黑龙江省大庆铁人中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理（Word版附答案）.docx

大庆铁人中学高二 学年第一学期期末考试物理试题 考试时间： 年 月 日 第 1 页，共 4 页 大庆铁人中学高二学年第一 学期期末考试 物理试题 试题说明：1、本试题满分 110 分，答题时间 90 分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。 第Ⅰ卷 选择题部分（60 分） 一、单选题（本题共 8 小题，每题 5 分，共 40 分。） 1.关于静电场的等势面，下列说法正确的是（ ） A. 两个电势不同的等势面可能相交 B. 电场线与等势面处处相互垂直 C. 同一等势面上各点电场强度一定相等 D. 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 2.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平 行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、b、c 电荷量相等，质 量分别为푚푎、푚푏、푚푐。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸 面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（ ） A. 푚푎 > 푚푏 > 푚푐 B. 푚푐 > 푚푎 > 푚푏 C. 푚푐 > 푚푏 > 푚푎 D. 푚푏 > 푚푎 > 푚푐               3.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图，下图左边是等量异种点电荷形成电 场的电场线，下图右边是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E，F 是连线中垂线上相对 O 对称的 两点，B，C 和 A，D 也相对 O 对称，则下列认识不正确的是（ ） A. B，C 两点场强大小和方向都相同 B. A，D 两点场强大小相等，方向相反 C. E，F 两点场强大小和方向都相同 D. 沿着中垂线从 E 到 F 过程中场强先增大后减小 4.三根通电长直导线 P、Q、R 互相平行、垂直纸面放置，三根导线中通有大小相等方向均垂直纸面 向里的电流，且每两根导线间的距离均相等，则 P、Q 中点 O 处的磁感应强度方向为( ) A. 方向水平向左 B. 方向水平向右 C. 方向竖直向上 D. 方向竖直向下 5.如图所示，푅1为定值电阻，푅2为可变电阻，E 为电源电动势，r 为电源的内电阻，以下说法中不 正确的是( ) A. 当푅2 = 푅1 + 푟时，푅2上获得最大功率 B. 当푅1 = 푅2 + 푟时，푅1上获得最大功率 C. 当푅2 = 0时，푅1上获得功率一定最大 D. 当푅2 = 0时，电源的输出功率可能最大 6.如图所示，闭合金属圆环用绝缘细线挂于 O 点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程经过 水平匀强磁场区域，虚线为该磁场的竖直边界，已知磁场区域的宽度大于圆环的直径.若不计空气 阻力，则（ ） A. 圆环在摆动过程中始终产生感应电流 B. 圆环在摆动过程中，机械能始终守恒 C. 圆环完全在磁场区域中摆动时，机械能守恒 D. 圆环最终将静止在竖直方向上 7.如图(甲)所示，MN、PQ 是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场 宽度为 L。一个边长为 a 的正方形导线框(퐿 > 2푎)从磁场上方下落， 运动过程中上下两边始终与磁场边界平行。线框进入磁场过程中感 应电流 i 随时间 t 变化的图象如图(乙)所示，则线框从磁场中穿出 过程中线框中感应电流 i 的大小随时间 t 变化的图象可能是以下的哪一个（ ） A. B. C. D. 第 2 页，共 4 页 8.在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为 E，内阻 为 r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表 V1 的示数为U1，电压表V2的读数为U2， 当R5的滑动触点向 a 端移动过程中，电流表A1的读数变化量大小为 △ I1，电流表A2的读数变化量大 小 △ I2，电压表V1的读数变化量大小为 △ U1，电压表V2的读数变化量大小为 △ U2，则（ ） A. 퐼1变大， △ 푈1 < △ 푈2，훥푈1 훥퐼1 不变 B. 퐼1变大、 △ 푈1 > △ 푈2，훥푈1 훥퐼1 不变 C. 퐼1变小，퐼2变小，훥푈2 훥퐼2 变小 D. 푈1变小，푈2变小，푈2 퐼2 变大 二、多选题（本题共 4 小题，选全对得 5 分，选不全得 3 分，错选得 0 分，共 20 分。） 9.金属探测器是用来探测金属的仪器，如图所示，关于其工作原理，下列说法中正确的是（ ） A. 探测器内的探测线圈会产生变化的磁场 B. 只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C. 探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D. 探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 10.如图所示，abcd 为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为 l，导轨间有垂直与导轨平 面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计。已知金属杆 MN 倾斜放置，与导轨成휃角，单 位长度的电阻为 r，保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良 好)。则下列说法中错误的是（ ） A. 电路中感应电动势的大小为 B. 电路中感应电流的大小为퐵푣푠푖푛휃 푟 C. 金属杆所受安培力的大小为퐵2푙푣푠푖푛휃 푟 D. 金属杆的热功率为퐵2푙푣2 푟푠푖푛휃 11.如图所示，带电小球 a 由绝缘细线 PM 和 PN 悬挂而处于静止状态，其中 PM 水平，地面上固定一 绝缘且内壁光滑的圆弧细管道 GH，圆心 P 与 a 球位置重合，管道底端 H 与水平地面相切，一质量 为 m 可视为质点的带电小球 b 从 G 端口由静止释放，当小球 b 运动到 H 端时对管道壁恰好无弹力， 重力加速度为 g。在小球 b 由 G 滑到 H 过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 小球 b 机械能保持不变 B. 小球 b 所受库仑力大小始终为 2mg C. 细线 PM 的拉力先增大后减小 D. 小球 b 加速度大小一直变大 12.如图所示，以直角三角形 AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为 B，∠A＝60°，AO＝ L，在 O 点放置一个粒子源，同时向磁场内各个方向均匀发射某种带正电的粒子（不计重力作用和 粒子间的相互作用），粒子的比荷为 ，发射速度大小都为 v0，且满足 。对于粒子进入磁 场后的运动，下列说法正确的是（ ） A. 一定有粒子打到 C 点 B. 与 OC 边的夹角为θ＝30°飞入的粒子在磁场中运动时间最长 C. 从 OC 边飞出的粒子数与 从 AC 边飞出的粒子数之比为 1:2 D. 在 AC 边界上有粒子射出的区域长度大于 L 第Ⅱ卷 非选择题部分（50 分） 三、实验题（每空 2 分，共 16 分。） 13.（1）图 1 螺旋测微器读数为__________mm，图 2 游标卡尺读数 为__________mm。 （2）选择电流表的量程为0.6A，则图 3 中电流表的读数为 A。 14.某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有： 两个相同的待测电源(内阻r ≈ 1Ω)，电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)，电阻箱R2(最大阻值为999.9Ω)， Blv大庆铁人中学高二 学年第一学期期末考试物理试题 考试时间： 年 月 日 第 3 页，共 4 页 电压表V(内阻约为2kΩ)，电流表A(内阻约为2Ω)，灵敏电流计 G，两个开关S1、S2． 主要实验步骤如下： ①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和 S2，再反复调节R1和R2，使电流计 G 的示数为 0，读出电流表 A、 电压表 V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为I1、U1、R1、R2； ②反复调节电阻箱R1和R2(与①中的电阻值不同)，使电流计 G 的示数为 0，读出电流表 A、电压表 V 的示数分别为I2、U2． 回答下列问题： （1）电流计 G 的示数为 0 时，电路中 A 和 B 两点的电势φA和φB的关系为______； （2）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______； （3）电源的电动势 E 为______，内阻 r 为______。 三、计算题（15 题 8 分，16 题 10 分，17 题 16 分，共 34 分。） 15.如图所示，电源电动势 E=40V，内阻 r=1Ω，电阻 R=24Ω，M 为一线圈电阻 =0.4Ω的电动机， 电流表为理想表，（计算结果均保留三位有效数字）求： （1）当开关 S 断开时，电源输出功率 是多少； （2）开关 S 闭合时，电流表的示数为 4.0A。通过电动机的电流及电动机输出功率 是多少。 16.如图所示，两条相距 d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为 R 的电阻．质量 为 m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域 MNPQ 的磁感应强度大小为 B、方向竖直 向下．当该磁场区域以速度 v0 匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为 v．导轨和金属杆的电 阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求： （1）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小； （2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度 a； （3）PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率 P。 17.如图所示，在第二象限内存在一个半径为 a 的圆形有界匀强磁场，磁场圆心坐标M( ― 2a,a)。在 位置坐标为( ― 2a,0)的 P 点存在一个粒子发射源，能在纸面内的第二象限向各个方向发射质量为 m、 带电量 +q的粒子，其速度大小均为 v。这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直 y 轴进入第一象限， 并经过第一象限内一个垂直 xOy 平面向外的有界匀强磁场区域，该区域磁场的磁感应强度大小为第 二象限圆形磁场区域内磁感应强度大小的二分之一，粒子经过该磁场后，全部汇聚到位置坐标为 (2a,0)的 Q 点，再从 Q 点进入第四象限，第四象限内有大小为2mv2 qa 、方向水平向左的匀强电场。不 计粒子重力，求： （1）第二象限圆形有界匀强磁场的磁感应强度； （2）第一象限有界磁场的最小面积； （3）这些粒子经过匀强电场后再次经过 y 轴时速度的大小以及粒子所能达到的最远位置坐标。 MR 1P 2P第 4 页，共 4 页 参考答案 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D B A B C B A 二、多选题 题号 9 10 11 12 答案 AC CD ACD AD 三、实验题 13.（1）0.900 14.45 （2）0.35 14.（1）휑퐴=휑퐵 （2） （3） 四、计算题 15.（1）I= =1.6 A = =61.4W （2）U=E-Ir=36V = =1.5 A =I- =2.5A （3） = - =87.5W 16.（1）感应电动势 感应电流 解得 （2）安培力 牛顿第二定律 解得 （3）金属杆切割磁感线的速度 ，则 感应电动势 电功率 解得 17. 解：(1)要想使这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直 y 轴进入第一象限， 则粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动的半径必须和圆形磁场的半径相同，即：푅 = 푎 在磁场中，由洛仑兹力提供向心力：푞푣퐵 = 푚푣2 푅 联立可得：퐵 = 푚푣 푞푎 由左手定则知：磁感应强度 B 的方向垂直 xOy 平面向外 (2)要想使粒子通过第一象限后能汇聚一 Q 点，此时粒子在磁场中做圆周运动的半径为푅′ = 2푎 (3)动能定理可：푞퐸 × 2푎 = 1 2푚푣′2 ― 1 2푚푣2 解得：푣′ = 푣2 + 4푞퐸푎 푚 = 3푣 由第一象限内的磁场分布可以知道，所有从 Q 点射出的粒子，其速度大小均为 v，方向分 布在沿 x 轴正向与 y 轴负向之间的90°范围之内。 现研究从 Q 点射出的，速度与 y 轴负向平角为휃的粒子。有运动的合成和分解，有 푦 = 푣  푐표푠휃 × 푡 ―2푎 = 푣푠푖푛휃 × 푡 ― 1 2 × 푞퐸 푚 × 푡2联立两式，消去휃可得： 푦2 = ― 푣4 푎2푡4 + 5푣2푡2 ― 4푎2从此式可以看出： 当푡 = 10푎 2푣 时，푦푚 = 3 2푎， 故第二次经过 y 轴最远位置坐标为：(0, ― 3 2푎) 2 1 1 111 11 , RI U URI RU −− 12 21 12 1221 , II UU II IUIU − − − − E R r+ 1P RI 2 1I U R 2I 1I 2P 2UI MRI 2 2 0E Bdv= EI R = 0BdvI R = F BId= F ma= 2 2 0B d va mR = 0=v v v′ − 2EP R = 222 )42()2)22 1 aaas −=−= ππ （（最小面积为：