2019-2020学年广东省中山市高二(上)期末物理试卷

1、2019-2020 学年广东省中山市高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共7 小题，共28.0 分）1. 对于由点电荷 Q 产生的电场，下列说法正确的是 ( )A. 电场强度的定义式仍成立，即?= ，式中的 Q 就是产生电场的点电荷?B. 在真空中，电场强度的表达式为?=2 ，式中Q 就是产生电场的点电荷?C.D.?在真空中，电场强度的表达式?=2 ，式中q 是检验电荷?在 Q 的电场中某点，分别放置电量不同的正、负检验电荷，电场力大小、方向均不同，则电场强度也不同2.如图所示，平行板电容器两极板A， B 间有一个带电油滴P，正好静止在两极板正中间。现将两极板稍拉开一些，其它条件不变( 拉

2、开时间忽略 ) ，则 ()A.C.油滴将向上加速B. 油滴将向下加速电流计中电流由b 流向 aD. 电流计中始终无电流流过3.如图是某同学记录的演示楞次定律的实验笔记，经检查，不符合实验事实的是()A.B.C.D.4. 如图所示，虚线 a、 b、c 为点电荷电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、 R、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知 ( )A.B.带电粒子在 R 点时的速度大于在 Q 点时的速度带电粒子在 P 点时的电势能比在 Q 点时的电势能大C. 该点电荷可能带负电D. 带电粒子在 R 点时的加速度小于在 Q 点时的加速度5. 如图甲所示，

3、a、 b 两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上， 且两导线与圆心连线的夹角为 60时，圆心处的磁感应强度大小为 ?如.图乙所示， c 导线中通有与 a、b 导线完全相同的电流， a、b、 c 垂直圆平面放置在圆周上，且 a、b 两导线与圆心连线的夹角为 120， b、 c 两导线与圆心连线的夹角为 30，则此时圆心处的磁感应强度大小为()第1页，共 16页A.6?B. BC. 0D. 2?36. 质量为 m、长为 L 的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B 的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方

4、向成60角，其截面图如图所示则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是 ( )A. 向外，3 mgB. 向外，3mgC. 向里，3mgD. 向里，3mgBL3 BL3BLBL7. 如图所示，边长为 L 的正方形有界匀强磁场 ABCD ，带电粒子从 A 点沿 AB 方向射入磁场，恰好从C 点飞出磁场；若带电粒子以相同的速度从AD 的中点 P 垂直 AD 射入磁场，从DC 边的 M 点飞出磁场 (?点未画出 ) 。设粒子从 A 点运动到 C点所用时间为 ?，由1PM：?点运动到(带电粒子重力不计 ) ，则 ?点所用时间为 ?212为 ( )A.2：1B. ：3C. ：2D. 3：223二、多选题（

5、本大题共5 小题，共20.0 分）8.利用霍尔效应制作的霍尔元件， 广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 B 垂直霍尔元件于霍尔元件的工作面向下， 通入图示方向的电流 I，C、D 两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是( )A. 若元件的载流子是自由电子，则D 侧面电势高于C 侧面电势B. 若元件的载流子是自由电子，则C 侧面电势高于D 侧面电势C. 用霍尔元件测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直D. 用霍尔元件测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平9. 如图，有一提升重物用的直流电动机， 内阻 ?= 1?，?= 10?，?=

6、 150?，电压表的读数为 100V，则下列说法正确的是( )A. 通过电动机的电流为 5AB. 通过电动机的电流为 100AC. 在电动机中发热的功率为 500W第2页，共 16页D. 电动机输出的机械功功率为475W10. 如图所示为一个质量为m、带电量为+?的圆环， 可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中现给圆环向右初速度?，0在以后的运动过程中，圆环运动的?-?图象可能是下图中的 ( )A.B.C.D.11. 有 A、B 两段电阻丝， 材料相同，长度也相同， 它们的横截面直径之比为：? ? = 1：2，把它们串联在电路中，则下列说法正

7、确的是( )A. 它们的电阻之比 ?： ? = 8： 1? ?B. 通过它们的电流之比 ?： ? = 1： 1C. 两段电阻丝电压之比 ? ：? = 4 ： 1? ?D. 电子在两段中定向移动速度之比?： ? = 4： 1? ?12. 在空间中存在竖直向上的匀强电场，m质量为 、电荷量为 +?的物块从 A 点由静止开始下落，加速度为34 ?，下落高度 H 到 B点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点 C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由 A 点运动到 C 点过程中，下列说法正确的是()A. 该匀强电场的电场强度为B. 带电物块机械能减少量为C.

8、 带电物块电势能的增加量为D. 弹簧弹性势能的增加量为?4?(?+?)4?(?+?)4?(?+?)4三、实验题（本大题共2 小题，共 15.0 分）13. 在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻?约为 5?，实验室备有下?列实验器材：A.( 量程，内阻约为 15?)电压表 ?103?B.电压表 ?2( 量程，内阻约为 75?)015?第3页，共 16页C.电流表 ?1( 量程，内阻约为 0.2?)03?D.电流表 ? (量程，内阻约为 1?)20 0.6?E.(0 10?,0.6?)变阻器 ?1F.变阻器 ?2 (0 2000?,0.1?)G.电池组 ?(电动势为 3?)H.开关 S

9、，导线若干(1) 为减小实验误差，实验器材除了G、 H 外，还需要选用的实验器材有_ (填器材前面的序号 ) 。(2) 为减小实验误差， 应选用如图 a 中_( 选填“甲”或“乙” ) 为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图b 中的实物图用线连接起来。(3) 若用毫米刻度尺测得金属丝长度为 60.00?，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图 c 所示，则金属丝的直径为 _mm，电阻值为 _?。14.某物理兴趣小组想利用如下器材设计欧姆表：A.干电池：电动势?= 1.5?，内阻 ?= 0.5?B.电流表 G：满偏电流 ?= ?，内阻 ? = 150?C.定值电阻 ?1 =

10、1200?D.电阻箱 ?2，最大阻值为999.9?E.电阻箱 ?，最大阻值 9999?3F.开关一个，红、黑表笔各1 支，导线若干(1) 如图 a 所示是欧姆表原理的电路示意图，正确的是_ 。(2) 该实验小组按图 a 中正确的方式连接好电路。将红、黑表笔短接，调节电阻箱?2 = _?，使电流表达到满偏，在红、黑表笔间接入电阻?3，调节 ?，当电流3表指针指向图 b 所示的位置时，电阻?阻值为 _?。3第4页，共 16页四、计算题（本大题共4 小题，共37.0 分）15. 如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度?=3 104 ?/?在.两板间用

11、绝缘细线悬挂一个质量? =5 10-3 ?的带电小球， 静止时细线偏离竖直方向的夹角 ?= 60，小球到负极板的水平距离?= 3?，?=2 。10?/?(1) 小球带电荷量为多少？(2) 剪断细线，小球到达负极板时的动能是多少？16. 在如图所示的电路中， ?、?均为定值电阻，且? = 100?，?阻值未知， ?是一12123滑动变阻器， 当其滑片从左端滑至右端时， 测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示，其中 A、B 两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的求： (1) 电源的电动势和内阻；(2) 定值电阻 ?2的阻值；(3) 滑动变阻器的最大阻值第5页，共 16页17.如图，一质量为?

12、= 1?，带电荷量为?= +0.5?的小球以速度 ? = 3?/?，沿两10正对的带电平行金属板 ( 板间电场可看成匀强电场 ) 左侧某位置水平向右飞入， 金属板长 ?= 0.6?，两金属板间距为 ?= 0.5?，不计空气阻力， 小球飞离两极板后恰好由 A 点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC ，圆弧轨道ABC 的形状为半径 ?= 2?的圆截去了左上角127的圆弧， CB 为其竖直直径，在过A 点竖直线 ?的右边界空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度为?= 10?/?(?37= 0.8, ?53=20.6, ?= 10?/? )求：(1) 两金属板间的电势差大小 U；(2) 求小球到达圆弧轨道最

13、低点B 时对轨道的压力。18. 一台质谱仪的工作原理如图所示， 电荷量均为 +?、质量不同的离子飘入电压为 ?0的加速电场， 其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场， 最后打在底片上， 已知放置底片区域?= ?，且 ?= ?某.次测量发现MN 中右侧 1区域 QN 损坏，检测不到离子，但左侧1区域22MQ 仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在QN 的离子即可在MQ 检测到。(1) 求原本打在 QN 中点 P 的离子质量 m；(2) 设想将加速电压调节为 ?后，能够实现让原本打在 QN 区域的所有离子都能打到MQ 区域内，

14、试分析是否存在满足要求的电压?，如果存在，求出?的范围，如果不存在请说明理由。第6页，共 16页第7页，共 16页答案和解析1.【答案】 B?【解析】 解： A、在用电场强度的定义式?=计算场强时，公式中的q 应是试探电荷，?不是场源电荷，故A 正确；?BC、点电荷场强公式?=2 中的Q，是指场源电荷，故B 正确， C 错误；?D 、电场强度是由电场本身性质决定的，对点电荷的电场来说就是由场源电荷以及距场源电荷的距离共同决定的，与检验电荷无关，故D 错误。故选： B。定义式 ?=?中的 q 应该是试探电荷；点电荷场强公式?=2中的 Q，是指场源电荷；?电场强度是由电场本身性质决定的， 对点电荷

15、的电场来说就是由场源电荷以及距场源电荷的距离共同决定的，与检验电荷无关。大家一定要掌握电场强度的定义式与决定式的内涵， 分清楚那个表示场源电荷， 那个表示的是试探电荷。2.【答案】 B【解析】 【分析】带电油滴静止在两极板的正中间， 知电场力和重力平衡， 根据电场强度的变化判断油滴的运动情况，结合电容的变化得出电量的变化，从而确定电流计中电流的方向。解决本题的关键抓住电容器始终与电源相连， 电势差不变， 结合电容的变化判断电量的变化。【解答】?将.两极板的距离拉开一些，由于电势差不变，?知，电场强度变d 变大，则根据 ?= ?小，电场力减小，油滴向下加速，故A 错误， B 正确。?根.据 ?=

16、? 得， d 变大，则电容变小， U 不变，根据 ?= ?知，电荷量减小，放4?电，则电流计中的电流由a 流向 b，故 CD 错误。故选 B。3.【答案】 D【解析】 解： A、当条形磁铁 N 极沿固定线圈的中轴线靠近固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场方向向上，线圈中的电流的方向自下而上；电流计中的电流的方向向下，指针向右偏转；故 A 符合实验事实；B、当条形磁铁 S 极沿固定线圈的中轴线靠近固定线圈时，穿过线圈的磁通量向上，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场方向向下，线圈中的电流

17、的方向自上而下；电流计中的电流的方向向上，指针向左偏转。故B 符合实验事实；C、当条形磁铁 N 沿固定线圈的中轴线远离固定线圈时，穿过线圈的磁通量向下，且减小，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场方向向下，线圈中的电流的方向自上而下；电流计中的电流的方向向上，指针向左偏转。故 C 符合实验事实；D 、当条形磁铁S 极沿固定线圈的中轴线远离固定线圈时，穿过线圈的磁通量向上，且第8页，共 16页增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，故感应电流的磁场方向向上，线圈中的电流的方向自下而上；电流计中的电流的方向向下，指针向右偏转，该图中，两处电流的方向相反

18、，故D 不符合实验事实；本题选择不符合实验事实的，故选： D。当条形磁铁沿固定线圈的中轴线靠近或远离固定线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律判断感应电流的磁场方向，再结合右手螺旋定则判断感应电流的方向。本题是楞次定律的基本应用。 对于电磁感应现象中， 导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动。4.【答案】 A【解析】 解：AB、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从P 经过 R 运动到 Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道R点的动能大，即速度大，而P 点电势能小，故A 正确， B 错

19、误；C、根据轨迹弯曲的方向可知，电场力的方向向右。由于粒子带负电，据此判断出电场线的方向左，故点电荷为正电荷，故C 错误；D 、由电场线疏密确定出，R 点场强比Q 点大，电场力大，加速度大，故D 错误；故选： A。根据轨迹弯曲的方向可知，电场力的方向向右。由于粒子带负电，据此判断出电场线的方向，从而判断源电荷性质；根据受力的方向与运动方向之间的关系，判断出电场力做功的正负，从而判断出电荷电势能和动能的变化；总能量守恒；由电场线疏密确定出，P 点场强大，电场力大，加速度大。该类题目中， 首先根据轨迹弯曲的方向判断出粒子受力的方向是解题的关键。根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点(

20、电场线与等势面交点以及已知点)的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法。5.【答案】 A【解析】 解：根据安培定则可知ab 在 O 点形成磁感应强度如甲图所示，已知合场强为 B，则由几何关系可知， 两电流单独形成的磁感应强度为?3；?= ?= 3?在与圆心 O 等高的 c 点放置一与 a、 b 处直导线中电流大小相等、方向垂直于纸面向里的通电直导线时，ab形成的合磁感应强度大小3，方向水平向右，3 ?再与 c 形成的磁感应强度的矢量和，如乙图所示，则由几何关系可知，?=3? 23? 26 ；故 A 正确， BCD 错误。(3)+(3)= 3?故选： A。第9页，共 16页根据

21、题意每根导线在O 点的磁感应强度大小相等，由安培定则确定方向，求出各电流在O 点所产生的磁感应强度，再根据平行四边形定则确定总的磁感应强度。本题考查学生判断直线电流产生磁场的方向及磁感应强度矢量合成的能力，要注意掌握安培定则的正确应用，同时掌握平行四边形定则的准确作图和几何关系的求解。6.【答案】 D【解析】 解：对导体棒受力分析如图?= ?60，解得 ?= 3?，?由左手定则知电流方向向里，故选： D。由导体棒所受重力和弹力方向以及左手定则，可知导体棒电流向里，对其受力分析，正交分解可得电流大小本题考查共点作用下物体的平衡及左手定则，受力分析是本题的关键，难度较低7.【答案】 C【解析】 解

22、：由带电粒子从A 点沿 AB 方向射入磁场可知粒子做圆周运动的圆心在AD及其延长线上，又有粒子恰好从C 点飞出磁场，故可得：粒子运动半径为L ，粒子从 A到 C 转过的中心角 ?= 90；那么，从P 点入射的粒子圆心在AD 延长线上距D 点 12 ?处，那么粒子转过的中心角为：1 ? = arccos 2 ，即 ?= 60；?运动时间 ?= 360 ?所以， ?： ? = ?： ?= 3： 2，故 C 正确， ABD 错误；12故选： C。根据粒子从 A 运动到 C，由几何关系求得半径，进而求得中心角；然后根据半径求得粒子从 P 到 M 转过的中心角，即可根据中心角之比得到运动时间之比。带电粒

23、子的运动问题， 加速电场一般由动能定理或匀加速运动规律求解； 偏转电场由类平抛运动规律求解；磁场中的运动问题则根据圆周运动规律结合几何条件求解。8.【答案】 AC【解析】 解： ?.若元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向 C 侧面偏，则 D 侧面的电势高于 C 侧面的电势，故 A 正确， B 错误。?地.球赤道上方的地磁场方向水平，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，故 C 正确， D 错误。故选： AC。根据左手定则判断洛伦兹力的方向，确定电子的偏转方向，从而确定侧面电势的高低。第10 页，共 16页测量地磁场强弱时，让地磁场垂直通过元件的工作

24、面，通过地磁场的方向确定工作面的位置。解决该题的关键是知道电流的方向同电子定向运动方向相反，在用左手判断电子所受到的洛伦兹力方向时，注意四指应指向应和电子运动方向相反、9.【答案】 AD【解析】 解： AB、电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R 两端电压 ?1 = 150?-100? = 50?，?=?= 5 A5A，故A正确，B错误。?，所以通过电动机的电流为221? = 25?C、电动机的热功率? = ?= 5，故 C 错误。热D 、电动机的电功率?= ?= 10 5? = 500? ，输出的机械功功率? = ?- ? =热475? ，故 D 正确。故选： AD。在计算电功率的公式中，总

25、功率用?= ?来计算，发热的功率用2?= ?来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。10.【答案】 BC【解析】 解：当 ?= ?时，小环做匀速运动，此时图象为B，故 B 正确；当 ? ?时， ? = ?-?，此时： ?= ?，所以小环做加速度逐渐减小的减速运动，直到 ?=?时，小环开始做匀速运动，故C 正确；当 ? ?，所以板间电场方向竖直向下。根据牛顿第二定律得：?+ ?=?第14 页，共 16页?其中 ?=?解得： ?= 10?(2) 小球在A 点速度为： ?=?0 =3?/?= 5?/?0.6?53小球从 A 到 B 的过程，根据动能定理得：(?+ ?)?(1- ?53=2?小球在 B 点有： ?- ?- ?= ? ?1212)? -?22可得在 B 点轨道对小球的支持力为：?= 39.5?根据牛顿第三定律知小球到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力为：?= ?= 39.5?，方向竖直向下。答： (1) 两金属板间的电势差大小U 是 10V；(2) 小球到达圆弧轨道最低点 B 时对轨道的压力为 39.5?，方向竖直向下。【解析】 (1) 小球在金属