湖南省2019-2020高二上学期12月联考物理试卷（PDF版带答案）.pdf

物理科 1 考生注意： 1、本试题共分为 18 题，共 4 页，时量 90 分钟，满分 100 分，答题前考生务必将自己 的姓名、班级、考场号、座位号填入相应位置内。 2、客观题请用 2B 铅笔填涂在答题卡上，主观题用黑色签字笔书写在答题卷上。考试 结束时交答题卷，试卷请妥善保管。 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。第 1~8 小题给出的四个选项中， 只有一个选项正确，第 9~12 小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。) 1．一个电流表的满偏电流 Ig＝1 mA，内阻为 500 Ω，要把它改装成一个量程为 10 V 的电压表，则 应在电流表上( ) A．串联一个 10 kΩ 的电阻 B．并联一个 10 kΩ 的电阻 C．串联一个 9.5 kΩ 的电阻 D．并联一个 9.5 kΩ 的电阻 2．如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 与 b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们 分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为 l，为球半径的 4 倍。若使它们带上等量异种电荷， 两球带电量的绝对值均为 Q，那么，a、b 两球之间的万有引力 F 引、 库仑力 F 库分别为( ) A．F 引＝Gm2 l2 ，F 库＝kQ2 l2 B．F 引＝Gm2 l2 ，F 库＞kQ2 l2 C．F 引≠Gm2 l2 ，F 库＞kQ2 l2 D．F 引≠Gm2 l2 ，F 库＜kQ2 l2 3．关于磁感应强度 B、电流 I、导线长度 L 和电流所受磁场力 F 的关系，下面说法正确的是( ) A．在 B＝0 的地方，F 一定等于零 B．在 F＝0 的地方，B 一定等于零 C．若 B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则 F 一定等于 1 N D．若 L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则 B 一定等于 1 T 4．如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为 m，所带电荷量分别为＋q 和－q，两球间用绝缘细线 连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为 E，平衡时细线都被拉紧。平衡时的可能位置是下图中的( ) 5．如图所示，M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆 弧的圆心，∠MOP＝60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于 M、N 两点，这时 O 点电场强度的大小为 E1；若将 N 点处的点电荷移至 P 点，则 O 点的场强大小变为 E2，E1 与 E2 之比为( ) A．1∶2 B．2∶1 C．2∶ 3 D．4∶ 3 2 6．如图所示，闭合开关 S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电油滴 P 处于静止状态，若将滑动变阻器 R2 的滑片向 a 端移动，则( ) A．电压表读数增大 B．电流表读数减小 C．R1 消耗的功率减小 D．油滴 P 将向下运动 7．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表 A1、A2，若把 A1、A2 分别采用并联或串联的方式接入电路，如图(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数 和电表指针偏转角度的说法正确的是( ) A．图(a)中的 A1、A2 的示数相同 B．图(a)中的 A1、A2 的指针偏角相同 C．图(b)中的 A1、A2 的示数和偏角都不同 D．图(b)中的 A1、A2 的指针偏角相同 8．如图所示，两根长直导线 a 和 b 平行放置，分别通有大小为 I、2I 的电流，电流方向相反，此时 导线 b 受到的磁场力大小为 F。当加入一与导线所在平面垂直的 匀强磁场后，导线 b 受到的磁场力为零，则此时 a 受到的磁场力 大小为 ( ) A．F 2 B．F C．3F 2 D．2F 9．如图所示，实线表示一簇关于 x 轴对称的等势面，在轴上有 A、B 两点，则( ) A．A 点场强小于 B 点场强 B．A 点场强方向指向 x 轴负方向 C．A 点场强大于 B 点场强 D．A 点电势高于 B 点电势 10．如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，充电后与电源断开的两平行板 金属板带等量异种电荷，保持两板电荷量不变，以下说法正确的是( ) A．A 板与静电计的指针带的是异种电荷 B．甲图中将 B 板上移，静电计的指针偏角增大 C．乙图中将 B 板左移，静电计的指针偏角不变 D．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小 11．如图所示，两平行金属板水平放置，板长为 L，板间距离为 d，板间电压为 U，一不计重力、 电荷量为 q 的带电粒子以初速度 v0 沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，则( ) A．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为1 4Uq B．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为3 8Uq C．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做的功之比为 1∶1 D．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做的功之比为 1∶2 12．某同学设计了一个测定列车加速度的仪器，如图所示．AB 是一段四分之 一圆弧形的电阻，O 点为其圆心，且在 B 点正上方，圆弧半径为 r.O 点 下用一电阻不计的金属线悬挂着一个金属球，球的下部恰好与 AB 良好 接触且无摩擦。A、B 之间接有内阻不计、电动势为 9 V 的电池，电路中 接有理想电流表 A，O、B 间接有一个理想电压表，整个装置在一竖直 平面内，且装置所在平面与列车前进的方向平行。下列说法正确的是( ) A B x 0.6V 0.4V 0.2V 3 A．从图中看到列车一定是向右加速运动 B．当列车的加速度增大时，电压表 V 的读数增大，电流表 A 的读数也增大 C．若电压表显示 3 V，则列车的加速度为 3 3 g D．如果根据电压表示数与列车加速度的一一对应关系将电压表改制成一个加速度表，则加速 度表的刻度是不均匀的 二、实验题（共 15 分） 13．（6 分）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图 所示的原理图。 A．电压表 V(量程 3 V，内阻 RV 约为 10 kΩ) B．电流表 G(量程 3 mA，内阻 Rg＝100 Ω) C．电流表 A(量程 3 A，内阻约为 0.5 Ω) D．滑动变阻器 R1(0～20 Ω，2 A) E．滑动变阻器 R2(0～500 Ω，1 A) F．定值电阻 R3＝0.5 Ω G．开关 S 和导线若干 (1)该同学发现电流表 A 的量程太大，于是他将电流表 G 与定值电阻 R3 并联，实际上是进行了 电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是________ A；(保留两位有效数字) (2)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________(填 R1 或 R2)； (3)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表 G 读数为横坐标，以电压表 V 读数为纵坐标 绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 E＝1.5 V，电源的内阻 r＝________。 (保留两位有效数字) 14．（9 分）有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在 8～10 Ω 之间，为了测量该导电材料的电阻率， 实验室提供了以下实验器材： A．20 分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表 A2(0～0.6 A，内阻约为 0.1 Ω) D．电压表 V1(0～3 V，内阻约为 3 kΩ) E．电压表 V2(0～15 V，内阻约为 15 kΩ) F．直流电源 E(4 V，内阻不计) G．滑动变阻器 R(0～10 Ω，2 A) H．开关及导线若干 (1)用游标卡尺测得该样品的长度 L，其示数如图甲所示，其读数为________mm；用螺旋测微器 测得该样品的外径 D，其示数如图乙所示，其读数为________mm。 (2)本次实验的电压表选用的是______(填 V1 或 V2)。 (3)测量新型圆柱形的导电材料的电阻 R，应采用下图中的________(选填“甲”“乙”“丙”或 “丁”)电路图。 甲 乙 4 三、计算题(本题共 4 小题，共 37 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步 骤，有数值计算的要注明单位) 15．（8 分）如图所示，有一个表头 G，满偏电流 Ig＝500 mA，内阻 Rg＝200 Ω，将它改装为有 0～1 A 和 0～10 A 两种量程的电流表，求 R1、R2 的阻值各为多大？ 16．（8 分）如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为 d。当两板间加电压 U 时， 一个质量为 m、电荷量为＋q 的带电粒子，以水平速度 v0 从 A 点射入电场，经过一段时间后从 B 点射出电场，A、B 间的水平距离为 L，不计重力影响。求： (1)带电粒子从 A 点运动到 B 点经历的时间； (2)带电粒子经过 B 点时速度的大小； (3)A、B 间的电势差。 17．（10 分）水平面上有电阻不计的 U 形导轨 NMPQ，导轨的宽度为 L，M 和 P 之间接入电动势为 E 的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为 m，电阻为 R 的金属棒 ab，并加一个范围较 大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向与水平面夹角为 θ，指向右斜上方且与金属棒 ab 垂 直，如图所示。求： (1)当 ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？ (2)若 B 的大小和方向均能改变，则要使 ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时 B 的方向如何？ 18．（11 分）如图所示，上下平行放置的两带电金属板，相距为 3l，板间有竖直向下的匀强电场。 距上板 l 处有一带电荷量为＋q 的小球 B，在 B 上方有带电荷量为－6q 的小球 A，他们质量均为 m，用长度为 l 的绝缘轻杆相连，已知匀强电场的电场强度 E＝mg q 。让两小球从静止释放，小球 可以通过上板的小孔进入电场中(重力加速度为 g)。求： (1)B 球刚进入电场时的速度 v1 大小； (2)A 球刚进入电场时的速度 v2 大小； (3)B 球是否能碰到下金属板？如能，求刚碰到时的速度 v3 大小； 如不能，请通过计算说明理由。1 一、选择题（共 48 分） 二、实验题（共 15 分） 13．（6 分）(1)0.60（2 分） (2) R1（2 分） (3)1.0(0.90～1.1 均正确)（2 分） 14．（9 分）(1)41.75（2 分） 4.225(4.223～4.226 均可) （2 分） (2) V1（2 分） (3)甲（3 分） 三、计算题（共 37 分） 15．（8 分） 解：当公共端与“1 A”端接入电路时，电阻 R1 和 R2 串联，再与表头内阻 Rg 并联。由并联电路的特点 可得 R1＋R2＝ Ig I1－Ig Rg 2 分 代入 Ig、I1、Rg 的数值，可得 R1＋R2＝200 Ω ① 2 分 当公共端与“10 A”端接入电路时，电阻 R2 与表头内阻 Rg 串联，再与电阻 R1 并联。由并联电路 的特点可得 Ig(Rg＋R2)＝(I2－Ig)R1 代入 Ig、I2、Rg 的数值，可得 R2＋200 Ω＝19R1 ② 2 分 由①②解得 R1＝20 Ω，R2＝180 Ω 2 分 16．（8 分） 解：(1) （2 分）带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从 A 点到 B 点经历时间 t＝L v0 。 (2) （3 分）带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小 E＝U d 加速度大小 a＝qE m ＝qU md 经过 B 点时粒子沿竖直方向的速度大小 vy＝at＝qU md·L v0 带电粒子在 B 点速度的大小 v＝ v02＋q2U2L2 m2d2v02 (3) （3 分）粒子从 A 点运动到 B 点过程中，据动能定理得： qUAB＝1 2mv2－1 2mv02 A、B 间的电势差 UAB＝ 1 2mv2－1 2mv02 q ＝ qU2L2 2md2v02 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C B A A B D B A AD BD BC CD2 17．（10 分） 解：(1) （6 分）从 b 向 a 看，如图所示． 水平方向：Ff＝F 安 sinθ ① 竖直方向：FN＋F 安 cosθ＝mg ② 又 F 安＝BIL＝BE RL ③ 联立①②③得， FN＝mg－BLEcos θ R ，Ff＝BLEsin θ R (2) （4 分）使 ab 棒受支持力为零，且让磁感应强度最小，则受安培力竖直向上，则有 F 安＝mg Bmin＝mgR EL 根据左手定则判定磁场方向水平向右。 18．（11 分） 解：(1)（3 分）B 球进入电场前，两小球不受电场力作用，只受重力作用，做自由落体运动。 由 v12＝2gl，解得 v1＝ 2gl。 (2) （4 分）对 A、B 球整体，由动能定理有 2mg×2l＋qE l＝1 2 ×2mv22 解得 v2＝ 5gl。 (3) （4 分）当 A、B 球全部进入电场后，系统做匀减速运动，设系统速度减为零时，B 球离上 金属板的距离为 x，对全过程由动能定理有 2mg（l＋x）＋qE x－6qE（x－l）＝0 解得 x＝8 3 l