安徽省滁州市民办高中2020学年高二物理上学期期末考试试题 12页

滁州市民办高中2020学年度上学期期末试卷 ‎ 高二物理 考生注意：‎ ‎1、本试卷分为选择题和非选择题。考试时间：90分钟，满分100分。‎ ‎2、本卷命题范围：选修3-1。‎ 第I卷 选择题(40分)‎ 一、选择题(共10小题,1-4小题为单选题，5-10小题为多选题，每小题4分,共40分)‎ ‎1.如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过逆时针方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．下列说法中正确的是(　　 )‎ A. 线圈只有bc边受到安培力 B. 线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内 C. 若电流大小不变而方向反向，线圈仍保持平衡状态 D. 若发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡 ‎2.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知：‎ A. 反映Pr变化的图线是b B. 电源电动势为8V C. 电源内阻为4Ω D. 当电流为‎0.5A时，外电路的电阻为6Ω ‎3.如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与P点的连线垂直于电场线，M点与N在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v0‎ 分别从M点和N点沿竖直平面进入电场，重力不计。N点的粒子垂直电场线进入，M点的粒子与电场线成一定夹角进入，两粒子恰好都能经过P点，在此过程中，下列说法正确的是 A. 电场力对两粒子做功相同 B. 两粒子到达P点的速度大小可能相等 C. 两粒子到达P点时的电势能都减小 D. 两粒子到达P点所需时间一定不相等 ‎4. 两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力，下列说法不正确的有 A. a、b均带正电 B. a在磁场中飞行的时间比b的短 C. a在磁场中飞行的路程比b的长 D. a在P上的落点与O点的距离比b的近 ‎5.如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b（截面可视为点）。a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x。当两细棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止（近似认为b在a处产生的磁感应强度处处相等，且与到b的距离成反比），则下列说法正确的是 A. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上 B. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为 C. 电流不变，若使b向上平移，a仍可能在原处保持静止 D. 电流不变，若使b向下平移，a将不能在原处保持静止 ‎6.如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q的正点电荷．在距离底部点电荷为的管口A处，有一电荷量为q、质量为m的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为‎3m的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为，则该点电荷运动过程中 A. 速度最大处与底部点电荷的距离是 B. 速度最大处与底部点电荷的距离是 C. 运动到B处的速度是 D. 运动到B处的速度是 ‎7. 如图所示，一根重力G=0.1N、长L=‎1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ=60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I=‎1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了△x=‎0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0.4T，则 A. 导体中电流的方向为b→a B. 每根弹簧的弹力大小为0.10N C. 弹簧的劲度系数k=5N/m D. 若导体中不通电流，则弹簧伸长‎0.02m ‎8.如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上O～x2间各点的电势分布如图乙所示，则 A. 在O～x2间，场强方向没有发生变化 B. 在O～x2间，场强先减小后增大 C. 若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小 D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O～x2间一直做加速运动 ‎9.如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大)，现有一重力不计的带电粒子从MN上的0点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是 A. 如果粒子回到MN上时速度増大，则该空间存在的一定是电场 B. 如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场 C. 若只改变粒子的速度大小发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场 D. 如果只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则空间存在的一定是磁场 ‎10.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成一定的电势差U。下列说法中正确的是 A. 若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电 B. 若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电 C. 在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大 D. 在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大 第II卷 非选择题(60分)‎ 二、实验题(共2小题,共18分)‎ ‎11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：‎ ‎(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长L=_____________mm；‎ ‎(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=_____________mm；‎ ‎(3)用多用电表的电阻“×‎10”‎挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为_________ 。‎ ‎(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ 待测圆柱体电阻R 直流电源E（电动势4V，内阻不计）‎ 开关S 导线若干 电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）‎ 电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）‎ 电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）‎ 电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）‎ 滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流‎2.0A）‎ 滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流‎0.5A）‎ 电流表选择_________，电压表选择_________，滑动变阻器选择________。‎ 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图____________，并连接实物图_____________。‎ ‎(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ＝________．（不要求计算，用题中所给字母表示）‎ ‎12.某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势和内电阻．除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：电压表（量程，内阻未知）；电流表（量程，内电阻）；电阻箱（）；滑动变阻器（）；开关；导线若干．‎ ‎(1)用图甲的电路测定电压表的内阻．将调到，滑动变阻器的滑动触头移到_________（选填“左端”“右端”或“任意”）位置．然后闭合开关；‎ ‎(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头，让电压表满偏；‎ ‎(3)保持滑动触头位置不变，反复调节．当电压表的示数为时， 的值为，则电压表的内阻为__________ ；‎ ‎(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求，并保证实验的精确度，应将电压表的量程扩大为原量程的倍，则电阻箱的阻值应调为_____________ ；‎ ‎(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内（图中标明器材符号）；‎ ‎(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值，记录多组电压表的示数与电流表的示数，经描点、连接得到图像如图乙所示．根据图像可求得该干电池的电势______ ；内电阻___________ ．（结果均保留位小数）‎ 三、计算题(共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明与演算步骤.)‎ ‎13.（12分）如图，在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E＝50V，内阻r＝1Ω的电源和滑动变阻器R，导轨的宽度d＝‎0.2 m，倾角θ=37°。质量m＝‎0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置处在竖直向下的磁感应强度B＝2.2T的匀强磁场中，导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取‎10 m/s2。求：‎ ‎（1）杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2；‎ ‎（2）滑动变阻器R有效电阻的取值范围。‎ ‎14. （14分）如图所示，在竖直平面内的平面直角坐标系xoy中，x轴上方有水平向右的匀强电场，有一质量为m，电荷量为﹣q（﹣q＜0）的带电绝缘小球，从y轴上的P（0，L）点由静止开始释放，运动至x轴上的A（﹣L，0）点时，恰好无碰撞地沿切线方向进入在x轴下方竖直放置的四分之三圆弧形光滑绝缘细管．细管的圆心O1位于y轴上，交y轴于点B，交x轴于A点和C（L，0）点．该细管固定且紧贴x轴，内径略大于小球外径．小球直径远小于细管半径，不计一切阻力，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）匀强电场的电场强度的大小；‎ ‎（2）小球运动到B点时对管的压力的大小和方向；‎ ‎（3）小球从C点飞出后会落在x轴上的哪一位置．‎ ‎15. （16分）如图所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，y轴右侧有垂直纸面向里匀强磁场。一带正电的粒子a从x轴上的M点垂直x轴以速度v0射入匀强磁场中，粒子的质量为m，电荷量为q（粒子重力不计），粒子经过y轴上的Q（0, ）点后又垂直经过x轴上的P（-l，0）点，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）匀强磁场的磁感应强度B；‎ ‎（3）M点的坐标；‎ ‎（4）若从x轴上的M点左侧的某点M′以相同速度射入另一个相同比荷的粒子b，该粒子飞进电场后恰好能够到达虚线上（虚线过P点且和x轴垂直），试求M′点的坐标。‎ ‎参考答案与解析 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ D D D B ACD BC AC AD AD AD ‎11. 50.15‎‎     4.700 ‎220 A2 V1 R1‎ ‎ ‎ ‎12. 左端 996.3 1.66 0.92‎ ‎13.（1）‎ ‎（2）‎ 解（1）由题意知：当棒具有向下的运动趋势时所受安培力最小，当棒具有向上的运动趋势时所受安培力最大，由物体平衡条件有：‎ 联解得：‎ ‎（2）设导体棒所受安培力为时对应R的值为和，则有：‎ ‎，‎ 联解得：，‎ 则：。‎ ‎14.（1）匀强电场的电场强度的大小为；‎ ‎（2）小球运动到B点时对管的压力的大小为mg方向向上；‎ ‎（3）小球从C点飞出后会落在x轴上的坐标为﹣‎7L的位置上．‎ 解（1）小球释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小球从A点沿切线方向进入，则此时速度方向与竖直方向的夹角为45°，即加速度方向与竖直方向的夹角为45°，‎ 则tan45°=‎ 解得：E=‎ ‎（2）根据几何关系可知，圆弧的半径r=‎ 从P到B点的过程中，根据动能定理得：‎ ‎（‎2L+）+EqL 在B点，根据牛顿第二定律得：‎ N﹣mg=m 联立解得：N=mg，方向向上，‎ ‎（3）从P到A的过程中，根据动能定理得：‎ 解得：‎ 小球从C点抛出后做类平抛运动，‎ 抛出时的速度vC=vA=‎ 小球的加速度，‎ 当小球沿抛出方向和垂直抛出方向位移相等时，又回到x轴，则有：‎ 解得：‎ 则沿x轴方向运动的位移x=‎ 则小球从C点飞出后落在x轴上的坐标x′=L﹣‎8L=﹣‎‎7L ‎15.（1）（2）（3）‎2l（4）‎ 解（1）设粒子经过Q点时速度与y轴负向成角 水平方向： ①‎ 竖直方向： ②‎ 联解①②得， ‎ 由动量定理得： ‎ 解得： ‎ ‎（2）由几何知识得： ，由得 ‎（3）M点坐标得 ‎（4）粒子b的半径也为r，经分析粒子b经过Q点即可恰好到达虚线