安徽省安庆市横埠中学2020学年度第二学期高二物理期末检测试卷 10页

安徽省安庆市横埠中学 2020 学年度第二学期高二物理期末检测试 卷 第Ⅰ卷（选择题，共 40 分） 一．本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分．在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得 4 分，选不全 的得 2 分，有选错或不答的得 0 分． 1．某交变电压为 u=6 2 sin314t V，则（ ） A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为 0.02 s B．把额定电压为 6 V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C．把额定电压为 6 V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 D．耐压 6 V 的电容器不能直接用在此电源上 2．如图甲所示电路，电源电动势为 E，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为 R，负 载电阻为 R0。当滑动变阻器的滑动端 S 在某位置时，R0 两端电压为 E/2，滑动变 阻器上消耗的功率为 P。若将 R0 与电源位置互换， 接成图乙所示电路时，滑动触头 S 的位置不变，则 （ ） A．R0 两端的电压将小于 E/2 B．R0 两端的电压将等于 E/2 C．滑动变阻器上消耗的功率一定小于 P D．滑动变阻器上消耗的功率可能大于 P 3．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（ ） A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转 B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用 C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近 D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离 4．在一个给定电源的闭合电路中，关于电源的输出功率，下面说法正确的是（ ） A．输出功率随外电阻的增大而增大 B．输出功率随外电阻的增大而减小 C．当外路短路时，电源输出功率最大 D．当外电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大 5．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应 该（ ） A．首先断开开关 S1 B．首先断开开关 S2 C．首先拆除电源 D．首先拆除安培表 6．在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到 M 点，突然与一不带电 的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个？（实线为原 轨迹，虚线为碰后轨迹，不计粒子的重力）（ ） 7．一个闭合线圈垂直置于匀强磁场中，若磁感应强度如图所示，则线圈中的感应电 流随时间变化的图线是下图中的（ ） 8．如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导 a b CL 体棒 ab 与电路接触良好．当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线 运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡 L 未被烧毁，电容器 C 未被击穿，则该过程中（ ） Ａ．感应电动势将变大 Ｂ．灯泡 L 的亮度变大 Ｃ．电容器 C 的上极板带负电 Ｄ．电容器两极板间的电场强度将减小 9．等离子气流由左方连续以 v0 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中，ab 直导线与 P1、 P2 相连接，线圈 A 与直导线 cd 连接．线圈 A 内有随图乙所示的变化磁场，且磁 场 B 的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（ ） A．０～１s 内 ab、cd 导线互相排斥 B．１～２s 内 ab、cd 导线互相吸 引 C．２～３s 内 ab、cd 导线互相吸引 D．３～４s 内 ab、cd 导线互相排 斥 10110．某 LC 振荡电路和振荡频率为 520 kHz，为能提高到 1040kHz，可以调节 LC 电路中的元件以达到目的，具体可以（ ） A．调节可变电容器，使电容增大为原来的 4 倍 B．调节可变电容器，使电容减小为原来的 1/4 倍 C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的 4 倍 B A v0 P1 a bP2 d c 甲 t/s B/T 2 0 -2 1 2 3 4 乙 D．调节电感线圈，使线圈自感系数变为原来的 1/2 第Ⅱ卷（非选择题，共 60 分） 二．本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分，把答案填在答题卡相应的横线上或按题目 要求作答。 11．（6 分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，利 用下列实验器材：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围０—１０Ω）、电源、 小灯炮、开关、导线若干来设计实验。并通过实验得到如下数据（Ｉ和Ｕ分别 表示小灯泡上的电流和电压）. I/U 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （1）请在上面的方框中画出实验电路图. （2）在上图中画出小灯泡的 I-U 曲线. （3）把本题中的小灯泡接到上图所示电路中,若电源电动势 E=2.0V, 内阻不计, 定值电阻 R=5Ω,则此时小灯泡的功率是____ _W。 12．（10 分）把一满偏电流为 500 A 、内阻约 100—200 的灵敏电流计改装成量程 为 3V、6V 的伏特表，应先通过半偏法测出灵敏电流计的内阻，再串联恰当的电 阻改装而成 （1）用半偏法测定该灵敏电流计的内阻，可选择的器材有： 滑动变阻器 R1，最大阻值 2 K 滑动变阻器 R2，最大阻值 10K 电阻箱 R3，阻值 0—9999 定值电阻 R4，阻值 1K 不计内阻的直流电源：E1(电动势 3.0V)、E2(电动势 4.5V)、E3(电动势 7.5V) 单刀单掷开关两个、导线若干。 在下面方框中画出测定该灵敏电流计内阻的电路图，为减小实验误差，实验 中电源应选择 ，滑动变阻器应选择 （2）若实验测得灵敏电流计的内阻为 150 ，改装成的伏特表电路如图所示， 则两个串联的定值电阻的阻值为 R1=  ，R2=  三．本题共 4 小题，共 44 分。解答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能得分，有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位。 13．（10 分）如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的 原线圈接在 220 V 的市电上，向额定电压为 1.80×104 V 的霓虹灯供电，使它正常发光.为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副 线圈电路中电流超过 12 mA 时，熔丝就熔断。 （1）熔丝的熔断电流是多大？ （2）当副线圈电路中电流为 10 mA 时，变压器的输入功率是多大？ 14．（10 分）在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比 荷的实验，其实验装置如图所示。abcd 是一个边长为 L 的正方 形盒子，在 a 处和 cd 边的中点 e 处各有一个小孔，e 外有一能 显示粒子从 e 孔射出的荧光屏 M。盒子内有一方向垂直于 abcd 平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒 子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为 U 的电场加速，然后粒子立即由 a 孔 射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从 e 孔射出。不计粒子的重力和粒子之间的 相互作用力。问：你认为该同学的设计方案可行吗？若可行，求出带电粒子的 比荷；若不可行，说明你的理由。 15．（10 分）如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽 l＝0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度 B＝1 T，方向与框面垂 直，金属棒 MN 的质量为 100 g，电阻为 1 Ω．现让 MN 无初速地 释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的 过程中通过棒某一横截面的电量为 2 C，求此过程中回路产生的 电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2） 16．（14 分）在如图所示的空间区域里，y 轴左方有一 匀强电场，场强方向跟 y 轴正方向成 60°，大小为 N/C100.4 5E ；y 轴右方有一垂直纸面向里的匀 强磁场，磁感应强度 B=0.20T．有一质子以速度 v=2.0× 610 m/s，由 x 轴上的 A 点（10cm，0）沿与 x 轴正方向成 30°斜向上射入磁场，在磁场中运动 一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场．已知质子质 量近似为 m=1.6× 2710 kg，电荷 q=1.6× 1910 C，质子重力不计．求：（计算结果 保留 3 位有效数字） （1）质子在磁场中做圆周运动的半径． （2）质子从开始运动到第二次到达 y 轴所经历的时间． （3）质子第三次到达 y 轴的位置坐标． [参考答案] http://www.DearEDU.com 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 ABD D B D B A A AB BD B 11．（6 分）（1）和（2）的答案如图所示；（3）0.14—0.18W 均可得分。（每问 2 分） 12．（10 分）（1）E2 ， R2 ， 电路图如右上图 （2）5850 ， 6000 （每空 2 分） 13．（10 分）解：（1）设原、副线圈上的电压、电流分别为 U1、U2、I1、I2，根据理 想 变 压 器 的 输 入 功 率 等 于 输 出 功 率 ， 有 I1U1=I2U2 （3 分） 当 I2=12 mA 时，I1 即为熔断电流.代入数据，得 I1=0.98 A. （2 分） （2）设副线圈中电流为 I2′=10 mA 时，变压器的输入功率为 P1，根据理想变压 器的输入功率等于输出功率，有 P1=I2′U2 （3 分） 代入数据得，P1=180 W. （2 分） 14．（10 分）解：可行。 设粒子经电场加速后离开电场时速度为 v，根据动能定理：qU= 2 2 1 mv （3 分） 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图，设圆周半径为 R ，由几何关系 E2 R2 可得 （L－R）2+（L/2）2=R2 （3 分） qvB= R vm 2 （2 分） 联立求解，得 2225 128 LB U m q  （2 分） 15．（10 分）解：金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零 时速度达到最大，根据平衡条件得 mg＝ 2 2 mB l v R ① （3 分） 在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能 E，由能量守恒 定律得 mgh＝ 21 2 mmv ＋E ②（3 分） 通过导体某一横截面的电量为 q＝ Bhl R ③ （2 分） 由①②③解得 E＝mgh－ 21 2 mmv ＝ 3 2 2 3 2 2 4 4 4 0.1 10 1 2 0.1 10 1 3.22 1 0.5 2 1 0.5 mgRq m g R J J JBl B l           （2 分） 16．(14 分)（1）质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律， R vmqvBf 2  得质子做匀速圆周运动的半径为 m10.0 qB mvR ；（3 分） （2）由于质子的初速度方向与 x 轴正方向夹角为 30°，且 半径恰好等于 OA，因此，质子将在磁场中做半个圆周到达 y 轴上的 C 点，如答 图所示． 根据圆周运动的规律，质子做圆周运动周期为 qB mT π2 ，（2 分） 质子从出发运动到第一次到达 y 轴的时间 1t 为 s1057.1π 2 7 1  qB mTt ， （1 分） 质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同，在电场中先做匀减速直线运动， 速度减为零后反向做匀加速直线运动，设质子在电场中运动的时间 2t ，根据牛 顿第二定律， 2 2 t vmqE  ， （2 分） 得 s100.12 7 2  qE mvt ．（1 分） 因此，质子从开始运动到第二次到达 y 轴的时间 t 为 s1057.2 7 21  ttt ．（1 分） （3）质子再次进入磁场时，速度的方向与电场的方向相同，在洛伦兹力的作用 下做匀速圆周运动，到达 y 轴的 D 点． 根据几何关系，可以得出 C 点到 D 点的距离为  30cos2RCD ； (2 分) 则 质 子 第 二 次 到 达 y 轴 的 位 置 为 cm6.34cm320m32.030cos230cos22  RROCCDy ． （1 分） 即质子第三次到达 y 轴的坐标为（0，34.6cm）． （1 分）