云南省盈江县第一高级中学学年高二上学期期末考试物理试题 Word版含答案.docx
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云南省盈江县第一高级中学学年高二上学期期末考试物理试题Word版含答案
云南省盈江县第一高级中学2019-2020学年上学期期末考试
高二物理
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)
1.如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的直径.一不计重力的带电粒子从a点射入磁场,速度大小为v,当速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长,且为t,若相同的带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,也经时间t飞出磁场,则其速度大小为( )
A.
v
B.
v
C.
v
D.
v
2.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M、N间有两个等高的金属体A、B,A为尖头、B为圆头.将金属板M、N接在高压电源上,逐渐升高电源电压,首先观察到( )
A.A放电
B.B放电
C.A、B一起放电
D.A、B之间放电
3.如图所示,电容器极板间有一可移动的电介质板,电介质板与被测物体相连,接入电路后,通过极板上物理量的变化可确定被测物体的位置,则以下说法正确的是( )
A.若电容器极板间的电压不变,x变大,电容器极板上带电量增加
B.若电容器极板电量不变,x变小,电容器极板间电压变大
C.若电容器极板间的电压不变,x变大,有电流流向电容器的正极
D.若电容器极板间的电压不变,x变大,有电流流向电容器的负极
4.如图所示,用1表示有信号输入,用0表示无信号输入,用1表示有信号输出,用0表示无信号输出,则当A、B、C的输入分别为0、1、0时,在输出端Y的结果是( )
A.0B.1C.0或1D.无法确定
5.以下说法正确的是( )
A.国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位
B.导体中没有电流,就说明导体内部的电荷没有移动
C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率
D.在金属导体内当自由电子定向移动时,它们的热运动就消失了
6.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是( )
A.油滴必带正电荷,电荷量为
B.油滴必带正电荷,比荷
=
C.油滴必带负电荷,电荷量为
D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=
7.如图所示,固定在水平地面上的倾角为θ的粗糙斜面上,有一根水平放在斜面上的导体棒,通有垂直纸面向外的电流,导体棒保持静止.现在空间中加上竖直向下的匀强磁场,导体棒仍静止不动,则(
A.导体棒受到的合力一定增大
B.导体棒一定受4个力的作用
C.导体棒对斜面的压力一定增大
D.导体棒所受的摩擦力一定增大
8.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则( )
A.A点和B点的电势相同
B.C点和D点的电场强度相同
C.正电荷从A点移至B点,静电力做正功
D.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增大后减小
9.四个相同的灯泡按如图所示方式连接,关于四个灯泡的亮度,下列结论中正确的是( )
A.A灯、B灯一样亮,C灯次之,D灯最暗
B.A灯最亮、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同
C.A灯最亮、B与C灯一样亮,D灯最暗
D.A与B灯一样亮,C与D灯一样亮,但比A与B灯暗些
10.如图所示,一足够长的直角绝缘粗糙斜面静止放置在水平地面上,一质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑.现给物体带上一定量的正电荷,且保证物体所带电荷量保持不变,在空间中加入垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度B随时间逐渐增大,物体在斜面上下滑的过程中,斜面相对地面一直保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.物体一直沿斜面向下做加速运动
B.斜面与地面间的静摩擦力始终保持不变
C.斜面相对地面一直有水平向右的运动趋势
D.地面对斜面的静摩擦力方向先水平向左后水平向右
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
11.(多选)在如图所示的U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,在b点α=β,则下列说法中正确的是( )
A.在b点时电源有最大输出功率
B.在b点时电源的总功率最大
C.从a→b,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大
D.从b→c,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小
12.(多选)运动电荷进入磁场(无其他场)中,可能做的运动是( )
A.匀速圆周运动B.平抛运动
C.自由落体运动D.匀速直线运动
13.(多选)某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t1=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.图乙可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系
B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系
D.图乙可以反映B的加速度随时间t变化的关系
14.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器,如图所示:
从粒子源中放出的质量为m、电荷量为q的正离子(初速为零,重力不计),经电势差为U的加速电场加速,刚出电场时测得离子束的电流为I,之后从Q处垂直进入一个磁感应强度为B的匀强电场,之后打到底片上P处,P、Q两点距离为R.根据已知条件可知( )
A.该离子的质量为m=
B.该离子在磁场中的运动时间为t=
C.在离子从Q处进入磁场至到达P的时间内,射到底片上的离子数目为N=
D.假如粒子源放出初速为零的氕(
H)、氘(
H)、氚(
H)三种离子,这三种离子会打在底片上三个不同位置
分卷II
三、实验题(共2小题,共15分)
15.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如图所示;请回答下列
问题:
(1)如图甲所示,在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P,应放在滑动变阻器 处(填“a”或“b”)
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.电压表(0~3V)D.电压表(0~15V)
E.电流表(0~0.6A)F.电流表(0~3A)
其中电流表应选 ,电压表应选 .(填字母代号)
(3)如图乙是根据实验数据画出的U﹣I图象.由此可知这个干电池的电动势E= V,内电阻r= Ω.
16.有一个额定电压为3.8V,额定功率约为1W的小灯泡,现要用伏安法描绘这只灯泡的伏安特性图线,有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~6V,内阻约为5kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻约为30kΩ)
C.电流表A1(0~3A,内阻约为0.1Ω)
D.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
E.滑动变阻器R1(10Ω,5A)
F.滑动变阻器R2(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
H.开关、导线
(1)实验的电路图应选用下列的图(填字母代号)
(2)实验中,电压表选,电流表选,滑动变阻器选.(请填写选项前对应的字母)
(3)测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为
Ω(结果保留两位有效数字);随着电压增大,温度升高,小灯泡的电阻.(填“增大”,“减小”或“不变”)
(4)若将此灯泡与电动势12V、内阻为1Ω的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为Ω的电阻.(结果保留两位有效数字)
四、计算题
17.如图所示,阴极A受热后向右侧空间发射电子,电子质量为m,电荷量为e,电子的初速率有从0到v的各种可能值,且各个方向都有.与A极相距l的地方有荧光屏B,电子击中荧光屏时便会发光.若在A和B之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场,电场强度为E,求B上受电子轰击后的发光面积.
18.如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E,有一质量为m、带电荷量为+q的物体,以初速度v0从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.
19.如图所示,已知路端电压U=18V,电容器C1=6μF、C2=3μF,电阻R1=6Ω、R2=3Ω.当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?
当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?
20.如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E=3×105N/C、方向水平向左的匀强电场,在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.质荷比
=4×10-10kg/C的带正电的粒子,以初速度v0=2×107m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场,OA=0.15m,不计粒子的重力.
(1)求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离;
(2)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况).
答案
1.C2.A3.D4.B5.A6.A7.C8.C9.B10.C
11.AD12.AD13.CD14.AD
15.
(1)a
(2)EC(3)1.490.725
【解析】解:
(1)闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处,即a处.
(2)电源电动势大约1.5V,因此电压表选择量程为3V的比较合适,故电压表选择C,
电路中的电流较小,因此电流表选择0.6A量程的E.
(3)在U﹣I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势,
所以由图可以读出电源的电动势为1.49V,
图象中的斜率表示电源的内阻,所以电源的内阻为:
r=
Ω=0.725Ω
16.
(1)B
(2)ADE(3)16Ω增大(4)34
【解析】
(1)为描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,故应选E;灯泡额定电压为3.8V,电压表应选择A,灯泡额定电流为:
,电流表选择D,灯泡正常发光时的电阻:
,电流表内阻为:
,电压表内阻为
,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路应选择图B所示电路;
(2)由
(1)分析可知,电压表选择A,电流表选择D,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器选择E;(3)由图示图象可知,随
增大,
增大,实际功率
增大,灯泡温度升高,电压与电流表的比值增大,灯泡电阻增大;由图示图象可知,电压:
时,电流
,此时灯泡电阻:
;
(4)灯泡正常发光时,串联电阻两端电压
,串联电阻阻值
.
17.
【解析】 阴极A受热后发射电子,这些电子沿各个方向射向右边匀强电场区域,且初速率从0到v各种可能值都有.取两个极端情况如图所示.
沿极板竖直向上且速率为v的电子,受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的P点.
竖直方向上y=vt,
水平方向上l=
·t2.
解得y=v
.
沿极板竖直向下且速率为v的电子,受到向右的电场力作用做类平抛运动打到荧光屏上的Q点,同理可得
y′=v
.
故在荧光屏B上的发光面积S=y2π=
.
18.
【解析】 物体受力情况如图所示,
将各力沿斜面和垂直斜面两个方向进行正交分解,则沿斜面方向上:
Ff+mgsinθ=qEcosθ①
垂直斜面方向上:
mgcosθ+qEsinθ=FN②
其中Ff=μFN③
由①②③解得:
μ=
.
19. 18V 减少了3.6×10-5C
【解析】 在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=U=18V.
当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手.
当S断开时,UAC=18V,电容器C1带电荷量为Q1=C1UAC=6×10-6×18C=1.08×10-4C.
当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得
UAC′=U=
×18V=12V
此时电容器C1的带电荷量为
Q′=C1UAC′=6×10-6×12C=7.2×10-5C
电容器C1带电荷量的变化量为
ΔQ=Q′-Q1=-3.6×10-5C
负号表示减少,即C1的带电荷量减少了3.6×10-5C.
20.
(1)0.4m
(2)B≥4×10-2T
【解析】
(1)设粒子在电场中运动的时间为t,粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y,则:
sOA=
at2①
a=
②
y=v0t③
联立①②③解得a=7.5×1014m/s2,t=2.0×10-8s,y=0.4m
(2)粒子经过y轴时在电场方向的分速度为vx=at=1.5×107m/s
粒子经过y轴时的速度大小为v=
=2.5×107m/s
与y轴正方向的夹角为θ,θ=arctan
=37°
要使粒子不进入第Ⅲ象限,如图所示,
此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R,
则:
R+Rsinθ≤y
qvB=m
联立解得B≥4×10-2T.
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