河北省张家口市2019-2020学年高二（上）期末物理试题

张家口市2019~2020学年度第一学期期末教学质量监测高二物理注意事项：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。2.考试时间50分钟，满分100分。3.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。4.全部答在答题卡上完成，答在本试卷上无效。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，第9~12题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）1.法拉第是十九世纪英国著名科学家，为物理学的发展做出了非常突出的贡献，关于法拉第的研究工作，下列说法符合事实的是A.发现了电流的磁效应，从而揭示了电和磁的关系B.发现了电荷间的相互作用规律，并用实验测得元电荷的数值C.发现了产生电磁感应现象的条件，并发明了发电机D.发现了电流间相互作用的规律，并提出了判断电流产生的磁场方向的方法2.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列说法正确的是A.小灯泡L变暗B.电流表读数变大，电压表读数变小C.电容器C上的电荷量增加D.电源的总功率变小3.如图甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为环的直径，在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t=0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，则0~t1时间内A.圆环中产生的感应电流的方向为逆时针B.圆环中产生的感应电流的方向先是顺时针后是逆时针C.圆环一直具有扩张的趋势D.圆环中感应电流的大小为4.如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以某一初速度水平向右直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了角θ；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅰ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角，已知磁场Ⅰ，Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为A.B.C.D.5.如图甲所示为一台小型发电机结构示图，线圈沿逆时针方向转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为1Ω，外接小灯泡的电阻为9Ω恒定不变，下列说法正确的是A.电压表的示数为6VB.发电机的输出功率为4WC在s时刻，穿过线圈的磁通量最大D.在s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大6.四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为A.B，方向向左B.B，方向向下C.B，方向向右D.B，方向向上7.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个正三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右），正三角形的边长小于磁场左右边界的距离。取线框刚到达磁场左边界的时刻为计时起点（t=0），规定逆时针方向为电流的正方向，则选项图中能正确反映线框中电流与时间关系的是ABCD8.如图所示，宽度为厚度为d、厚度为h的某种金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为：，式中的比例系数k称为霍尔系数，设自由电子的电荷量为e，下列说法正确的是A.自由电子所受静电力的大小B.导体上表面的电势一定大于下表面的电势C.霍尔系数，其中n为导体单位长度上的电子数D.自由电子所受洛伦兹力的大小，其中n为导体单位体积内的电子数9.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示。下列说法正确的是A.直线a表示电源的总功率PE-I图线B.曲线c表示电源的输出功率PR-I图线C.电源的电动势E=3V，内阻r=1ΩD.电源的最大输出功率Pm=2W10.用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能。当调节滑动变阻器的电阻R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为I1=0.5A和U1=2.0V；重新调节滑动变阻器的电阻R使电动机正常转动时，电流表和电压表的示数分别为I1=2.0A和U2=24V，下列说法正确的是A.电动机内线圈电阻R线=4.0ΩB.电动机内线圈电阻R线=12ΩC.电动机正常转动时输出的机械功率P机=32WD.电动机正常转动时输出的机械功率P机=48W11.如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。下列说法正确的是A.由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B.回路中感应电流大小不变，为.C.回路中感应电流方向不变，为C→D→R→CD.回路中有周期性变化的感应电流12.如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分折器和磁分析器组成，若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，一质量为m，电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力，下列说法正确的是A.极板M比极板N电势高B.加速电场的电压C.直径D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、实验题（本题共2小题，共12分）13.（4分）如图所示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，可变电阻R的最大阻值为，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色，按正确使用方法测量电阻的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则=kΩ。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述，其测量结果与原结果相比较。（选填“变大”“变小”或“不变”）14.（8分）电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。（1）用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势，测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为V；（2）用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω，电流表的内阻可忽略不计，改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E=V；内阻r=Ω。（3）分析图丙可知，电池（选填“A”“B”“C”或“D”）较优。三.计算题（本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.（7分）如图所示，电路中接一电动势为4V、内阻为2Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：（1）电流表的读数；（2）电容器所带的电荷量；（3）如果断开电源，通过R2的电荷量。16.（9分）如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1=3300V，副线圈两端电压U2=220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V。求：（1）原线圈匝数n1；（2）当开关S断开时，电流表A2的示数I2=5A。则电流表A1的示数I1大小：（结果保留2位小数）（3）当开关S闭合时，电流表A1的示数大小。（结果保留2位小数）17.（10分）如图甲所示，固定在水平绝缘桌面上的两条光滑平行金属导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，图乙是根据所测数据描绘出的导体棒的图象（设导轨足够长，导轨与导体棒的电阻不计）。（1）求力F的大小；（2）t=1.6s时，求导体棒的加速度a的大小；（3）0~1.6s内导体棒的位移x=8m，求0~1.6s内电阻上产生的热量Q。18.（14分）如图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场强度大小为E，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹角。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以初速度v0从y轴上与O点相距为L的P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向恰与电场方向相反，不计重力，求：（1）磁场的磁感应强度B；（2）粒子第三次到达x轴的位置到O点的距离；（3）从P点开始到第三次通过x轴所经历的时间；（4）粒子从第三次经过x轴到第四次经过x轴所用时间。张家口市2019~2020学年度第一学期期末教学质量监测高二物理参考答案及评分标准一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。第1~8题为单选，第9~12为多选，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错或不答的得0分）题号123456789101112答案CBDCCABDADACBCAD二、实验题（本大题包括2小题，共12分）13.（4分）红（1分）5（1分）变大（2分）14.（8分）（1）11.0（2分）（2）12（2分）1（2分）（3）C（2分）三、计算题（本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.（7分）解：（1）R1、R2被短路，由闭合电路欧姆定律得（2）电容器两端的电压电容器所带的电荷量（3）断开电源后，电容器通过电阻R1、R2、R3进行放电。由于R1、R2并联后与R3串联，故通过R2的电荷量为电容器带电荷量的一半，即16.（9分）解：（1）由变压器电压与匝数的关系可知：得：（2）当开关S断开时，由得：（3）当开关S断开时，有：当开关S闭合时，设副线圈总电阻为，有：副线圈中的总电流为由可知，17.（10分）解：（1）导体棒做切割磁感线运动，由法拉第电磁感应定律全电路欧姆定律安培力公式当导体棒速度最大为时，解得（2）如图乙，当时，，此时由牛顿第二定律得解得（3）由能量守恒定律得解得18.（14分）解：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示