辽宁省六校协作体2019-2020高二物理上学期期中试题（Word版带解析）

2019-2020 学年度上学期省六校协作体高二期中考试 物理试题 一、单选题（本题共 8 小题，每题 4 分，共 32 分） 1.在图中，标出磁场 B 的方向，通电直导线中电流 I 的方向，以及通电直导线所受磁场力 F 的方向，其中正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A.根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手 心朝外。四指指向电流方向：向右，拇指指向安培力方向：向下。故 A 错误； B.通电导线与磁场平行，不受安培力，故 B 错误； C.根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向左穿过手心，则手心朝右。 四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向下。故 C 正确； D.安培力方向既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直，而此项安培力方向与磁场方向平行， 不可能，故 D 错误。 2.三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流 方向相同，A、B 两导线中的电流大小相等，如图所示，已知导线 A 在斜边中点 O 处所产生的 磁场的磁感应强度大小为 B0，导线 C 在斜边中点 O 处所产生的磁场的磁感应强度大小为 2B0， 则 O 处的磁感应强度的大小和方向为(　　) A. 大小为 B0，方向沿 OA 方向B. 大小为 2 B0，方向竖直向下 C. 大小为 2B0，方向沿 OA 方向 D. 大小为 2B0，方向沿 OB 方向 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，AB 两条通电导线在 O 点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，则电 流 A 与 B 在 O 处的合磁感应强度为零，则 O 点的磁感应强度等于导线 C 在斜边中点 O 处所产 生的磁场的磁感强度，大小为 2B0；依据右手螺旋定则可知，在 O 处电流 C 产生的磁感应强度 的方向沿 OB 方向； A．大小 B0，方向沿 OA 方向，与结论不相符，选项 A 错误； B．大小为 2 B0，方向竖直向下，与结论不相符，选项 B 错误； C．大小为 2B0，方向沿 OA 方向，与结论不相符，选项 C 错误； D．大小为 2B0，方向沿 OB 方向，与结论相符，选项 D 正确； 3.在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电 阻 R 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路，由图像可知，正确的是（ ） A. 电源的电动势为 3 V，内阻为 0.5 Ω B. 电阻 R 的阻值为 0.5 Ω C. 电源的输出功率为 2 W D. 电源的效率为 33.3% 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir，当 I=0 时，U=E，由读出电源的电动势 E=3V， 内阻等于图线的斜率大小，则 故 A 正确。 为 2 2 3 0.56 Ur I = = Ω = Ω B．电阻的 U-I 图线的斜率等于电阻，则电阻 故 B 错误。 C．两图线的交点表示该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压 U=2V，电流 I=2A，则电源的输出功率为 P 出=UI=4W．故 C 错误。 D．电源的效率 故 D 错误。 4.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成 如图所示的电路，当开关 接通后将看到的现象是（ ） A. 弹簧向上收缩 B. 弹簧被拉长 C. 弹簧上下跳动 D. 弹簧仍静止不动 【答案】C 【解析】 【详解】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知， 各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断 开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端 又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程。故弹簧上下振动。 A. 弹簧向上收缩与分析不符，故 A 错误。 B. 弹簧被拉长与分析不符，故 B 错误。 C. 弹簧上下跳动与分析相符，故 C 正确。 D. 弹簧仍静止不动与分析不符，故 D 错误。 5.如图所示，一个边长 L、四边电阻相同的正方形金属框放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中。 若通以图示方向的电流(从 A 点流入，从 D 点流出)，电流为 I，则金属框受到的磁场力为(　　) 2 12 UR I = = Ω = Ω 66.7%P U P E η = = =出 总 SA. 0 B. ILB C. ILB D. 2ILB 【答案】B 【解析】 【详解】金属边框 ABCD 和边框 AD 的有效长度均为 L，其电流之和为 I，故线框所受安培力为 F=BIL； A．0，与结论不相符，选项 A 错误； B．ILB，与结论相符，选项 B 正确； C． ILB，与结论不相符，选项 C 错误； D．2ILB，与结论不相符，选项 D 错误； 6.在如图所示的电路中，R1＝5Ω，r＝1 Ω，R2＝R3＝6 Ω，当开关 S 闭合且电路稳定时，电 容器 C 带电荷量为 Q1；当开关 S 断开且电路稳定时，电容器 C 带电荷量为 Q2，则(　　) A. Q1∶Q2＝1∶2 B. Q1∶Q2＝2∶1 C. Q1∶Q2＝1∶5 D. Q1∶Q2＝5∶1 【答案】A 【解析】 4 3 4 3【详解】开关断开稳定时，电路中没有电流，电容器的电压等于电源的电动势，即为： U2=E 开关闭合稳定时，电容器的电压等于电阻 R2 两端的电压，则有： 对于给定电容器，电容不变，由 Q=CU 得： Q1：Q2=U1：U2=1：2。 A．Q1∶Q2＝1∶2，与结论相符，选项 A 正确； B．Q1∶Q2＝2∶1，与结论不相符，选项 B 错误； C．Q1∶Q2＝1∶5，与结论不相符，选项 C 错误； D．Q1∶Q2＝5∶1，与结论不相符，选项 D 错误； 7.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为 m，长为 L 的金属棒 ab 悬挂在 c、d 两处，置于匀强 磁场内。当棒中通以从 a 到 b 的电流 I 后，两悬线偏离竖直方向 θ 角处于平衡状态．为了使 棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小．方向是 ( ) A. ，竖直向上 B. ，竖直向下 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 【答案】D 【解析】 试题分析：为了使该棒仍然平衡在该位置上， ,得： ，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上．故 D 正 确， 考点：考查了安培力的求解 2 1 1 2 2 R EU ER R r = =+ + mgB IL = tanmgB IL θ= sinmgB IL θ= tanmgB IL θ= minF mgsinθ=8.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 的带电小球，以初速度 从 点竖直向上 运动，通过 点时，速度大小为 ，方向与电场方向相反，则小球从 运动到 的过程 （ ） A. 动能增加 B. 机械能增加 C. 重力势能增加 D. 电势能增加 【答案】B 【解析】 【详解】由动能的表达式 可知带电小球在 M 点的动能为 ，在 N 点的 动能为 ，所以动能的增量为 ，故 A 错误；带电小球在电 场中做类平抛运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运 动学公式有 ，可得 ，竖直方向的位移 ，水 平 方 向 的 位 移 ， 因 此 有 ， 对 小 球 写 动 能 定 理 有 ，联立上式可解得 ， ，因此电场力做正功， 机械能增加，故机械能增加 ，电势能减少 ，故 B 正确 D 错误，重力做负功重力势 能增加量为 ，故 C 错误。 二、多选题（本题共 4 小题，每题 4 分，共 16 分。选对但不全的得 2 分，选错或不选的得 0 分） 9. 下列说法中正确 是（ ） A. 检验电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零 的 m υ M N 2υ M N 21 2 mυ 22mυ 23 2 mυ 22mυ 2 k 1 2E mv= 21 2kME mv= ( ) 21 2 22kNE m v mv= = 23 2kE mv∆ = , 2y x qEv v gt v v at tm = = = = = 2qE mg= 2 vh t= 2 2 vx t vt= = 2x h= 23 2kqEx mgh E mv− = = 22qEx mv= 21 2mgh mv= 22mv 22mv 21 2 mvB. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身 电荷量的比值 D. 表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该小段导线 长度和电流乘积的比值 【答案】C 【解析】 试题分析：电荷不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零，所以 A 选项错误：通电导 线在磁场中不一定受到磁场力的作用，与导线和磁感应强度的夹角有关系，即 ， 其中 θ 为 B 与电流 I 的夹角，所以 BD 两项错误；电场强度的定义为 ，所以 C 项错误。 考点:电场强度、磁感应强度的定义。 10.如图所示，定值电阻 R0=r（r 为电源内阻），滑动变阻器的最大阻值为 R（R＞2r），闭合开 关 S，在滑动变阻器的滑片 P 由左端 a 向右端 b 滑动的过程中，以下说法中正确的是（　　） A. 电源总功率变小 B. R0 消耗的功率变大 C. 滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D. 电源的输出功率变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑片 P 由 a 端向 b 端滑动的过程中，R 阻值减小，回路总电阻减小，电流增大， 根据 P=EI 可知，电源的总功率变大，故 A 错误； B．由 P=I2R0 可知定值电阻 R0 消耗的功率变大，故 B 正确； C．将 R0 等效成电源内阻的一部分，当 R=R0+r 时，滑动变阻器消耗的功率最大，可以判断滑 动变阻器消耗的功率先变大后变小，故 C 正确； sinF BIL θ= FE q =D．根据电源输出功率与外电阻的关系，当 R 外＞r 时，输出功率随外电阻的减小而增大，故 D 错误； 11.在如图所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表 的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 △I、△U1、△U2 和△U3 表示．下列比值正确的是（　　） A. U1/I 不变，△U1/△I 变大 B. U2/I 变大，△U2/△I 变大 C. U2/I 变大，△U2/△I 不变 D. U3/I 变大，△U3/△I 不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．R1 是定值电阻，则 不变。故 A 错误。 BC． ，变大。由 U2=E-I（R1+r），得 不变，故 B 错误 C 正确。 D．因 变大。由 U3=E-Ir， 不变。故 D 正确。 为 1 1 1| |U U RI I = =  2 2| |U I R= 2 1 U R rI = +  3 1 2| | R RI U = + 3U rI = 12.如图所示为匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象．当 t＝0 时，在此匀强电场中由 静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是(　　) A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 2 s 末带电粒子回到原出发点 C. 3 s 末带电粒子的速度为零 D. 0～3 s 内，电场力做的总功为零 【答案】CD 【解析】 【详解】由牛顿第二定律可知，带电粒子在第 1s 内的加速度为： ，第 2s 内加速度为： 故 a2=2a1，因此先加速 1s 再减小 0.5s 时速度为零，接下来的 0.5s 将反向加速，v-t 图象如图所示： 带电粒子在前 1 秒匀加速运动，在第二秒内先做匀减速后反向加速，所以不是始终向一方向 运动，故 A 错误； 根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在 t=2s 时，带电粒子离出发点最远， 故 B 错误； 由解析中的图可知，粒子在第 1s 内做匀加速运动，第 2s 内做匀减速运动，3s 末的瞬时速度 刚减到 0，故 C 正确； 因为第 3s 末粒子的速度刚好减为 0，根据动能定理知粒子只受电场力作用，前 3s 内动能变化 为 0，即电场力做的总功为零．故 D 正确． 三、实验题：（本题共 2 小题，其中 13 题 6 分，14 题 10 分，共 16 分） 13.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材： 1 qEa m = 2 2qEa m =A．干电池 1 节 B．滑动变阻器（0～20Ω） C．电压表（0～3V，内阻约为 20kΩ） D．电流表（0～0 6A，内阻 RA=0.2Ω） E．电流表（0～3A，内阻约为 0.01Ω） F．开关、导线若干 （1）为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中电流表应选__．（填写 器材前的序号） （2）某同学根据实验测得的电压表示数 U 和电流表示数 I，画出 U﹣I 图象如图乙所示，由图 象可得电池的电动势为__V，内电阻为__Ω．（保留到小数点后 1 位） 【答案】 (1). D (2). 1.5 (3). 0.8 【解析】 【详解】（1）[1]．由于本实验中通过电源的电流不能太大，由图可知，最大电流不超过 0.6A；所以电流表应选Ｄ； （2）[2][3]．将 RA 等效于电源的内阻，根据 U=E-I(r+RA)，可知 E=1.50V 14. 关于多用表的使用： （1）（多选题）下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关 S 拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果 C．测量电路中的某个电阻，不应该把该电阻与电路断开 . 1.5 0.9 0.2 0.80.6r −= Ω − Ω = ΩD．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零 （2）以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是 （3）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于 a 和 b 的位置，如图所示．若多用电表的选 择开关处于下面表格中所指的挡位，a 和 b 的相应读数是多少？请填在表格中． 指针位置 选择开关所处档位 读数 a 直流电流 100mV mA 直流电压 2.5V V b 电阻×100 Ω 【答案】（1）A；（2）C；（3）23；0.57；320． 【解析】 解：（1）A、测量电阻时如果指针偏转过大，所选挡位太大，应换小挡，应将选择开关 S 拨 至倍率较小的档位，重新调零后测量，故 A 正确； B、测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，故 B 错误；C、测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开，故 C 错误； D、用同一挡位测量阻值不同的电阻时不必重新调零，换挡后要重新进行欧姆调零，故 D 错误； 故选 A． （2）欧姆表有内置电源，欧姆表的红表笔与内阻电源的负极相连，黑表笔与内置电源的正极 相连，电流计正接线柱应接电源正极，负极线柱接电源负极，由图示可知，图 C 所示电路正 确； （3）直流电流 100mA 档读第二行“0～10”一排，最小度值为 2mA 估读到 1mA 就可以了；直 流电压 2.5V 档读第二行“0～250”一排，最小分度值为 0.05V 估读到 0.01V 就可以了；电阻 ×100 档读第一行，测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”． 指针位置 选择开关所处的档位 读 数 a 直流电流 100mA 23.0mA 直流电压 2.5V 0.57V b 电阻×100 320Ω 故答案为：（1）A；（2）C；（3）23；0.57；320． 【点评】本题考查了欧姆表的使用方法，特别注意是每次换挡都要重新调零．要掌握欧姆表 的结构． 让学生熟悉如何使用多用电表，并知道多用电表能测哪里物理量．同时知道电阻刻度盘是不 均匀的，除刻度盘上的读数外还要乘上倍率；还有量程 2.5V 的交流电压是读最下面刻度． 四、计算题：（本题共 4 小题，36 分。其中 15 题 8 分，16 题 9 分，17 题 9 分,18 题 10 分） 15.如图所示，两平行金属板 A、B 间为一匀强电场， C、D 为电场中的两点(其中 C 点在金属 板上)，且 C、D 间距 L＝4cm，CD 连线和场强方向成 60°角．已知电子从 D 点移到 C 点电场力 做功为 3.2×10－17J，电子电荷量为 1.6×10－19C，求：(1) C、D 两板间的电势差； (2) 匀强电场的场强大小； 【答案】(1) 200V (2) 1×104 N/C 【解析】 【详解】(1) 由题知，电子受到向上电场力，电子带负电，则场强方向为 A→B. C、D 间电势差为 UCD＝W/q 解得： UCD＝200V (2) 由题知， 得 E＝1×104 N/C 16.如图所示，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，电 阻 R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；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 α＝53°角，取重力加速度 g ＝10 m/s2，ab 处于静止状态．已知 sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求： (1) ab 受到的安培力大小； (2) ab 受到的静摩擦力大小。 【答案】(1) 5 N (2) 4 N 【解析】 【详解】（1）回路中的电流： I＝ 解得； I＝2 A 60 UE Lcos °＝ 0 E R R r+ +由 F＝BIL 可得； F ＝5 N （2）受力如图 可知： f 静＝Fsin 53° f 静＝4 N 17.如图是示波器工作原理的示意图，电子经电压 U1 从静止加速后垂直进入偏转电场，偏转电 场的电压为 U2，两极板间距为 d，极板长度为 L，电子的质量为 m，电荷量为 e，求： （1）电子经电压 U1 加速后的速度； （2）电子离开偏转电场 U2 时沿垂直极板方向偏移 距离 y； 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】(1)电子在加速电场中加速时，由动能定理 解得： (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，由动力学知识可得： 电子离开偏转电场时的侧位移 加速度 的 1 0 2eUv m = 2 2 14 U Ly U d = 2 1 1 2eU mv= 1 0 2eUv m = 21 2y at=水平方向匀速直线运动 L=v0t 联立解得： （注：如果用 q 表示电子电量也给分） 18.如图所示，AB、CD 是两块水平放置的平行金属板，构成平行板电容器，它们通过电阻 R1 与不计内阻的电源连接，电阻 R2 与 R1 相等，R2 和开关 S 串联后与电容器并联，电容器中点是 一根绝缘轻绳，绳的另一端系一质量为 m 的带电小球，开始 S 断开，给小球一初速度，它遍 在竖直平面内做匀速圆周运动，当小球运动到圆周最低点时，闭合 S，小球恰好在竖直平面内 做完整的圆周运动，求小球原来做匀速圆周运动时，绳对小球的拉力（不计空气阻力和电容 器充放电时间） 【答案】 【解析】 【详解】设两板间距离 d，细绳半径 r，小球电量 q，S 闭合前两板电压 U，电场强度 E，闭合 后两板电压则为 U/2，电场强度为 E/2； S 闭合前：电场力与重力等大且相反,则： qE = mg. S 闭合后：对小球动能定理： 恰上到最高点 ： 2eUa md = 2 2 14 U Ly U d = 5 2 mg 2 2 0 1 12 ( )2 2 2 2 Emg r q r mv mv− = −S 闭合前：匀速圆周运动： 联解得： 2 01 2 vmg qE m r − = 2vF m r = 5 2F mg=