江苏省江阴市四校2019-2020高二物理上学期期中试卷（附解析Word版）

2019-2020 学年第一学期高二期中考试物理试题 一、单项选择题 1.关于电流,下列各种说法中正确的是( ) A. 电流的定义式 I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流 B. 由 I=nqsv 可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大 C. 电荷定向移动的方向就是电流的方向 D. 因为电流有方向,所以电流是矢量 【答案】A 【解析】 【详解】A、电流 定义式 I=q/t 采用的是比值定义法，具有比值定义法的共性是普遍适用， 适用于任何电荷的定向移动形成的电流；故 A 正确. B、由 I=nqsv 可知，电流的大小跟导体的材料(决定 n)，导体的横截面积(s)和电荷定向移动 的速率(v)共同决定；故 B 错误. C、物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向是电流的 方向；故 C 错误. D、电流有大小和方向，但方向是指沿着电荷运动的直线上，不同于矢量的方向；故电流是标 量；故 D 错误. 故选 A. 2.一根均匀电阻丝阻值为 R，在以下哪些情况下，阻值仍为 R（ ） A. 长度变为一半，横截面积增大一倍时 B. 横截面积变为一半，长度变为二倍时 C. 长度和横截面积都变为原来的 2 倍时 D. 直径变为一半，长度变为原来的 1/2 时 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律 可知，长度变为一半，横截面积增大一倍时，阻值变为 R /4，A 错误；横截面积变为一半，长度变为二倍时，阻值变为 4R，B 错误；长度和横截面积 都变为原来的 2 倍时，阻值仍为 R，C 正确；直径变为一半，长度变为原来的 1/2 时，阻值变 为 2R，D 错误。 的 2 4=l lR S d ρ ρ π=3.用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，下列表达中不属于用比值法定义物理量的是 （ ） A. 电动势 B. 电容 C. 电阻 D. 磁感应强度 【答案】B 【解析】 【详解】A. 电源电动势： 采用 W 与 q 的比值定义的，属于比值法定义，故 A 不符合题意； B. 电容： 为电容器的决定式，不属于比值定义法，故 B 符合题意； C. 导体电阻： 采用电压 U 与电流 I 的比值定义的，属于比值法定义，故 C 不符合题意； D.磁感应强度： 采用 F 与 IL 的比值定义的，属于比值法定义，故 D 不符合题意。 4.R1 和 R2 分别标有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则 此电路中允许消耗的最大功率为（ ） A. 1.5W B. 3.0W C. 5.0W D. 6.0W 【答案】A 【解析】 试题分析：串联电路中各用电器电流相同，允许最大电流应小于等于 0.5A，由 ，可 知 R1 和 R2 在最大允许电流时的功率分别为 0.5 W、1W，故 A 项正确。 WE q = 4 SC k d ε π= UR I = FB IL = WE q = 4 SC k d ε π= UR I = FB IL = 2P I R=考点：本题考查了串联电路、电功率的概念 5.如图所示，在威尔逊云雾室中，有垂直纸面向里的匀强磁场。图中曲线 ab，是一个垂直于 磁场方向射入的带电粒子的径迹。由于它在行进中使周围气体电离，其能量越来越小，电量 保持不变，由此可知（ ） A. 粒子带负电，由 a 向 b 运动 B. 粒子带负电，由 b 向 a 运动 C. 粒子带正电，由 a 向 b 运动 D. 粒子带正电，由 b 向 a 运动 【答案】A 【解析】 据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由 公式 得知，粒子的轨迹半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从 a 向 b 运动。 在 a 处，粒子所受的洛伦兹力斜右下方，由左手定则判断可知，该粒子带负电，A 正确． 6.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC 的 A 和 B 处，如图 所示．两通电导线在 C 处产生磁场的磁感应强度大小都是 B0，则 C 处磁场的总磁感应强度大 小是（） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 试题分析：根据安培右手螺旋定则可知，导线 A 在 C 处产生 磁场方向垂直于 AC 方向向右， 导线 B 在 C 处产生的磁场方向垂直于 BC 方向向右，如图根据平行四边形定则得到，C 处的总 的 mvr qB =磁感应强度 ，故 C 正确。所以 C 正确，ABD 错误。 考点：磁场的叠加． 【名师点睛】此题是磁场的叠加问题，解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围 的磁场方向,以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则。根据右手螺旋定则得出 两根通电导线在 C 点的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则得出合场强的大小。 二．多项选择题 7.关于磁感线的描述，正确的是（ ） A. 沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B. 利用磁感线疏密程度可以比较磁场中两点磁场强弱 C. 磁铁周围小铁屑有规则的排列，正是磁感线真实存在的证明 D. 不管有几个磁体放在某一空间，在空间任一点绝无两根（或多根）磁感线相交 【答案】BD 【解析】 【详解】AB.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方，磁场越强，越疏的地方，磁 场越弱，但沿磁感线，磁场并不一定减弱，故 A 错误，B 正确。 C.磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线，是不存在的。故 C 错误。 D.磁感线不会相交，因为如果相交，交点会有两个切线方向，即有两个磁场方向，故 D 正确。 8.如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线 所受磁场力的方向，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 根据左手定则，A 图导线受磁场力向下，A 错误；B 不受磁场力；C 正确；D 图所受磁场力方向 应垂直于导线方向，D 错误。 9.在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使 A 灯变暗，B 灯变亮，则故障可能 是 A. R1 短路 B. R2 断路 C. R3 断路 D. R4 短路 【答案】BC 【解析】 试题分析：如果 R1 短路，回路中总电阻变小，干路上 电流会增大，A 灯处在干路上，A 灯会 变亮，所以 A 项错误；如果 R2 断路，回路中总电阻变大，干路上电流会减小，A 灯变暗，电 阻 所在并联部分电压变大，电阻 上的电流增大，干路电流在减小，流经电阻 上的电流 会减小，电阻 所占电压减小，B 灯所占电压变大变亮，B 项正确；如果 R3 断路，回路中总 电阻变大，干路上电流会减小，A 灯变暗，A 灯和 所占电压减小，B 灯电压变大变亮，所以 C 项正确；如果 R4 短路，回路中总电阻变小，干路上的电流会增大，A 灯处在干路上，A 灯会 变亮，所以 D 项错误。 考点：本题考查了电路故障分析 10.如图所示是一实验电路图．在滑动触头由 a 端滑向 b 端的过程中，下列表述正确的是（ ） 的A. 路端电压变小 B. 电流表的示数变大 C. 电源内阻消耗的功率变大 D. 电源的输出功率一定变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A.在滑动触头由 a 端滑向 b 端 过程中，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电 阻变小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流 I 变大，根据路端电压： 知 U 变小。故 A 正确。 B.电流表的示数： 因为路端电压 U 变小，所以 变小。故 B 错误。 C.电源内阻消耗的功率： 因为 I 变大，P 变大。故 C 正确。 D.电源输出功率取决于电源的内阻与外电阻的大小关系，由于这两者的关系未知，不能判断 电源输出功率如何变化，故 D 错误。 11.如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个 D 型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则下列说法正确的是（ ） 的 U E Ir= − 3 A UI R = AI 2P I r=A. 高频交变电流的周期与粒子运动周期一定相同 B. 粒子从磁场中获得能量 C. 带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关 D. 带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关 【答案】AD 【解析】 【详解】A.为保证粒子每次进入电场中都被加速，所以交变电场的周期一定要与带电粒子运 动的周期相同，故 A 正确； B.质子在磁场中所受的洛伦兹力对质子不做功，不能改变质子的动能，所以质子不能从磁场 中获得能量，故 B 错误。 CD.设 D 形盒的半径为 R，当离子圆周运动的半径等于 R 时，获得的动能最大，由洛伦兹力提 供向心力，有： 解得： 则最大动能： 故最大动能与加速电压无关，与 D 形盒的半径有关。故 C 错误，D 正确。 12.如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，有两个电荷量、质量均相同的正、 负粒子(不计重力)，从边界上的 O 点以相同速度先后射入磁场中，入射方向与边界成 θ 角， 则正、负粒子在磁场中 A. 运动轨迹的半径相同 B. 重新回到边界所用时间相同 C. 重新回到边界时速度大小和方向相同 D. 重新回到边界时与 O 点的距离相等 2vBqv m R = BqRv m = 2 2 2 21 2 2km B q RE mv m = =【答案】ACD 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得： 得 ，由题 q、v、B 大小均相同，则 r 相同， A 正确；粒子的运动周期 ，则知 T 相同；根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏 转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为 ，轨迹的圆心角也为 ，运动时间 ，同理，负离子运动时间 ，显然时间不等，B 错 误；正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知， 重新回到边界时速度大小与方向相同，C 正确；根据几何知识得知重新回到边界的位置与 O 点 距离 ，r、θ 相同，则 S 相同，D 正确． 【点睛】根据题意画出轨迹示意图，可根据几何关系求出回到边界时离 O 点的距离；利用对 称关系判断回到边界时速度的方向；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题求运动时间，可 用关系式有 ， 是轨迹的圆心角，而且轨迹的圆心角等于速度的偏转角． 三．简答题 13.在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中： （1）用多用电表测电流或电阻的过程中（ ） A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零 B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零 C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测 D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测 （2）测量时多用电表指针指在如图所示位置．若选择开关处于“2.5 V”挡，其读数为________V； 2vqvB m r = mvr qB = 2 mT qB π= 2 2π θ− 2 2π θ− 2 2 2t T π θ π −= 2 2t T θ π= 2 sinS r θ= 2t T θ π= θ若选择开关处于“×10”挡，其读数________(选填“大于”“等于”或“小于”)200Ω. 【答案】 (1). AD (2). 1.35V (3). 小于 【解析】 【详解】（1）[1]A.在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆档的零 刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，故 A 正确； B.在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零，故 B 正确； C.在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大， 所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，在换用倍率较大的挡，故 C 错误； D.在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选择电流最大量程进行试测，若指针偏 过小，在换用较小的量程进行测量，故 D 正确。 （2）[2]选择开关处于“2.5V”挡，最小分度值为 0.05V，所以此时的读数为 1.35V； [3]因多用电表的欧姆档的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以 10 至 30 的中间 数值一定小于 20，若选择开关处于“×10”挡，由图可知其读数小于 200Ω。 14.有一个额定电压为 2.8V，功率约为 0.8W 的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的 I-U 图 线， 有下列器材供选用： A.电压表（0～3V，内阻约 6kΩ）； B.电压表（0～15V，内阻约 30kΩ）； C.电流表（0～3A，内阻约 0.1Ω）； D.电流表（0～0.6A，内阻约 0.5Ω）； E.滑动变阻器（10Ω，2A）； F.滑动变阻器（200Ω，0.5A）； G.蓄电池（电动势 6V，内阻不计）．（1）某同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后， 小灯泡的发光情况是____________．(选填“亮”或“不亮”)．要求小灯泡的电压从零开始 增大，应选择图乙中的电路图是___________．（填“a”或“b”） （2）用正确的电路进行测量，电压表应选用_______，电流表应选用_____．滑动变阻器应选 用________．（用序号字母表示） （3）通过实验测得此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． （4）若将此灯泡连接在另一电动势为 3V、内阻为 5Ω 的电源上，灯泡的实际功率为 ____________W（此空答案取两位有效数字）． 【答案】 (1). 不亮 (2). b (3). A (4). D (5). E (6). 9.7 (9.6--10.04) (7). 0.43(0.42--0.44) 【解析】 【详解】（1）[1]由电路图可知，电压表串接在电路中，电路中的电阻很大，小灯泡不亮； [2]要使电压从零开始调节，应采用分压接法；故电路图应选择 b； （2）[3]由题意可知，灯泡的额定电压为 2.8V，故电压表的量程应大于 2.8V，故电压表应选 3V 量程，故选 A； [4] 由： P=UI 可得电流为： A0.8 0.282.8I = ≈故电流表应选 D； [5] 本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选 E； （3）[6] 由图可知，当电压为 2.8V 时，电流为 0.29A，故电阻： Ω(9.6--10.04)； （4）[7]在 I-U 图象中作出灯泡的伏安特性曲线如图所示： 则由图可知，灯泡的工作电压为 1.8V，电流为 0.24A，则实际功率为： P=UI=1.8×0.24=0.43W(0.42--0.44)。 四．计算或论述题 15.如图所示，电源电动势 E=12V，电源内阻不计．定值电阻 R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ． （1）若在 ab 之间接一个 C=100μF 的电容器，闭合 S，电路稳定后，求电容器上所带的电量； （2）若在 ab 之间接一个内阻 RV=4.8kΩ 的电压表，求电压表的示数． 【答案】（1） C；（2）6V 【解析】 【详解】（1）设电容器上的电压为 ，则有： 电容器的带电量： 代入数据解得： 2.8 9.70.29 UR I = = = 48 10−× CU 2 1 2 C RU ER R = + CQ CU=C （2）设电压表与 并联后电阻为： 解得： 6V 16.在研究微型电动机的性能时，可采用图所示的实验电路 当调节滑动变阻器 R，使电动机停 止转动时，电流表和电压表的示数分别为 和 ；重新调节 R，使电动机恢复正常运转 时，电流表和电压表的示数分别为 和 求： (1)这台电动机的内阻； (2)这台电动机正常运转时的热功率； (3)这台电动机正常运转时的输出功率． 【答案】（1）2Ω （2）8w (3) 22w 【解析】 【详解】(1)当电动机停止转动时，电动机可视为纯电阻电路，则有： (2)正常运动时，电流为 2.0A，则其热功率 P 热=I2r=22×2=8W； (3)输出功率 P 出=UI-I2r=15×2-22×2=22W 【点睛】本题的关键是明白电路中各个用电器的连接情况，要知道电动机停转时其电路是纯 电阻电路，欧姆定律能适用，当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻，欧姆定律不成立， 要理清功率是如何分配的． 17.如图，水平导轨间距为 L=0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒 ab 的质量 m=1 kg， 与导 轨接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R0=0.9 Ω；电源电动势 E=10 V，内阻 r=0.1 Ω，电阻 R=4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度 B=5 T，方向垂直于 ab，与导轨平面成夹 角 α=53°；ab 与导轨间的动摩擦因数为 μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮 摩擦不计，线对 ab 的拉力为水平方向，重力加速度 g=10 m/s2，ab 处于静止状态。已知 sin 48 10Q −= × 2R 2 2 V V R RR R R = +并 VU = . 0.5A 1.0V 2.0A 15.0 .V 1 1 1 20.5 Ur I = = = Ω53°=0.8，cos 53°=0.6。求： （1）通过 ab 电流大小和方向； （2）ab 受到的安培力大小； （3）重物重力 G 的取值范围。 【答案】（1）2A，方向：由 a 到 b；（2）5N；（3）0.5N≤G≤7.5N； 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得，通过 ab 的电流： A 方向：由 a 到 b； （2）ab 受到的安培力： N； （3）ab 受力如图所示： 最大静摩擦力： N 由平衡条件得： 当最大静摩擦力方向向右时有： 解得： T=0.5N 当最大静摩擦力方向向左时有： 的 0 2EI r R R = =+ + 5F BIL= = max ( cos53 ) 3.5f mg Fµ °= − = max sin53T f F °+ =N 则重物重力的取值范围为： 0.5N≤G≤7.5N 18.在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于 纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以 速度 v 沿－x 方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿+y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷 ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为 ，该粒子仍从A 处以相 同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角，求磁感应强度 多大？ （3）此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少？ 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷 粒子由 A 点射入，由 C 点飞出，其速度方向改变了 90°，由几何关系可知，粒子轨迹半径： R=r 由： 解得： maxsin53 7.5T F f°= + = q m B′ B′ v Br 3 3 B 3 3 R v π 2vBqv m r =（2）粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，由几何关系可 知，粒子做圆周运动的半径： 由： 得： （3）粒子在磁场中飞行周期： 粒子在磁场中飞行时间： q v m Br = 3tan30 rR r′ = =  2vB qv m R ′ = ′ 3 33 mvB B qr ′ = = 2 RT v π ′= 1 3 6 3 Rt T v π= =