验测量获得了数据:金属丝的电阻R,金属丝的长度l,以及金属丝的直径d。那么本次实验得到金属丝电阻率ρ=_______。‎ ‎【答案】 (1). 0.383(0.381~0.386之间均可) (2). 5.0 (3). A1 (4). R1 (5). 4.8(4.6~5.0之间均可) (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1].该金属丝直径的测量值d=‎0.01mm×38.3=‎0.383mm。‎ ‎(2)[2].该金属丝的电阻为5×1Ω=5.0Ω。‎ ‎(3)[3][4].电路中可能出现的最大电流,则电流表选择A1;滑动变阻器选择R1。‎ ‎(4)[5].由图像可知:‎ ‎ ‎ ‎(5)[6].由 ‎ ‎ 解得 三、计算题(4个小题,共40分)‎ ‎18.在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R是可变的,电源的电动势为E,电源的内阻为r,其余部分的电阻均可忽略不计。‎ ‎(1)闭合开关S,写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式;‎ ‎(2)若电源的电动势E为3V,电源的内阻r为1Ω,闭合开关S,当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时,电路中的电流I为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U为多大?‎ ‎【答案】(1) (2)‎0.2A 2.8V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:‎ ‎(2)将E=3V,r=1Ω,R=14Ω,代入上式得:‎ 电流表的示数 I==‎‎0.2A 电源两端的电压 U=IR=2.8V ‎19.如图甲所示,表示三块相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上,可以认为磁极间的磁场是匀强磁场。将一根直导体棒水平悬挂在磁铁的两极之间,导体棒与磁感应强度的方向垂直。导体棒的重力为G,导体棒在匀强磁场中的有效长度为L。当导体棒中通过的电流为I 时,导体棒向外侧偏转(但仍在磁极之间),静止时悬线与竖直方向的夹角为θ,此时的导体棒在其横截面上的受力图如图乙所示,其中安培力F水平向右。求:‎ ‎(1)导体棒所受的安培力F的大小;‎ ‎(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图所示,导体棒所受的安培力:‎ F=Gtanθ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度大小 ‎20.密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,并落入两块相互平行的极板M、N之间的区域(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量,再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡,可计算出油滴所带的电荷量。‎ ‎(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,则可推知P带哪种电荷?‎ ‎(2)已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,求两板之间的电场强度E的大小;‎ ‎(3)油滴P可视为球体,并测得其半径为R。已知油的密度为ρ,重力加速度为g,极板M、N之间的距离为d,电压为U。求该油滴的电荷量q。(提示:球的体积公式 ‎)‎ ‎【答案】(1) 负电(2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)油滴受向上的电场力,而上极板带正电,可知P带负电.‎ ‎(2)两板之间的电场强度 ‎(3)∵油滴P悬浮∴油滴P受到的重力和电场力平衡 即:‎ 而:‎ 联立以上各式,可得:‎ ‎21.质量为m、电荷量为e的电子,由静止从P点出发,经电压为U的电场加速后,沿两块正对的平行极板M、N正中间的直线PQ方向射入两板间。已知极板M、N间只存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里且具有理想边界的匀强磁场,如图所示。不计电子所受重力。求:‎ ‎(1)电子射出电场时的速度υ的大小;‎ ‎(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R;‎ ‎(3)当极板M、N 的间距恰好等于极板长时,电子恰好能从极板的右边缘射出磁场,则极板的长度L是多少?‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由动能定理 ‎(2)洛伦兹力提供向心力 ‎∴‎ ‎(3)由几何关系可得 ‎∴‎ ‎ ‎