甘肃省张掖市山丹县第一中学2020学年高二物理上学期期末模拟考试试题 13页

甘肃省张掖市山丹县第一中学2020学年高二物理上学期期末模拟考试试题 ‎ ‎（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）‎ 测试范围：人教选修3-1全部和选修3-2全部。‎ 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。‎ ‎1．如图所示，一质量为m、电量大小为q的带正电小球，从水平向右的匀强电场中的O点以速度v沿与场强方向成37°角射入电场中，油滴运动到最高点时速度大小也是v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是 (sin37°=0.6 cos37°=0.8)‎ A．最高点可能在O点的正上方 B．匀强电场的电场强度为E＝mg/3q C．O点与最高点之间的电势差可能为零 D．匀强电场的电场强度为E＝mg/4q ‎2．下列叙述正确的是 A．放在匀强磁场中的通电导线受到恒定不变的磁场力 B．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 C．磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向 D．安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面 ‎3．某长螺线管中通有大小和方向都不断变化的电流，现有一带电粒子沿螺线管轴线方向射入管 中。若不计粒子所受的重力，则粒子将在螺线管中 A．做匀速直线运动 B．做匀加速直线运动 C．做圆周运动 D．沿轴线来回运动 ‎4．把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体 A．A端的电势比B端的电势高 B．A端的电势比B端的电势低 C．A端的电势可能比B端的电势高，也可能比B端的电势低 D．A端的电势与B端的电势相等 ‎5．关于电流，下列说法中正确的是 A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B．电子运动的速率越大，电流越大 C．因为电流有方向，所以电流是矢量 D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 ‎6．在地面上插入一对电极M、N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场。恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点。下列说法中正确的是 A．P点场强比Q点场强大 B．P点电势比Q点电势低 C．电子在P点的电势能比在Q点的电势能小 D．电子沿直线从N到M的过程中所受电场力变大 ‎7．关于电源电动势，下面说法不正确的是 A．电源两极间电压总等于电动势 B．电动势越大的电源，将其他能转化为电能的本领越大 C．电路接通后，电源的电压小于它的电动势 D．电动势只由电源性质决定，与外电路无关 ‎8．如图所示，闭合导线框向右匀速穿过垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁场区域宽度大于线框尺寸，规定线框中逆时针方向的电流为正，则线框中电流i随时间t变化的图象可能正确的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎9．对于电场中任意两点间电势差，下列说法中正确的是 A．电势差越大，在这两点的电场强度也越大 B．两点间的电势差，数值上等于在这两点间移动单位正电荷时电场力做的功 C．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷有关 D．两点间的电势差与在这两点间移动的电荷无关 ‎10．一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图象如图所示，、分别是带电粒子在A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的有 A．A处的场强一定小于B处的场强 B．A处的电势一定高于B处的电势 C．带电粒子从A到B的过程中，电场力一定对它做正功 D．带电粒子在A处的电势能一定小于B处的电势能 ‎10．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法不正确的是 A．带电粒子由加速器的中心附近进入加速器 B．带电粒子由加速器的边缘进入加速器 C．电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转 D．离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关 ‎11．如图所示，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA和OB互相垂直是扇形的两条半径，长度为R．一个带电粒子1从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若与该粒子完全相同的带电粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场，C到AO的距离为R／2，则 A．1粒子从B点离开磁场时，速度方向沿OB方向 B．粒子带负电 C．2粒子仍然从B点离开磁场 D．两粒子在磁场中运动时间之比为3：2‎ ‎12．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示,下列说法正确的是 A．交流电的表达式为(V)‎ B．交流电的表达式为(V)‎ C．若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的表达式为 D．若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值变为50V 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，共15分。‎ ‎13．（6分）下图是改装并校准电流表的电路图，已知微安表头的量程为Ig=600µA，内阻为 Rg=198Ω， 要求把表头改装成量程为I=60mA的电流表，则图中需要并联分流电阻Rp的阻值为______Ω，改装后的电流表测量电流时，指针指在表盘上原来100µA处,则被测电流的大小是____________ mA ．‎ ‎14．（9分）某同学想用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只几千欧电阻的阻值．‎ A．电流计，满偏电流为1 mA，内阻为20 Ω B．电流计，满偏电流为0.6 A，内阻为5 Ω C．电动势15 V，内阻5 Ω的直流电源 D．电动势3 V，内阻3 Ω的直流电源 E．最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器 F．最大阻值为100 Ω的滑动变阻器 ‎(1)以上器材应选用________(填字母)，并在下面虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图_____．‎ ‎(2)若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为________Ω.‎ ‎(3)如果电池长期未用，导致内阻增大，电动势基本不变，且仍然能正常调零，这将导致测量的结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)．‎ 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。‎ ‎15．（10分）如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，已知线圈面积为0.01m2，匝数100匝，线圈电阻r =2Ω，外电阻R =8Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。线圈在磁感强度B=2/（T）的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度ω=10πrad/s。若线圈经图示位置时开始计时（线圈平面平行于磁场方向），‎ ‎（1）写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；‎ ‎（2）从图示位置起转过90°过程中，通过电阻R的电量 ‎（3）从图示位置起转过90°过程中，线圈上产生的焦耳热 ‎16．（12分）如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，从D点离开磁场，其中AD的距离为，不计重力，求：‎ ‎（1）粒子做圆周运动的半径；‎ ‎（2）粒子的入射速度；‎ ‎（3）粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎17．（15分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10-2m的金属内圈、半径r2‎ ‎=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=π/6 。后轮以角速度 ω=2πrad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。‎ ‎（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；‎ ‎（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；‎ ‎（3）从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象；‎ ‎（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。‎ 高二物理·参考答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ B D A D D C A B BD AC ACD ‎ BD ‎13．2（3分）； 10（3分）；‎ ‎14． ADE （3分） （2分） 6 000（2分） 准确（2分）‎ ‎15． （1）（V）（2）C（3）J ‎【解析】（1）峰值电动势Em = nBSω =20v…………………..（1分）‎ 所求表达式为 （V）…………（2分）‎ ‎（2）所求电量C…（2分）‎ ‎（3）回路中电流的有效值A…（2分）‎ 所求过程所用时间s …………（1分）‎ 所以线圈中产生的焦耳热J ………………（2分）‎ ‎16．（1）； （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设粒子做匀速圆周运动的半径为R，如图所示（2分）‎ ‎，所以：（1分）‎ 则三角形是等边三角形 故：（1分）‎ ‎（2）根据牛顿运动定律：（2分）‎ 则：（2分）‎ ‎（3）由图知，粒子在磁场中的运动方向偏转了60˚角，所以粒子完成了个圆运动，根据线速度与周期的关系，得（2分）‎ 粒子在磁场中的运动时间为：（2分）‎ ‎17．‎ ‎（1）E=4.9×10-2V，方向从 （2） （3） （4）闪烁装置不能正常工作，具体见解析。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）金属条ab在磁场中切割磁感线运动，所构成的回路磁通量变化，设经过时间，磁通量变化率为，由法拉第电磁感应定律得：‎ ‎①（1分）‎ ‎②（1分）‎ 由①②两式并代入数据得：③（1分）‎ 根据右手定则（或愣次定律），可知感应电流方向为。④（1分）‎ ‎（2）通过分析，可得电路为 ‎（3分）‎ ‎(3)设电路中的总电阻，根据电路可知⑤（1分）‎ Ab两段电势差为⑥（1分）‎ 设 ab离开磁场区域的时刻为，下一条金属条进入磁场区域的时刻为 ‎⑦（1分）‎ ‎⑧（1分）‎ 设轮子转一圈的周期为T，则 T=1s⑨（1分）‎ 在T=1s内，金属条四次进出磁场，后三次与第一次一样。‎ 由上面4式可画出如下图图像 ‎（1分）‎ ‎(4)“闪烁“装置不能正常工作。（金属条的电动势远小于小灯泡的额定电压，因此无法正常工作）（1分）‎ B增大，E增大，但有限度 r2增大，E增大，但有限度 ω增大，E增大，但有限度 θ增大，E不变。（1分）‎