物理卷·2018届广西钦州市高新区高二上学期期末考试物理试卷 （解析版） 13页

广西钦州市高新区2016—2017学年度第上学期高二物理期末考试试题解析版 一、选择题 ‎1．关于电场，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．对点电荷激发的电场，以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的电场强度都相同 B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C．在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E＝，取走q后，该点场强不为零 D．试探电荷所受电场力很大，该点电场强度一定很大 解析：电场强度是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q为球心，半径为r的球面上，场强的大小E＝相同，但方向不同，A错误．在正电荷和负电荷周围确定场强的方法相同，将试探电荷q放到某点所受的电场力为F，那么E＝.由此可见，场强的大小与电荷的正、负并没有什么关系，B错误．电场强度E是反映电场性质的物理量，试探电荷是用来体现这一性质的“工具”，所以电场强度与试探电荷的存在与否无关，C正确．E＝式中E的大小并不是由F、q来决定的．在电场中某一点放入一试探电荷q，那么q越大，F越大，而这一比值不变，D错误．‎ 答案：C ‎2．两块平行金属板带等量异种电荷，要使两极板间的电压加倍，两板间的电场强度减半，采用的办法有(　　)‎ A．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍 B．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍 C．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍 D．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍 解析：由C＝，C＝和E＝得两板间的电压U＝，两板间的电场强度E＝，可知C正确．‎ 答案：C ‎3．如图所示，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动，要使油滴向上运动，可采用的方法是(　　)‎ A．把电阻R1的阻值调大 B．把电阻R2的阻值调大 C．把电阻R3的阻值调大 D．把电阻R4的阻值调大 解析：要使油滴向上运动，需增大R4两端的电压．‎ 答案：BD ‎4.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一直角三角形，AB＝L m，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5 V，B点的电势为－5 V，C点的电势为15 V，据此可以判断(　　)‎ A．场强方向由C指向B B．场强方向垂直AD连线指向B C．场强大小为 V/m D．场强大小为 V/m 解析：根据B、C点的电势可以确定其中点D 的电势为5 V，A、D的连线为一条等势线，电场线与等势面垂直，且由高等势面指向低等势面，故场强方向垂直AD连线指向B，A错误，B正确；匀强电场的场强E＝，其中UAB＝10 V，d＝L cos 30°，解得E＝ V/m，C错误，D正确．‎ 答案：BD ‎5．在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是(　　)‎ 解析：若电子水平向右运动，在A图中电场力水平向左，洛伦兹力竖直向下，故不可能；在B图中，电场力水平向左，洛伦兹力为零，故电子可能水平向右做匀减速直线运动；在C图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下，当二者大小相等时，电子向右做匀速直线运动；在D图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向上，故电子不可能做水平向右的直线运动，因此选项B、C正确．‎ 答案：BC ‎6．平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 解析：开关S闭合，A、B两极板间的电势差不变，A板向B板靠近，由E＝可知极板间场强增大，悬挂的带正电小球受到的电场力增大，则θ增大，A正确，B错误；开关S断开，电容器两极板所带电荷量保持不变，由C＝、C＝和E＝可推出E＝，与两极板间距离无关，两极板间场强保持不变，悬挂的带正电的小球受到的电场力不变，则θ不变，C错误，D正确．‎ 答案：AD ‎7．如图所示，相距为d的两带电平行板间同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，运动轨迹如图中虚线所示，则(　　)‎ A．小球一定带负电 B．小球一定带正电 C．两板间电压为 D．小球在两板间的运动时间为 解析：带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，重力大小等于其受到的电场力，洛伦兹力提供向心力，则小球带正电，有mg＝qE、qvB＝，T＝，得出U＝，小球在两板间的运动时间t＝＝，所以选项B、C正确．‎ 答案：BC ‎8.如图所示，R1为定值电阻，R2是正温度系数的金属热电阻，L为小灯泡，当温度下降时(　　)‎ A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡变亮 D．小灯泡变暗 解析：温度下降时，R2阻值减小，电路的外电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大，电流表示数增大，B正确．由欧姆定律U1＝IR1，R1两端电压增大，A正确．小灯泡L两端电压减小，小灯泡变暗，C错误，D正确．‎ 答案：ABD ‎9.如图所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则(　　)‎ A．电源的功率变小 B．电容器储存的电荷量变小 C．电源内部消耗的功率变大 D．电阻R消耗的电功率变小 解析：当滑片向上滑动时，R总变小，由闭合电路欧姆定律可知，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小，电源功率P总＝I总E增大，A错误；Q＝CU减小，B正确；电源内部消耗功率P内＝Ir增大，C正确；电阻R1消耗的功率增大，R上消耗的功率无法确定，D错误．‎ 答案：BC ‎10.如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH 平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用，则(　　)‎ A．若等离子体从右方射入，F向左 B．若等离子体从右方射入，F向右 C．若等离子体从左方射入，F向左 D．若等离子体从左方射入，F向右 解析：等离子体指的是整体显电中性，内部含有等量的正、负电荷的气态离子群体．当等离子体从右方射入时，正、负离子在洛伦兹力作用下将分别向下、上偏转，使上极板的电势低于下极板，从而在外电路形成由D流向C的电流，这一电流处在导线GH中电流所产生的磁场中，由左手定则可知，它所受安培力方向向左，所以选项A正确，选项B错误，同理可分析得知选项C错误，选项D正确．‎ 答案：AD 二、实验题 ‎11．在测定金属丝电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径 d＝________ mm.如图乙所示，用多用电表的“×1”欧姆挡，调零后测得金属丝阻值R＝________ Ω，若实验中测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝________(用符号表示)．‎ 解析：用螺旋测微器读出金属丝的直径d＝0.5 mm＋23.0×0.01 mm＝0.730 mm，从多用电表中读出电阻为8.0 Ω，根据R＝ρ＝ρ，知ρ＝.‎ 答案：0.730　8.0(8也给分)　 ‎12．某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(1.6 V，1.5 W)、L2(6 V,10 W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定)图(b)为实物图．‎ ‎(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现灯泡均能正常发光．在图(b)中用笔画线代替导线将电路连线补充完整．‎ ‎(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是_______ __________________________________________________________________．‎ ‎(3)现有如下器材：电源E(6 V，内阻不计)灯泡L1(6 V，1.5 W)、L2(6 V,10 W)，L3(6 V,10 W)，单刀双掷开关S.在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L1亮，右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L1亮，左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮．‎ 答案：(1)如图b所示 ‎(2)由于RL1比RL2大得多，灯泡L2电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，分得的电压不能使灯L2发光 ‎(3)如图c所示 三、计算题 ‎13.一根长为1的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中．如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：‎ ‎(1)匀强电场的电场强度的大小；‎ ‎(2)求小球经过最低点时丝线的拉力．‎ 解析：(1)小球静止在电场中，对其进行受力分析如图所示，显然小球带正电，由平衡条件得：‎ mgtan 37°＝Qe ①‎ 故E＝. ②‎ ‎(2)电场方向变成向下后，小球开始摆动做圆周运动后，重力、电场力对小球做正功．由动能定理得：‎ mv2＝(mg＋qE)l(1－cos 37°) ③‎ 由圆周运动知识，小球经过最低点时有 FT－(mg＋qE)＝m ④‎ 由③④式解得FT＝mg.‎ 答案：(1)　(2)mg ‎14.如图所示，一电荷量q＝3×10－4 C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．S合上后，小球静止后，细线与竖直方向的夹角α＝37°.已知两板相距d＝0.1 m，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω.g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：‎ ‎(1)流过电源的电流；‎ ‎(2)两板间的电场强度的大小；‎ ‎(3)小球的质量．‎ 解析：(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝6 Ω 由闭合电路欧姆定律得I＝＝1 A.‎ ‎ (2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23)‎ 电容器两板间的电场强度E1＝＝＝100 N/C.‎ ‎(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得F＝mgtan α，又有 F＝qE1，所以m＝，解得m＝4×10－3 kg 答案：(1)1 A　(2)100 N/C　(3)4×10－3 kg ‎15如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．(不计粒子的重力、管的粗细)求：‎ ‎(1)O处点电荷Q的电性和电荷量；‎ ‎(2)两金属板间所加的电压．‎ 解析：(1)由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度 v＝＝ v 0①‎ 在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足 k＝m ②‎ 由①②得：Q＝.‎ ‎(2)粒子射出匀强电场时速度方向与水平方向成30°‎ tan 30°＝ ③‎ vy＝at ④‎ a＝ ⑤‎ t＝ ⑥‎ 由③④⑤⑥得：‎ U＝＝.‎ 答案：(1)负电　　(2) ‎16．如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向．在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场．不计重力．若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求 ‎(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值：‎ ‎(2)该粒子在电场中运动的时间．‎ 解析：(1)如图所示，粒子进入磁场后做匀速圆周运动．设磁感应强度的大小为B，粒子质量与所带电荷量分别为m和q，圆周运动的半径为R0. 由圆周运动知识有 qv0B＝m ①‎ 由题给条件和几何关系可知R0＝d ②‎ 设电场强度大小为E，粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为ax，在电场中运动的时间为t，离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx.由牛顿定律及运动学公式得 Eq＝max ③‎ vx＝axt ④‎ t＝d ⑤‎ 由于粒子在电场中做类平抛运动(如图)，有 tan θ＝ ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式得 ＝v0tan2 θ ⑦‎ ‎(2)联立⑤⑥式得 t＝.‎ 答案：(1)v0tan2 θ　(2)