广东省湛江市第二十一中学2019-2020学年高二下学期开学考试物理试题 8页

湛江市第 21 中学 2019—2020 学年度第二学期开学考试卷 高二物理（选考） 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分．每小题给出的四个选项中，只有 一个选项是正确的，请把正确选项的字母代号填在答题卡相应的位置上．） 1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是 ( ) A．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手定则 B．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力恒量 C．伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因 D．库仑在前人的基础上，通过实验得到真空中点电荷相互作用规律 2.如图所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆 ab 始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将（　　） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先逐渐增大，后逐渐减小 D．先逐渐减小，后逐渐增大 3.如图所示，水平直导线 ab 通有向右的电流 I 后，置于导线正下方原来静止的小磁针的 S 极将(　　) A．向纸外偏转　　　　 B．向纸内偏转 C．在纸面内顺时针转过 90° D．不动 4.如下图所示，电路中 A、B 为两块竖直放置的金属板，C 是一只静电计，开关 S 合上后， 静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角不变且电容减小的是的是（ ） A．断开 S 后，使 B 板向右平移一些 B．断开 S 后，使 A、B 两板错开一些 C．保持 S 闭合，使 A、B 两板靠近一些 D．保持 S 闭合，使 A、B 两板正对面积减小一些 5.如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中 R2 为半导体热敏材料制成的传感器， 电阻 R2 随温度 t 变化的图线如图乙所示．电流表为值班室的显示器．a、b 之间接报警器， 当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流 I 和报警器两端的电压 U 的变化情况是(　　) A．I 变大，U 变大 B．I 变大，U 变小 C．I 变小，U 变大 D．I 变小，U 变小 6．如图所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中 ac、bd 分别是平行、垂直于磁 场方向的两直径．试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是(　 　) A．使线圈在纸面内平动或转动 B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动 C．使线圈以 ac 为轴转动 D．使线圈以 bd 为轴转动 7．如图 9 所示，竖直平面内有一金属环，半径为 d，总电阻为 2R(指拉直时两端的电阻)， 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点 A 用铰链连接长度为 2a、电阻 为 R 2的导体棒 AB，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，则 这时 AB 两端的电压大小为(　　) A. Bav 3 B.Bav C. D．2Bav 8.如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和 匀强电场的强度分别为 B 和 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S 下方有强度为 B0 的匀强磁场。下列表述不正确的是（ ） A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于 E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小 二、多项选择题（每小题 4 分，共 24 分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上 选项正确．请把正确选项的字母代号填在答题卡相应的位置上．全选对的得 4 分，选对但 不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分） 9.如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是 O，最低点是 P，直径 MN 水平，a、b 是 两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b 固定在 M 点，a 从 N 点静止释放，沿半圆槽 运动经过 P 点到达某点 Q（图中未画出）时速度为零。则小球 a （ ） A．从 N 到 Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 2 Bav B．从 N 到 P 的过程中，速率先增大后减小 C．从 P 到 Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量 D．从 N 到 Q 的过程中，电势能一直增加 10.如图所示，一直流电动机与阻值 的电阻串联接在电源上，电源电动势 E=20V，内 阻 ，用理想电压表测出电动机两端的电压 ，已知电动机线圈电阻 ， 则（ ） A．通过电动机的电流为 1A B．通过电动机的电流为 10A C．电动机发热消耗的功率为 100W D．电动机的输出的功率为 9W 11．如图所示，在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放向右摆至 最高点 B.不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．A、B 两点在同一水平线上 B．A 点高于 B 点 C．A 点低于 B 点 D．铜环最终将做等幅摆动 12.(多选)如图所示，螺线管匝数 n＝1500 匝，横截面积 S＝20 cm2，螺线管导线电阻 r＝1Ω， 电阻 R＝4Ω，磁感应强度 B 的 B－t 图象如图所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　) A．电阻 R 的电流方向是从 C 到 A B．感应电流的大小逐渐增大 C．电阻 R 的电压为 4.8V D．电路产生的热量是为 7.2J 13.如图，圆环形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b，二者轴 线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片 P 向 下滑动，下列表述正确的是(　　) A．线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B．穿过线圈 a 的磁通量增大 C．线圈 a 有扩张的趋势 D．线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将增大 14.如图所示，甲图实线为某一个静电场中方向未知的三条电场线，a、b 两个带电粒子均从 电场中的 P 点无初速释放，两粒子仅在电场力作用下均沿着中间的电场线做直线运动（不 考虑 a、b 两粒子间的相互作用），a、b 粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线 所示，虚线为过坐标原点的倾斜直线，则（　　） A．a 粒子的加速度逐渐增大，b 粒子的加速度逐渐减小 B．a 粒子沿着电场线向左运动，b 粒子沿着电场线向右运动 C．a 粒子的电势能减小，b 粒子的电势能增大 D．a 粒子一定带正电，b 粒子一定带负电 三．实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 20 分） 15.（12 分）现测量一铜芯导线的电阻率，用米尺测出其长度为 L，用螺旋测微器测得其直 径为 D，用多用电表测得其电阻值约为 1 Ω，为提高测量的精度，需从下列器材中挑选一些 元件，设计电路，重新测量这段导线(图中用 Rx 表示)的电阻． A．电源 E(电动势为 6.0 V，内阻不计) B．电压表 V1(量程为 0～0.6 V，内阻约为 2 kΩ) C．电压表 V2(量程为 0～6.0 V，内阻约为 6 kΩ) D．电流表 A1(量程为 0～0.6 A，内阻约为 1 Ω) E．电流表 A2(量程为 0～3.0 A，内阻约为 0.1 Ω) F．滑动变阻器 R1(最大阻值 5 Ω，额定电流 1.0 A) G．滑动变阻器 R2(最大阻值 10 Ω，额定电流 0.2 A) H．定值电阻 R0(阻值为 9 Ω) I．开关 S 一个，导线若干 (1)如图甲所示是该实验小组用螺旋测微器对铜线直径的测量，其读数是________． (2)为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程的 1 3，某同学设计了部分电路如图乙所示， 请你在此基础上将电路补充完整，使实验可以完成． (3)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)． (4)若在测量时，电压表示数为 U，电流表示数为 I，则该铜芯导线所用材料的电阻率的表达 式为 ρ＝________. 16.（8 分）一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、 ×10、×100.用×10 挡测量某电阻时，操作步骤正确，但指针偏转角度较小，为了较准确地进行 测量，应换到______________挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的 步骤是____________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是 ____________Ω.若将该表选择旋钮置于 1 mA 挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为 ________mA. 四．计算题（本题共 3 小题，17 题 10 分，18 题 10 分，19 题 12 分，共 32 分） 17.（10 分）如图所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角，两轨道间距为 L，一金属 棒垂直两轨道水平放置．金属棒质量为 m，电阻为 R，轨道上端的电源电动势为 E，内阻为 r.为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场， （1）则该磁场的磁感应强度 B 应是多大？ （2）若将磁场方向变为竖直向下，此时导轨由静止下滑的瞬间加速度？ 18．（10 分）如图所示，M、N 为纸面内两平行光滑导轨，间距为 L.轻质金属杆 ab 可在导轨 上左右无摩擦滑动，杆与导轨接触良好，导轨右端与定值电阻连接．P、Q 为平行板器件， 两板间距为 d，上、下两板分别与定值电阻两端相接．两板正中左端边缘有一粒子源中始终 都有速度为 v0 的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间．整个装置处于垂直于纸面 向外的匀强磁场中．已知轻杆和定值电阻的阻值分别为 r 和 R，其余电阻不计，带电粒子的 重力不计，为使粒子沿原入射方向从板间右端射出，则轻杆应沿什么方向运动？速度多大？ 19.(12 分)如图，坐标系 xOy 在竖直平面内，第一象限内分布匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外；第二象限内分布着沿 x 轴正方向的水平匀强电场，场强大小 ，质量为 m、电荷量为＋q 的带电粒子从 A 点由静止释放，A 点坐标为（-L ， ），在静电力的作用下以一定速度 v 进入磁场，最后落在 x 轴上的 P 点.不计粒子的重 力．求： (1) 带电粒子进入磁场时的速度 v 大小． (2) P 点与 O 点之间的距离． m qLBE 6 2 = L2 3 湛江市第 21 中学 2019—2020 学年度第二学期开学考 高二物理（选考）答案 1-8DDADDDCD 9BD 10AD 11BD 12ACD 13BD 14AB 15.答案：(1)0.700 mm　(2)见解析图　(3)B　D　F　(4) πUD2 4IL 16.×100　重新调零　2.2×103　0.41 15.解析：(1)螺旋测微器读数为 0．5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm. (2)电路图如图 15 所示，测量电阻必须用电流表外接电路，且必须有保护电阻． (3)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时，待测电压的最大值约为 0.6V，所以电压表应 选 B；待测电流的最大值约为 0.6 A，所以电流表应选 D；若滑动变阻器选 G，将超过其额定 电流，所以只能选 F. (4)由 R＝U I 、R＝ρ L S和 S＝πD2 4 联立可求得电阻率的表达式为 ρ＝πUD2 4IL . 16.【解析】　指针偏转角度小→电阻较大→换用大倍率(×100)量程→重新电阻调零→读数 ＝22×100 Ω＝2.2×10 3 Ω 若量程为 1 mA→最小刻度 0.02 mA→读数＝20.5×0.02 mA＝0.41 mA. 17.（10 分）（1）导体棒受力分析如图所示： I＝E/(R＋r)① F 安＝BIL② F 安＝mgtanθ③ 得 B＝mg(R＋r)tanθ/(EL) （2）由牛顿第二定律可知 18.（10 分）解析：粒子在电场中运动，电场力 F＝qU d 粒子在磁场中运动，磁场力 F′＝qv0B 因为粒子沿原入射方向从板间右端射出，所以粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡， 得qU d ＝qv0B 轻质金属杆 ab 切割磁感线产生的感应电动势 E＝BLv， R 中电流 I＝ E R＋r， PQ 间电压 U＝IR maBILmg =+ θθ cossin θsinga = 联立解得 v＝ d RL(R＋r)v0 由右手定则得杆应向右运动． 19、(12 分)