山西省怀仁市重点中学2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题

山西省怀仁市重点中学2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题满分：100分时间90分钟一、选择题（共52分，每题4分，1-8为单选，9-13为多选，错选不得分，漏选得2分）1.图中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则()A.M带负电荷，N带正电荷B.N从O点运动到a点的过程中克服电场力做功C.N在从O点运动至a点的过程中电势降低D.M在O点和b点电势能相同2.如图15所示，带电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则()A．在前t2时间内，电场力对粒子做的功为Uq4B．在后t2时间内，电场力对粒子做的功为38UqC．在粒子下落前d4和后d4的过程中，电场力做功之比为1∶2图15D．在粒子下落前d4和后d4的过程中，电场力做功之比为2∶13.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则()A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．电源内阻消耗的电压变大4、如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运动情况是()A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动5.如图所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为α，上端连接一个阻值为R的电阻，置于磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，今有一质量为m、有效电阻为r的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度时，运动的位移为x，则()A．金属杆下滑的最大速度vm＝mgRsinαB2l2B．在此过程中电阻R产生的焦耳热为mgxsinα－12mv2mC．在此过程中电阻R产生的焦耳热为RR＋r(mgxsinα－12mv2m)D．在此过程中流过电阻R的电荷量为BLxR6、如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c，以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的运动轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力。下列说法中正确的是()A．粒子a带负电，粒子b、c带正电B．射入磁场时粒子a的速率最小C．射出磁场时粒子b的动能最小D．粒子c在磁场中运动的时间最长7.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()8.如图所示,图中A是一边长为l的方形线框,电阻为R.今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场B区域.若以x轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为下图中的（）9.(多选)如图12所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态．下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是()A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D．断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止10.地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，如右图所示，由此可以判断()A．油滴一定做匀速运动B．油滴可以做变速运动C．如果油滴带正电，它是从M点运动到N点D．如果油滴带正电，它是从N点运动到M点11.(多选)回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.离子从电场中获得能量B.离子从磁场中获得能量C.只增大空隙间的加速电压可增大离子从回旋加速器中获得的动能D.只增大D形盒的半径可增大离子从回旋加速器中获得的动能12.(多选)如图所示,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,C1、C2均为电容器,电源的电动势为E,内阻r≠0。若改变四个电阻中的一个阻值,则()A.减小R1,C1、C2所带的电荷量都增加B.增大R2,C1、C2所带的电荷量都增加C.增大R3,C1、C2所带的电荷量都增加D.减小R4,C1、C2所带的电荷量都增加13、如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则()A．如果B增大，vm将变大B．如果α变大，vm将变大C．如果R变大，vm将变大D．如果m变小，vm将变大二、填空题（共14分，每空2分）14．一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω。15．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________。(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________。(选填“1”或“2”)三、计算题（共34分）16.如图所示,固定在匀强磁场中的水平“U形”导轨ab、cd的间距L1=0.5m,ab与cd平行,金属棒垂直于ab且和ab、cd接触良好,金属棒与导轨左端bc的距离为L2=0.8m,整个闭合回路的电阻为R=0.2Ω,磁感应强度为B0=1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路。ad通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m=0.04kg的物体,不计一切摩擦,现使磁场以=0.2T/s的变化率均匀地增大。求:(1)金属棒上电流的方向。（2分）(2)感应电动势的大小。（3分）(3)物体刚好离开地面的时间(g取10m/s2)。（6分）17.如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂(3)根据实验数据描点，绘出的IU­R图象是一条直线。若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________。(用k、b和R0表示)直，一质量为m，电荷量为-q（q0）的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场，粒子在磁场中的运动轨迹y轴交与M点，已知，。不计重力，求：（1）M点与坐标原点O间的距；（4分）（2）粒子从P点运动到M点所用的时间（6分）18.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5m，左端接有阻值R＝0.3Ω的电阻．一质量m＝0.1kg，电阻r＝0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒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)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（4分）(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（4分）(3)外力做的功WF.（5分）物理参考答案答案：DBBACDBBABDACADBDBC14、（1）×100（2）欧姆调零（3）2200欧姆每空2分15、每空2分16.（1）由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d．（2）设感应电动势的大小为E．由法拉第电磁感应定律得：E==S…①代入数据解得：E=0.08V（3）设物体刚好离开地面的时间为t．物体刚好离开地面时，其受到的拉力为F，棒所受的安培力为F安．由题意可得：F=mg…②adz棒受到的安培力F安=BIL1…③F=F安…④其中B=B0+t…⑤感应电流I=…⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据解得：t=5s17.（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0，粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则①，②，③其中，又有④联立②③④式，得因为点在圆周上，，所以MQ为直径。从图中的几何关系可知⑥，⑦（2）设粒子在磁场中运动的速度为v，从Q到M点运动的时间为t2，则有⑧，⑨带电粒子自P点出发到M点所用的时间为t为⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得【答案】(1)最大值(2)2(3)1kR0bk－R018.解析：（1）棒匀加速运动所用时间为t，有s根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为A根据电流定义式有C（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为m/s撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有J（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为J撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有则J