陕西省2019-2020学年高二上学期期末考试物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为（     ）

A. F B. 4F/3 C. 4F D. 2F

2. 难度：简单

如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是(   )

A.A、B可能为等量异号点电荷

B.A、B可能为电荷量不相等的正电荷

C.a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零

D.同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反

3. 难度：中等

喷墨打印机的简化模型如图所示．墨盒可以喷出质量一定的墨汁微粒，经带电室带负电后，以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．已知墨汁微粒所带电荷量的多少由计算机的输入信号按照文字的排列规律进行控制，微粒偏移量越小打在纸上的字迹越小，则从墨汁微粒进入偏转电场开始到打到纸上的过程中(不计墨汁微粒的重力)，以下说法正确的是(   )

A.减小偏转极板间的电压，可以缩小字迹

B.电量相同的墨汁微粒轨迹相同

C.墨汁微粒的运动轨迹与带电量无关

D.墨汁微粒的轨迹是抛物线

4. 难度：中等

在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R₁、R₂为定值电阻，R₃为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是

A. 电压表示数变小

B. 电流表示数变小

C. 电容器C所带电荷量增多

D. a点的电势降低

5. 难度：中等

如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R₁的阻值等于电流表内阻阻值的一半；R₂的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（   ）

A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A

B.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A

C.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A

D.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A

6. 难度：中等

中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是

A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

7. 难度：简单

三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相等，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B₀，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B₀，则O处的磁感应强度的大小和方向为(　　)

A.大小为B₀，方向沿OA方向

B.大小为2B₀，方向竖直向下

C.大小为2B₀，方向沿OA方向

D.大小为2B₀，方向沿OB方向

8. 难度：中等

如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中心O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足(   )

A.B> B.B<

C.B> D.B<

二、多选题

9. 难度：中等

沿x轴方向存在一静电场，电场强度的大小关于位置的变化规律如图所示(图线为正弦图线)，则下列说法正确的是(   )

A.Ob两点的电势差等于Od两点的电势差

B.a、c两点的电势相等

C.电子在O点的电势能大于电子在c点的电势能

D.正电荷由a点沿x轴运动到c点的过程中，电场力先做负功再做正功

10. 难度：中等

如图所示，一根重力G=0.1N、长L=1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成θ=60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过I=1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小B=0.4T，则

A.导体中电流的方向为b→a

B.每根弹簧的弹力大小为0.10N

C.弹簧的劲度系数k=5N/m

D.若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m

11. 难度：中等

如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核()和氦核()，下列说法中正确的是(   )

A.它们的最大速度相同

B.它们的最大动能相同

C.两次所接高频电源的频率相同

D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

12. 难度：中等

速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中，则下列相关说法中正确的是（    ）

A. 甲束粒子带正电，乙束粒子带负电

B. 甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷

C. 能通过狭缝S₀的带电粒子的速率等于

D. 若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2∶3

三、实验题

13. 难度：中等

某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab(电阻约10 Ω，允许流过的最大电流0.8 A)，稳恒电源E(电源输出电压恒为E＝12 V)，电压表V(量程为3 V，内阻约为5 kΩ)，保护电阻：R₁＝10 Ω，R₂＝30 Ω，R₃＝200 Ω，刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等．

实验时的主要步骤如下：

①用刻度尺量出导线ab的长度L，用螺旋测微器测出导线的直径d.

②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好．

③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U.

④描点作出U­x曲线求出金属导线的电阻率ρ.

完成下列填空：

（1）用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d＝_________ mm.

（2）如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选_____

（3）根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U给出的U­x图线如图丙所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝_____________.(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)

14. 难度：中等

手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池．某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的电动势约为3 V.

A．量程是0.6 A，内阻约为0.5 Ω的电流表；

B．量程是3 V，内阻是6 kΩ的电压表；

C．量程是15 V，内阻是30 kΩ的电压表；

D．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；

E．阻值为0～10 Ω，额定电流为2 A的滑动变阻器；

F．定值电阻4 Ω，额定功率4 W；

G．开关S一个，导线若干．

（1）为了减小实验误差，电压表应选择______(填器材代号)，图甲中的导线应连接到_______(选填“①”或“②”)处，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择_______(填器材代号)．

（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U­I图线如图乙所示，由图线可得该蓄电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______Ω.(结果保留两位有效数字)

四、解答题

15. 难度：简单

如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，导轨间的距离。在导轨所在空间内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。 现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒的电阻，导体棒恰好能静止。金属导轨电阻不计。（g取10m/s²，sin37º=0．6，cos37º=0．8）求：

（1）受到的安培力大小；

（2）受到的摩擦力大小。

16. 难度：困难

如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，求：

（1）则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小

（2）若把O处固定的点电荷拿走，加上一个竖直向下场强为E的匀强电场，带电小球仍从A点由静止释放，下滑到最低点B时，小球对环的压力多大?

17. 难度：中等

如图所示，真空中有一以点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为=0.5，磁场垂直纸面向里．在区域存在沿方向的匀强电场，电场强度为．在点有一带正电的粒子以速率沿方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开．已知粒子的比荷，粒子重力不计．

（1）求圆形磁场区域磁感应强度的大小；

（2）求沿方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程．

18. 难度：中等

在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制．如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图象如图所示．x 轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向．在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量分别为m和+q.不计重力．在t=时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动．

（1）求P在磁场中运动时速度的大小v₀；

（2）求B₀应满足的关系；

（3）在t₀（0＜t₀＜）时刻释放P，求P速度为零时的坐标．