2019年高二物理上学期期末考试

2019 年高二物理上学期期末考试 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 150 分，考试时间 90 分钟 第Ⅰ卷 一．选择题（1-10 题为基础题，11-14 题为发展题，每小题 5 分，共 70 分；每小题有一 个或多个选项符合题意，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分） 1．把质量 M 为的正点电荷，在电场中从静止释放,运动的过程中如果不记重力，正 确的是（ ） A．点电荷运动轨迹必与电场重合 B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致 C．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致 D．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致 2．在如图 1 所示的逻辑电路中，当 A 端输入电信号“1”、B 端输入电信号“1”时， 则在 C 和 D 端输出的电信号分别为（ ） A．1 和 0 B．0 和 1 C．1 和 l D．0 和 0 3．集成电路应用广泛、集成度越来越高，现在集成电路的集成度已达几亿个元件，目 前科学家们正朝着集成度突破 10 亿个元件的目标迈进，集成度越高，各种电子元件越微 型化，如图 2 甲一是我国自行研制成功的中央处理器（CPU）芯片“龙芯”1 号，下图二 中，R1 和 R2 是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但 R2 的尺寸远远小于 R1 的尺 寸，通过两导体的电流方向如图乙所示，则这两个导体的电阻 R1、R2 的关系说法正确的 是（ ） A．R1＞R2 B．R1＜R2 C．R1=R2 D．无法 确定 4．火灾的多发季节，某同学根据学习的传感器知识设计了如图 3 所示的火警报警系统 原理图，M 是一小型理想变压器，接线柱 a、b 接在电压 u=311sin314t（V）的正弦交流 电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 R2 为用半导体热敏材料制成的 传感器，电流表 A2 为值班室的显示器，显示通过 R1 的电流，电压表 V2 显示加在报警器上 的电压 （报警器未画出），R3 为一定值电阻．当传感器 R2 所在处出现火警时，以下说 法中正确的是（ ） A．Al 的示数不变，A2 的示数增大 B．Al 的示数增大，A2 的示数增大 C．V1 的示数增大，V2 的示数增大 D．V1 的示数不变，V2 的示数减小 5．如图 4 所示，电源内阻为 r，定值电阻 R0＝r/2，可变电阻 R 的最大阻值为 2r， 当可变电阻的滑动触头从最左端向右端滑动过程中 A．电源的输出功率一直变大 B．电源的输出功率一直变小 C．当可变电阻滑到 R＝r/2 时电源的输出功率最大 D．当可变电阻滑到 R＝r 时电源的输出功率最大 6．如图 4，水平光滑导轨接有电源，电动势为 E，内电阻为 r，其它的电阻不计，导轨 上有三根导体棒 a、b、c,长度关系为 c 最长，b 最短，将 c 弯成一直径与 b 等长的半圆， 整个装置置下向下的匀强磁场中，三棒受到安培力的关系为 A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＝Fb＝Fc C．Fb＜Fa＜Fc D．Fa＞Fb＝Fc 7．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子 流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇 宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图 5，那么 A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最 弱 C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最 强 D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转 8．示的电路中，a、b、c 为三盏完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直流电阻 为零的自感线圈，E 为电源，S 为开关。关于三盏灯泡，下列说法正确的是 A．合上开关， c、b 先亮，a 后亮 B．合上开关一会后， a、b 一样亮 C．断开开关， b、c 同时熄灭，a 缓慢熄灭 D．断开开关，c 马上熄灭， b 闪一下后和 a 一起缓慢熄灭 9．如图 7 所示，在水平地面上，有一竖直放置的正方形金属线框 abcd，边长为 L， 紧挨着有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向内，磁场边界宽也为 L。线框先以 c 点为转 轴，以恒定角速度顺时针转动，当 b 点落地后，再以 b 点为转轴，以相同的角速度顺时 针转动，在线框通过磁场的过程中，线框中的电流随时间变化的关系图象是 10．如图所示，在半径为R的圆内，有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场，一质量为， 电量为的粒子（不计重力），从A点对着圆心方向垂直射入磁场，从C点飞出，则 A．粒子的轨道半径为R B．粒子的轨道半径为 C．粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子在磁场中运动的时间为 11．质量为 m、带电量为 q 的小球，从倾角为θ的 光 滑 绝 缘 斜 面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的 匀强磁场中， 其磁感强度为 B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对 斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是 A．小球带负电 B．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的 变加速直线运动 D．则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为 12．如图所示为磁流体发电机的示意图．金属板 M、N 之间的间距为 d，板间有垂直纸面 向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有 大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）以速度 v 从左侧喷射入磁场，这时 金属板上就会聚集电荷，产生电压．则下列说法中正确的是 A．金属板 M 上聚集负电荷，金属板 N 上聚集正电荷 B．通过电阻 R 的电流方向由 a 到 b C．通过电阻 R 的电流方向由 b 到 a D．该发电机的电动势 13．如图所示，在光滑水平面上用恒力拉质量为、边长为、总电阻为的单匝均匀正方形 铜线框，线框从位置1开始以速度进入磁感应强度为的匀强磁场，到达位置2时线框刚好 全部进入磁场，在位置3时线框开始离开匀强磁场，到达 位置4时线框刚好全部离开磁场。则 A．在位置1时，线框右侧边MN的两端电压为 B．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程 产生的感应电流方向相反 C．线框从位置1到位置2的过程与从位置3到位置4的过程 所受的安培力方向相同 D．从位置1到位置2的过程中流过线框某一截面的电荷量等于 14．如图所示，质量为、带电量为的三个相同的带电小球 A、B、C，从同一高度以初速度 水平抛出，B 球处于竖直向下的匀强磁场中，C 球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们 落地的时间分别为、、，落地时的速度大小分别为、、，则以下判断正确的是： A．== B．=> C．>= D．=< 第Ⅱ卷（非选择题 共 80 分） 二．实验、填空题（15、16 题为基础题，17 题为发展题，共 20 分） 15．（4 分）如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒 子（不计重力）经 A 点飞向 B 点，径迹如图中虚线所示，试判断： （1）粒子带________电； （2） 粒子在________点加速度大； （3）粒子在________点动能大； （4）A、B 两点相比，________点电势高． 16．(4 分）一闭合线圈有 50 匝，总电阻为 20Ω，穿过它的磁通量在 0.1s 内由 增加到，则线圈中的感应电动势 E＝ V，线圈中的平均电流强度 I＝ A． 17．（12 分）小明同学在测定金属丝电阻率的实验中，进行了如下操作，请你将相应的操 作步骤补充完整。 （1）他首先用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，该金属丝的直径为 mm。 （2）他再用多用电表粗测金属丝的阻值，操作过程如下： ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择开关旋至电阻挡“×10” 挡位； ②将红、黑表笔短接，调节 旋钮（填图乙中的“A”或“B”），使欧姆表指针对准 电阻的 处（填 “0 刻线”或“∞刻线”）； ③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，此时多用电表的示数如下图丙所示； ④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些，小明将选择开关旋至电阻挡 挡位 （填“×1”或“×1k”），重新进行 ； ⑤重新测量得到的结果如图丁所示，则金属丝的电阻为 Ω。 （3）他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值，他用如图所示的装置进行测量， 其中部分器材的规格为：电源 E（两节干电池，3V），电流表（量程 0.6A，内阻约 1Ω）， 电压表（量程 3V，内阻约 10kΩ），滑动变阻器（阻值范围 0～20Ω，额定电流 1 A）。要 求滑动变阻器采用限流式接法，为了减小实验误差，请你在下图中加两条导线将未连接 完的电路连起来。 三．计算题（18、19、20 题为基础题，21、22 题为发展题，共 60 分，解答 时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得 分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 18．(10 分)如图 11 所示，电源电动势 E=10V，内阻 r=1Ω，闭合电键 S 后，标有“，” 的灯泡恰能正常发光，电动机 M 绕组的电阻 R0=4Ω，求： （1）电源的输出功率 P0； （2）10s 内电动机产生的热量 Q； （3）电动机的机械功率； 19．（10 分）如图 12（甲）所示，质量为=50g，长=10cm 的铜棒，用长度也为的两根 轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度=1/3T。未通电时，轻线在竖直 方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ＝37°，求此棒中恒定电流的大小。 某同学对棒中恒定电流的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转， 说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）。 当最大偏转角θ＝37°时，棒受力平衡，有 ，得 A． （1）请判断，该同学的解法正确吗？若不正确则请指出错在哪里？ （2）试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果. 20．（12 分）在竖直向上的匀强电场中，有一个质量为 m 带电量为 q 的小球。小球自离 地面 h 高度处以初速度 v 水平抛出后，做匀速直线运动，重力加速度为 g。 （1）试判断小球的电性并求出场强 E 的大小 （2）若在此空间再加一个垂直纸面的匀强磁场，小球仍以相同方式水平抛出，自抛出 到第一次落地点 P 的水平位移 OP=x ，已知大于。试判断磁感应强度 B 的方向并求出 B 的大小。 21．（13 分）如图所示，宽度为 L＝0.2m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面 上，导轨的一端连接阻值 R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应 强度大小 B=5T。一根质量 m=100g 的导体棒 MN 放在导轨上，并与导轨接触良好，导轨和 导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动， 运动速度 v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求： （1）在闭合回路中产生的感应电流的大小． （2）作用在导体棒上的拉力的大小． （3）当导体棒匀速运动 30cm 时撤去拉力，求：运动 30cm 和撤去拉力至棒停下来的 整个过程中电阻 R 上产生的总热量． 22．（15 分）如图所示装置中，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为 E，区域Ⅱ 内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为 B。区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀 强磁场，磁感应强度为 2B。一质量为 m、带电量为 q 的带负电粒子（不计重力）从左边 界 O 点正上方的 M 点以速度 v0 水平射入电场，经水平分界线 OP 上的 A 点与 OP 成 60°角 射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界 CD 进入Ⅲ区域的匀强磁场中。 求：（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径 （2）O、M 间的距离 （3）粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所经历的时间 高二物理试题答案（xx.01） 一．选择题（1-10 题为基础题，11-14 题为发展题，每小题 5 分，计 70 分；每小题有一 个或多个选项符合题意，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分） 1．CD 2．D 3．C 4．D 5．C 6．B 7．C 8．AB 9．B 10．BD 11．B 12．BD 13．BCD 14．AD 二．实验、填空题（15、16 题为基础题，17 题为发展题，计 20 分） 15．（4 分） 负， B, A, A （每空 1 分） 16．（4 分） 2 0.1 （每空 2 分 17．（12 分） （1）0.850（0.848~0.852） （2 分） （2） ② B （2 分） 0 刻线 （2 分） ④ ×1（1 分） 欧姆调零 （1 分） ⑤ 6 （2 分） （3）（2 分） 三．计算题（18、19、20 题为基础题，21、22 题为发展题，共 60 分解答时 应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分， 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 18．（1）由题意，并联部分电压为，内电压应为 总电流， 电源的输出功率 （2）流过灯泡的电流 则流过电动机的电流 电动机的热功率 10s 内产生的热量 （3）电动机的总功率 电动机的机械功率 19．（1）该同学的解法错误。错误原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡 状态；或者认为偏角最大的是平衡位置。 （2）正确的解法如下：金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图所示，安培力 F 做功为 ……（2 分） 重力做功为 由动能定理得： 解得：A. 20．（12 分）解：（1）小球带正电 ………………（1 分） 由二力平衡 ……………… （2 分） 得 ……………… （1 分） （2） 磁感应强度 B 的方向是垂直直面向外 ……………… （2 分） 由几何关系 ……………… （2 分） 由牛顿运动定律 ……………… （2 分） 联立两式得 ……………… （2 分） 21．（13 分）解：（1）……………… （2 分） ……………… （2 分） （2） ……………… （2 分） （3）运动 30cm 过程中 R 上产生的热量 ……………… （2 分） 撤去拉力至棒停下来过程中电阻 R 上产生的热量 ……………… （3 分） ……………… （2 分） 22．（15 分）（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过 A 点时速度为 v，由类平抛 规律知： = ……………… （2 分） 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： …… （2 分） 所以 ……… （1 分） （2）设粒子在电场中运动时间为 t1，加速度为 a， 则有 ………… （1 分） ………… （1 分） 即 ………… （1 分） O、M 两点间的距离为 …… （1 分） (3) 设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为 t2 …… （1 分） 则 …… （1 分） 设粒子在Ⅲ区域磁场中运行时间为 t3，同理： …… （1 分） 则 ……………… （1 分） 粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所用时间为 0 0 1 2 3 3 3 5 3 2 6 mv mvm m mt t t t qE qB qB qE qB           …… （2 分）