【物理】安徽省宿州市十三所省重点中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版） 17页

宿州市十三所重点中学2019－2020学年度第一学期 期末质量检测高二物理试卷（理科）‎ 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4个选项中，第1－8题只有一个选项符合题目要求，第9－12题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.对下列物理公式理解，其中正确的是（　　）‎ A. 由公式可知，静电场中某点的电势φ是由放入该点的点电荷所具有的电势能EP和该电荷电量q所决定的 B. 由公式可知，静电场中某点的电场强度E由放入该点的点电荷所受的电场力F和该电荷电量q所决定的 C. 由公式可知，磁场中某处的磁感应强度跟F、I、L无关 D. 由公式知，电容器的电容C由电容器所带电荷量Q和两极板间的电势差U决定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．公式采用比值法定义的，静电场中某点的电势由电场本身决定，与放入该点的点电荷所具有的电势能无关，与试探电荷无关，故A错误；‎ B．公式采用比值法定义的，静电场中某点的电场强度由电场本身决定，与放入该点的点电荷所受的电场力无关，与试探电荷无关，故B错误；‎ C．公式是采用比值法定义的，磁场中某处的磁感应强度由磁场本身决定，与、、的变化无关，故C正确；‎ D．公式是采用比值法定义，电容器的电容由电容器本身决定，与电容器所带电荷量和两极板间的电势差无关，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎2.如图，平行板电容器两极板与电压为U的电源两极连接，板的间距为d；现有一质量为m 的带电油滴静止在极板间，重力加速度为g，则（ ）‎ A. 油滴带正电 B. 油滴带电荷量为 C. 将下极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将立即向上运动 D. 增大极板间电压，油滴将加速下落 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题可知带电油滴静止不动，则带电油滴受到向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则带电油滴带负电，故A错误；‎ B．由平衡条件得 得油滴带电荷量为 故B正确；‎ C．将下极板向下缓慢移动一小段距离，电容器两极板距离增大，根据可得板间场强减小，微粒所受电场力减小，则油滴将立即向下做加速运动，故C错误；‎ D．增大极板间电压，根据可得板间场强增大，微粒所受电场力增大，则油滴将立即向上做加速运动，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎3.如图所示，用理想电压表和阻值R＝14.0Ω定值电阻测电源的电动势和内阻。在开关断开时，电压表的读数为3.0V；开关闭合后，电压表的读数为2.8V。那么电源电动势和内电阻分别为（ ）‎ A. 3.0V 1.0Ω B. 3.0V 0.5Ω ‎ C. 2.8V 1.0Ω D. 2.8V 0.5Ω ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当开关断开时，电压表的读数等于电源的电动势，则知 当开关闭合时，电压表测量路端电压，则有 解得 故A正确，B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎4.在研究一个小电动机的性能时，应用了图示的实验电路。已知电动机线圈内阻为3Ω，调节R使电动机正常运转时，理想电流表和电压表的示数分别为1A和12V。则电动机正常运转时的输出功率P和效率η为（ ）‎ A. P＝12W η＝75% B. P＝12W η＝25%‎ C. P＝9W η＝75% D. P＝9W η＝25%‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电动机正常运转时，输入的电功率为 入 发热功率 热 电动机正常运转时的输出功率为 入热 电动机正常运转时的效率为 故C正确，A、B、D错误；‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为、，。现将两细线同时剪断，则（ ）‎ A. 两球都做匀变速运动 B. 落地时两球水平位移相同 C. 两球下落时间 D. a球落地时的速度小于b球落地时的速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设两球之间的库仑力大小为，当两小球静止时，则有 因为，所以有 将两细线同时剪断后，两球在竖直方向只受重力，在竖直方向做自由落体运动，所以两球下落时间相同；在下落过程中，两球处于同一水平面，在水平方向上，由于库仑斥力的作用下，导致间距的增大，从而使得库仑力减小，则水平方向的加速度减小，所以两球不可能做匀变速运动；根据可知，加速度 根据可知两球落地时水平位移 根据可知落地时球落地时的速度小于球落地时的速度，故A、B、C错误，D正确；‎ 故选D ‎6.质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨迹平面在竖直平面内，磁场方向垂直平面向里，如图所示，由此可知（ ）‎ A. 小球带正电，电场方向向上 B. 小球带负电，电场方向向上 C. 小球带正电，电场方向向下 D. 小球带负电，电场方向向下 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，可知重力和电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力，根据题意和左手定则可知小球带正电；由重力和电场力平衡可知电场力方向竖直向上，故A正确，B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎7.带电小球以一定的初速度 v0 竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为 v0，小球上升的最大高度为 h2‎ ‎，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为 v0，小球上升的最大高度为 h3，如图所示，不计空气阻力，则( )‎ A. h1＝h2＝h3 B. h1＞h2＞h3 C. h1＝h2＞h3 D. h1＝h3＞h2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】竖直上抛的最大高度为：；当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时小球的动能为，则:,又由，所以；当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，，所以，D对．‎ ‎8.如图所示，三根通电直导线垂直于纸面放置，现使每根导线在a点产生的磁感应强度大小均为B，关于a点的磁感应强度说法正确的是（ ）‎ A. 大小为3B B. 大小为B C. 方向沿纸面由a指向d D. 方向沿纸面由a指向c ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】用右手螺旋定则可知直导线在点产生磁场的方向竖直向下，直导线在点产生磁场的方向水平向右，直导线在点产生磁场的方向竖直向下，根据平行四边形定则可得点的合磁感应强度大小为 合磁感应强度方向为右下方，设合磁感应强度方向与水平向右的夹角为，则有 故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎9.关于电场和磁场下列说法正确的是（　　）‎ A. 运动电荷在磁场中的受力方向就是该点的磁感应强度方向 B. 运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，该位置的磁感应强度不一定为零 C. 放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，该位置的电场强度一定不为零 D. 沿着电场线的方向电势逐渐降低，沿着电流方向电势逐渐降低 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据左手定则可知运动电荷在磁场中的受力方向与该点的磁感应强度方向垂直，故A错误；‎ B．根据可知，运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度可能为零或电荷的速度为零或速度方向与磁感应强度方向平行，故B正确；‎ C．由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置一定不为零，故C正确；‎ D．沿着电场线方向电势逐渐降低；在闭合电路的外电路中沿着电流的方向电势逐渐降低，在内电路中沿着电流的方向电势逐渐升高，故D错误；‎ 故选BC ‎10.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是（ ）‎ A. 磁通量有正负，所以是矢量 B. 若使框架绕OO'转过60°角，磁通量为BS C. 若从初始位置绕OO'转过90°角，磁通量为BS D. 若从初始位置绕OO'转过180°角，磁通量变化量为2BS ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁通量没有方向，是标量，正负表示磁感线穿过平面的方向，故A错误；‎ B．使框架绕转过角，则在磁场方向的投影面积为，则磁通量为 故B正确；‎ C．从初始位置绕转过角，线框与磁场平行，故磁通量为0，故C错误；‎ D．从初始位置绕转过角，，磁通量变化为 故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎11.如图所示电路中，R为某种半导体元件，其阻值随周围环境酒精浓度的增大而减小，当酒精浓度增大时，下列说法中正确的是（ ）‎ A 电流表A示数增大 B. 电压表V示数增大 C. 电源输出功率减小 D. 电源效率减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当酒精浓度增大时，减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，路端电压减小，即电压表V示数减小，根据欧姆定律可知通过的电流减小，因此通过的电流增大，即电流表A示数增大，故A正确，B错误；‎ C．当电路的外电阻等于电源的内阻时，电源输出功率最大；由于电路的外电阻与电源的内阻关系未知，所以无法判断电源输出功率的变化，故C错误；‎ D．电源效率为 由于电源的电动势不变，路端电压减小，所以电源效率减小，故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎12.如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下带电粒子（不计重力）以初速度v0沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t。在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，根据上述条件下列说法正确的是（ ）‎ A. 该粒子带正电 B. 带电粒子在磁场中运动的时间为 C. 带电粒子在磁场中运动的半径为 D. 带电粒子的比荷为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据左手定则可知该粒子带正电，故A正确；‎ BCD．在没有磁场时，粒子做匀速直线运动，故有 加上磁场后，轨迹如图 根据几何关系，则有带电粒子在磁场中运动的半径为 根据几何关系可知粒子转过的圆心角，粒子在磁场中做圆周运动的运动时间 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得带电粒子的比荷为 故C正确，B、D错误；‎ 故选AC。‎ 二、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎13.用一游标卡尺测量一工件的长度，结果如图所示，可以读出此工件的长度为_____cm。‎ ‎【答案】5.235‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 游标卡尺的主尺读数为52mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为 ‎7×0.05mm=0.35mm 所以最终读数为 ‎52mm+0.35mm=52.35mm=5.235cm ‎14.某同学在练习使用多用电表测电阻时将选择倍率的旋钮拨至“×10”挡时。指针的偏转角过小，为了提高测量的精确度，请完成下列操作：‎ ‎(1)将选择开关拨至_________挡（填“×100”或“×1”）；‎ ‎(2)将两根表笔短接进行_________，使指针停在0Ω刻度线上 ‎(3)将两根表笔分别接触待测电阻的两端，指针偏转情况如图所示，则所测电阻大小为____Ω。‎ ‎(4)将选择开关拨至交流电压最高挡上 ‎【答案】 (1). ×100 (2). 欧姆调零 （电阻调零） (3). 1600‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]用“×10Ω”测电阻时挡时，指针的偏转角过小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用大挡位，应选“×100Ω”挡；‎ ‎(2)[2]然后对欧姆表重新进行欧姆调零，即将两根表笔短接进行欧姆调零，使指针停在0Ω刻度线上；‎ ‎(3)[3] 由图象表盘可知，待测电阻阻值为 ‎15.某实验小组利用如图甲所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，选用下列器材：‎ ‎①待测电池，电动势约为1.5V ②电流表，量程0.6A ③电压表，量程1.5V ‎④滑动变阻器，0~20Ω ⑤定值电阻R0＝1.4Ω ⑥开关一个，导线若干 由实验数据作出的U－I图像如图乙所示，由图像可求得电源电动势为_________ V，内阻为_________Ω。‎ 若把2节该规格的电池串联对一个小灯泡供电（小灯泡的特征曲线如图丙），则小灯泡的实际功率约为_________ W（保留2位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 1.4 (2). 1.4 (3). 0.63‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律可知 结合图象可知，图象与纵轴的交点表示电动势，故有电源电动势为 ‎[2]根据图像可得 故有电源内阻为 ‎[3]根据闭合电路欧姆定律可得 在小灯泡的特征曲线作出电源的图象，如图所示 由图示图象可知，灯泡两端电压 通过灯泡的电流 灯泡实际功率 三、计算题（本题共4小题，共38分，解答时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。）‎ ‎16.如图所示，用L＝1m长绝缘细线将质量m＝4×10－2kg的带电小球P悬挂在O点，空间有方向为水平向右，大小E＝1×104N/C的匀强电场，小球静止时与细线竖直方向夹角为37°。（己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：‎ ‎(1)小球的电荷量q的大小；‎ ‎(2)保持电场强度大小不变方向突然变为竖直向下小球运动到最低点时细线的拉力。‎ ‎【答案】(1)3×10-5C；(2)0.98N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球受力分析，根据平衡条件可得 解得 ‎(2)小球由静止运动到最低点过程应用动能定理，则有 在最低点处，则有 联立可得 ‎17.如图所示，金属导轨平面动摩擦因数µ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E＝4.5V，内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一质量m＝0.1kg的导体棒ab放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L＝2m，电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场。己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2（不考虑电磁感应影响），求：‎ ‎(1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小；‎ ‎(2)导体棒加速度大小和方向。‎ ‎【答案】(1) 1.5A，1.5N；(2)2.6m/s2，方向沿导轨平面向上 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可得 根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为 ‎(2)对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律有 联立可得 方向沿导轨平面向上 ‎18.如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压；两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度v0沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力。‎ ‎(1)己知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小；‎ ‎(2)若撤去板间磁场B，离子恰好从下极板的右侧边缘M点射出电场，方向与水平方向成45°角，求A点离下极板的高度和平行金属板的长度。‎ ‎【答案】(1)Bv0；(2)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)离子恰好做匀速直线运动，则有 可得 ‎(2)在点由于速度与水平方向成角，把速度分解为水平和竖直可得 联立可得 联立可得 ‎19.如图所示，在坐标系xoy的第一象限内，斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m带电量为－q的粒子（不计重力）从y轴上的A点，以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC射出，并从x轴上的P点（未画出）进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后从y轴上D点（未画出）垂直y轴射出，己知OC与x轴的夹角为45°。求：‎ ‎(1)OA的距离；‎ ‎(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度的大小；‎ ‎(3)粒子从A点运动到D点的总时间 ‎【答案】(1)；(2)B；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据题意分析可知等于粒子在第一象限磁场中运动半径，根据牛顿第二定律可得 解得 ‎(2)如图所示，可得 由几何关系知，粒子在第四象限磁场中运动轨迹半径 根据牛顿第二定律可得 解得 ‎(3) 由粒子在磁场中运动周期 在第一象限磁场中运动时间 出磁场运动到点时间 在第四象限磁场中运动时间 粒子从点运动到点的总时间