山西洪洞县一中2019-2020高二物理上学期期末试卷（PDF版含答案）

高二物理（Ⅰ类）试题 第1页（ 共 8页） 高二物理（ Ⅰ类）试题 第2页（ 共 8页） 洪洪洪洞洞洞县县县第第第一一一中中中学学学222000111999---222000222000年年年上上上学学学期期期期期期末末末高二物理（Ⅰ类）试题 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在 答题卡上，写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。在每小题的四个选项中，只有 一个是最符合题目要求的。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。 1. 关于磁感线和磁场的描述，下列说法中正确的是 A. 磁感线是存在于磁场中的曲线 B. 磁感线是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的位置就没有磁场 C. 永磁体的磁感线总是从N极出发，到S极终止 D. 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场是客观存在的物质 2. 在水深超过200m 的海域，生活着一种电鳗，它能通过自身发出生物电，击昏敌害、保 护自己。已知身长50cm的电鳗，放电时产生的瞬间电压可达5000V。若该电鳗的头 尾相当于两个电极，放电时在海水中产生的电场强度可达到 A. 1×102V/m B. 2.5×103V/m C. 1×104V/m D. 2.5×105V/m 3. 如图是一个火灾报警器的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻很大，高温时电阻 很小，R 是分压电阻，低温时电铃不响。欲使出现火警温度 升高时电铃响起，图中虚线圆框内应接入的门电路是 A.非门 B. 与门 C. 或门 D.与非门 4. 如图，a 、b、c是垂直纸面的三根长直导线，处于等边三角形的三个顶点上。当导线中 通有大小相等、方向如图的恒定电流时，导线c所受安培力的方向是 A. 与ab边平行，指向左方 B. 与ab边平行，指向右方 C. 与ab边垂直，平行纸面向上 D. 与ab边垂直，平行纸面向下 5. 如图，真空中的A、B两点分别放有等量异种点电荷，PQ 为 A、B连线的中垂线，a、b、c 是电场中的三个点，a、b两点关于A、B连线对称，a、c两 点关于PQ对称。下列判断正确的是 A. a点的电势等于c点的电势 B. a点的电场强度与b点的电场强度相同 C. 带负电的试探电荷在a点的电势能大于它在c点的电势能 D. 将带正电的试探电荷沿直线从a移动到b，电场力先做负功，后做正功 6. 法拉第利用河流发电的装置如图所示，两块面积均为S 的矩形金属板M 和 N，间距为 d，平行、正对、竖直地浸入河水中，水面上方一直流电压表通过绝缘导线连接到两金 属板上。当带有正、负离子的水流从两板间流过时，在地磁场的作用下偏向两板。已 知地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水流水平、速度处处为v 且平行极板,认为MN 间是匀强电场，则 A. M、N间的正离子向M运动 B. 与a相接的应是电压表的“+”接线柱 C. 稳定时电压表的示数为 SvB d D. 稳定时MN间的电场强度为vB 7. 如图，E 是内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3是定值电阻，Ⓥ 与 Ⓐ 分别为理想电压表和 理想电流表，初始时S 0与S均闭合。则当断开S时 A. Ⓥ的示数变大，Ⓐ的示数变小 B. Ⓥ的示数变小，Ⓐ的示数变大 C. Ⓥ的示数变大，Ⓐ的示数变大 D. Ⓥ的示数变小，Ⓐ的示数变小高二物理（Ⅰ类）试题 第3页（共8页） 高二物理（Ⅰ类）试题 第4页（共8页） 8. 如图所示，真空室中有三个相同的油滴 a、b、c，带有等量的正电荷。将三个油滴从相 同高度由静止释放，a 下落的空间有水平向左的匀强电场；b 下落的空间有水平向里 的匀强磁场；c自由落下。测得 a、b、c落到同一水平面的时间分别为 ta 、tb 、tc ，速度分别 为va 、vb 、vc ，则 A. tb＞ta＝tc，va＞vb＝vc B. tb＞ta＝tc，va＝vb＝vc C. ta＝tb＝tc，va＝vb＝vc D. ta＝tb＝tc，va＞vb＝vc 9. 如图所示，电源的电动势为 6V，内电阻为 0.5Ω；电动机 Ⓜ 的线圈电阻为 0.5Ω，限流电 阻R0 =3Ω。若理想电压表Ⓥ的示数为3V，下列说法正确的是 A.电源的总功率为12W B. 电源的输出功率为6 W C. 电动机消耗的功率2.5 W D. 电动机输出的机械功率1.5W 10. 一圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴平行，筒的横截面如图所示。图中 直径 MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度 ω顺时针转动。一质量为 m、 电荷量为-q 的带电粒子，从小孔 M 平行纸面射入圆筒，运 动方向与 MN 成 45°角。当筒转过 120°时，该粒子恰好从小 孔 N 飞出圆筒。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，不考虑 重力的作用，则匀强磁场磁感应强度的大小为 A. ωm2q B. ωm4q C. ωm6q D. ωm8q 二、多项选择题：本题包含 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中， 至少有两个选项正确。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 请将正确选项前的字母填在答题卡中相应位置。 11. 关于磁感应强度的说法，下列正确的是 A. 若电流元在磁场中某点不受安培力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 B. 若电流元IL在磁场中某处受到的安培力为F，则该处磁感应强度的大小为 F IL C. 磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量 D. 磁场中某点的磁感应强度由磁场决定，与放入其中的电流元无关 12. 两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝 a、b，其 I-U 图线分别如图所示，下列 判断中正确的是 A. 电阻丝a的直径大于b的直径 B. 电阻丝b的直径大于a的直径 C. 将a、b并联后，其并联电阻丝的I-U图线位于a、b之间 D. 将a、b串联后接入电路，a的功率比b的功率大 13. 如图所示，电源电动势为 E、内阻为 r，R为滑动变阻器，两平行金属板间有匀强磁场， 闭合开关后，金属板间形成匀强电场。一带正电粒子以速度 v 平行极板、垂直磁场 进入电磁场后，恰好能匀速通过两板间。保持开关闭合，不考虑粒子的重力，则下列 判断正确的是 A. 仅将滑片P向下滑动，粒子可能从上极板边缘射出 B. 仅将滑片P向下滑动，粒子可能从下极板边缘射出 C. 仅将上极板向下移动，粒子可能从下极板边缘射出 D. 仅将上极板向下移动，粒子可能从上极板边缘射出 14. 如图所示，直线 MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，平行纸面运动的电子从磁场 边界上的 a 点垂直 MN 方向射入磁场，经 t 时间从 b 点 离开磁场。平行纸面运动的另一电子，从 a、b 连线的 中点 c以相同速率射入磁场，也从 b点离开磁场，则该 电子在磁场中运动的时间可能是 A. 1 6t B. 1 3t C. 5 6t D. 5 3t高二物理（Ⅰ类）试题 第5页（共8页） 高二物理（Ⅰ类）试题 第6页（共8页） 15. 如图，足够长的绝缘直杆倾斜放置，与水平面的夹角为θ，处于方向水平（垂直纸面向 里）、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。一带电荷量为-q、质量为 m 的小环套在直杆 上。将小环由静止释放，小环开始沿杆下滑。已知小环与杆间的动摩擦因数为 μ， 不计空气阻力，则在小环下滑的过程中 A. 小环的加速度最大时，速度为 mg cos θ qB B. 小环的最大速度为 mg sin θ μqB C. 小环的加速度为g（sinθ-μcosθ）时，重力对小环做功的功率为 m2 g2 sin 2θ2qB D. 重力对小环做功的最大功率为 m2 g2 sin θ( sin θ + μ cos θ ) μqB 三、实验题：本题包含 2小题，共 16分。请将正确答案填在答题卡中的横线上，或按要求 作答。 16.（6分） （1）在使用多用电表的欧姆挡测量定值电阻Rx的阻值时，主要操作步骤如下： ①旋转选择开关使其尖端对准“OFF”挡，拔出两表笔 ②两表笔分别与Rx的两引线接触，读出Rx的值后断开两表笔 ③旋转选择开关使其尖端对准欧姆“×100”挡 ④两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针对准欧姆表零刻度，断开两表笔 （1）以上操作正确的顺序为 ▲ （填步骤前的数字序号）； （2）实验中发现选择开关置于“×100”挡时，欧姆表指针指在图中 a 位置。为较准确 地测量，应将选择开关置于 ▲ （选填“×1”、“×10”或“×1k”）挡； （3）换用适当的挡位并正确测量后，发现指针指在图中 b 位置，则被测电阻的阻值 为 ▲ Ω； 17.（10分） 电子计算器中，常使用型号为 AG13 的钮扣电池。从网上查到该型号电池的标称电 压为 1.5V，持续工作的最大电流为 0.25mA。为测量该型号电池的电动势 E 和内电 阻r，某同学设计了图（a）的电路进行实验。完成下列要求： 图（a） 图（b） （1）将图（b）中的器材连成实验电路图。 （2）接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑动触头的位置，读出多组电压表的示 数U及对应电流表的示数I如下表： I/mA U/V 0.25 1.59 0.50 1.52 0.76 1.45 1.00 1.38 1.46 1.25 2.00 1.09 在图（c）中补全数据点，作出该电池的U-I图线。 图（c） （3）根据图（c）可求得 E= ▲ V，r= ▲ Ω。（不考虑电表的影响，结果保留三位有 效数字） （4）若用该电池为一负载持续供电，则负载的最小电阻值约为 ▲ kΩ。（保留两位 有效数字）高二物理（Ⅰ类）试题 第7页（共8页） 高二物理（Ⅰ类）试题 第8页（共8页） 四、计算题：本题包含 4小题，共 34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。 18.（7分） 在如图的电路中，电源的电动势 E=4.5V，内阻 r=0.2Ω。R0 为电阻箱，L 是 3.0V、0.3A 的小灯泡。闭合开关，求：（不考虑灯泡电阻随电流的变化） （1）小灯泡的电阻值RL。 （2）欲使小灯泡正常发光，R0的阻值应调为多少？ 19.（7分） 如图（a）所示，质量 m=0.1kg、长度 L=0.5m 的金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平 悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当棒中通以大小为 I=4A 的电流时，平衡时悬线 与竖直方向的夹角为 θ=30o，其正视图如图 （b）所示。取g=10m/s2，问： （1）MN中的电流方向是由M向N还是N向M？ （2）磁场磁感应强度B的大小。 20.（9分） 在如图所示的质谱仪中，一质量为 m、电荷量为 q 的粒子，从容器下方的小孔 S1 飘入 一定电压的加速电场中，其初速度可视为零，然后经过小孔 S3 沿着与磁场垂直的方 向进入匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上的 P 点。已 知匀强磁场磁感应强度的大小为B，测得S3P=L，求： （1）粒子在磁场中运动的速率v； （2）加速电场的电压U。 21.（11分） 如图所示，在 xOy 平面内，第Ⅰ、Ⅱ象限内有匀强磁场，方向垂直 xOy 平面向里；第Ⅲ 象限内有沿 y 轴负方向的匀强电场。质量为 m、电荷量为 e 的一个电子，从 y 轴上的 M（0，-h）点以初速度 v0 沿 x轴负方向进入电场，经电场偏转后，从 x轴上的 N（-2h，0） 点进入磁场，经过 x 轴正方向上的 P 点（图中未画出）后直接返回到 M 点。不考虑电 子之后的运动，求: （1）电场强度E的大小； （2）电子到达N点时的速度； （3）磁场磁感应强度B的大小。 图（a） 图（b）物理（Ⅰ类）参考答案及评分参考 高二物理（Ⅰ类）试题答案 第1页（共3页） 一、单项选择题：每小题3分，共30分。 题号 答案 1 D 2 C 3 A 4 B 5 D 6 D 7 C 8 A 9 C 10 B 1. D 【解析】磁感线为了描述磁场所画的线，不是磁场中真实的客观存在。可以用细铁屑模拟磁感线，但没有细 铁屑的位置也有磁场。永磁体外部的磁感线是从 N极到 S极，但内部是从 S极到 N极，与外部的磁感线形成闭合 曲线。磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场是客观存在的物质。 2. C 【解析】电鳗的头尾放电时产生的电场E=U d =1×104V/m。 3. A 【解析】温度升高时，Rt电阻很小，门电路输入端为低电势，电铃响起，门电路输出端为高电势。4. B 【解析】ac间为斥力，bc间为引力，由力的合成可得导线c所受安培力的方向与ab边平行，指向右方。5. D 【解析】a 点的电势高于 c 点的电势。a 点的电场强度与 b 点的电场强度大小相等，但方向不同。带负电的试 探电荷在 a 点的电势能小于它在 c 点的电势能 。将带正电的试探电荷沿直线从 a 移动到 b，电势能先增大后减 小，电场力先做负功，后做正功。 6. D 【解析】由左手定则可知，M、N 间的正离子向 N 运动，N 板电势高。稳定时由 qvB=qU d 可得电压表的示数 U=vBd。MN间的电场强度E=U d =vB。 7. C 【解析】当断开S时，外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，R3两端电压增大，R3中电流增大。8. A 【解析】a下落的空间有水平的匀强电场，在竖直方向做自由落体运动，ta =tc ，落地时有水平分速度，va > vc 。b下 落的空间有水平向里的匀强磁场，进入磁场后，受洛伦兹力影响，时间tb ＞tc ，洛伦兹力不做功，vc =vb 。 9. C 【解析】总电流 I= UV R0 =1A，电源的总功率 P 总 =EI=6W。路端电压 U=E-Ir=5.5V，电源的输出功率 P 出 =UI=5.5W。 电动机两端电压UM =U-UV =2.5V，电动机消耗的功率PM =UMI=2.5W，电动机输出的机械功率P 机 =PM -I2rM =2W。 10. B 【解析】由几何关系可知，粒子从射入到射出，在磁场中偏转的圆心角为 π 6 ，时间为 1 12× 2πm qB = 2π 3 ω ，解得B= ωm4q 。 二、多项选择题：每小题 4分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得 4分，选 不全的得2分，有错者或不答的得0分。 题号 答案 11 CD 12 BD 13 BC 14 BD 15 AD 11. CD 【解析】磁感应强度是用来表示磁场强弱及方向的物理量，由磁场决定，与放入其中的电流元无关。电流 元在某点不受安培力的作用，也可能是电流方向与磁场方向平行。磁感应强度的定义式 B= F IL，适用于电流与 磁场垂直的条件。 12. BD 【解析】由图象可知，Ra >Rb。由电阻定律 R=ρL S 可知电阻丝 b的直径大于 a的直径。将 a、b并联后，电阻比 b 的电阻还小。串联电路，功率与电阻成正比，将a、b串联后接入电路，a的功率比b的功率大。高二物理（Ⅰ类）试题答案 第2页（共3页） 13. BC 【解析】若将滑片P向下滑动，R变大，电场强度变大，电场力变大，向下偏转。若将a极板向下移动，电场强 度变大，电场力变大，向下偏转。 14. BD 【解析】电子在磁场中运动的时间t=T2，ab为直径。由几何关系可知，另一电子在磁场中运动对应的圆心角 可能为60°，也可能为300°，时间可能为t1 =T6 或t2 =5T6 。解得：t1 =1 3t或t2 =5 3t。 15. AD 【解析】小球的加速度先减小后增大。当摩擦力等于 0时，小球的加速度最大，由 mgsin θ=ma得，a=gsin θ。 此时由 qvB=mgcosθ，可得速度 v=mgcosθ qB 。当小球匀速运动时，由 qvB=N+mgcosθ，mgsinθ=μN，可解得最大速度 为 mg( sinθ + μcosθ ) μqB 。重力对小环做功的最大功率为 Pm =mgsinθ·vm =m2 g2 sin θ( sin θ + μcos θ ) μqB 。小环开始运动 时小环的加速度为g（ sinθ - μcosθ），速度为0，重力对小环做功的功率为0。 三、实验题：共16分。 16.（6分） （1）③④②① （2）×1k （3）17.0 k（17000，17.0×103也得分） 评分标准：每空各2分。 17.（10分） （1）如图（b）所示 （2）如图（c）所示 图（b） 图（c） （3）1. 66（1. 62-1. 69） 290（273-305） （4）6. 3（6. 1-6. 5） 评分标准：每图、空各2分。 四、计算题：共34分。 18.（7分） （1）小灯泡的电阻值RL RL =UL IL …………………………………………………………………………………………………………… （2分） RL =10Ω ………………………………………………………………………………………………………… （1分） （2）欲使小灯泡正常发光时，电路中电流为0.3A IL = E RL + R0 + r …………………………………………………………………………………………………… （3分） 解得：R0 =4.8Ω…………………………………………………………………………………………………… （1分）19.（7分） （1）电流方向是由M向N ……………………………………………………………………………………… （2分） （2）由平衡条件可知 FA =mgtanθ ……………………………………………………………………………………………………… （2分） FA =BIL…………………………………………………………………………………………………………… （2分） 解得：B= 3 6 T…………………………………………………………………………………………………… （1分） 20.（9分） （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 qvB=mv2 R ………………………………………………………………………………………………………… （2分） R=L2 ……………………………………………………………………………………………………………… （2分） 解得：v=qBL2m …………………………………………………………………………………………………… （1分） （2）带电粒子在加速电场中运动，由动能定理有 qU=1 2mv2 ………………………………………………………………………………………………………… （3分） 解得：U=qB2 L2 8m ………………………………………………………………………………………………… （1分） 21.（11分） （1）设电场强度为E，电子从M到N的过程中运动时间为t，加速度为a MO=h=1 2at2 ……………………………………………………………………………………………………… （1分） NO=2h=v0t ……………………………………………………………………………………………………… （1分） eE=ma …………………………………………………………………………………………………………… （1分） 解得：E=mv2 02eh …………………………………………………………………………………………………… （1分） （2）电子通过N点时速度大小为v，方向与x轴负方向的夹角为θ eEh=1 2mv2-1 2mv0 2 ……………………………………………………………………………………………… （1分） v= 2v0 ………………………………………………………………………………………………………… （1分） cosθ=v0 v = 2 2 ，θ=45° …………………………………………………………………………………………… （1分） （3）电子从P到M的过程中做匀速直线运动，其速度沿PM方向，则 OP=htanθ=h …………………………………………………………………………………………………… （1分） 电子从N运动到P做匀速圆周运动，设其半径为R evB=mv2 R ………………………………………………………………………………………………………… （1分） cosθ= R PN = R3h …………………………………………………………………………………………………… （1分） B=2mv03eh ………………………………………………………………………………………………………… （1分） 高二物理（Ⅰ类）试题答案 第3页（共3页）