山西省运城市2019-2020学年高二上学期期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

关于物理学史，下列说法中正确的是（　　）

A.奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场

B.安培认为磁化使铁质物体内部产生了分子电流

C.库仑发现了点电荷的相互作用规律，并通过油滴实验测定了元电荷的数值

D.库仑通过扭秤实验测出了引力常量G的大小

2. 难度：简单

如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U_ab＝U_bc，实线为一带电的质点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，R点在等势面b上，据此可知（　　）

A.带电质点在P点的加速度比在Q点的小

B.带电质点在P点的电势能比在Q点的大

C.带电质点一定从P向Q运动

D.三个等势面中，c的电势最高

3. 难度：简单

如图所示，A、B两个带正电的粒子，所带电荷量分别为与，质量分别为和．它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，粒子打在N板上的 点，B粒子打在N板上的点，若不计重力，则（    ）

A. B.

C. D.

4. 难度：简单

如图是一火警报警器的部分电路示意图，其中R₂为用半导体热敏材料制成的传感器。电流表Ⓐ为值班室的显示器。a、b之间接报警器，已知R₂的阻值随温度的升高而减小。当传感器R₂所在处出现火情时，显示器的电流I，R₁端的电压U的变化情况是（　　）

A.I变大，U变大 B.I变大，U变小

C.I变小，U变大 D.I变小，U变小

5. 难度：中等

如图所示，带电小球A、B的电荷分别为 Q_A、Q_B，OA＝OB，都用长L的丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法（　　）

A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍

B.将小球B的质量增加到原来的2倍

C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半

D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍

二、多选题

6. 难度：中等

如图所示，两平行金属板A、B水平放置，板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，闭合开关使电容器充电，一个不计重力的带电粒子恰能水平向右匀速通过，则

A.仅将极板A上移一小段距离，带电粒子将向下偏

B.仅将极板A上移一小段距离，带电粒子仍能沿直线运动

C.仅将极板A、B错开一段距离，带电粒子一定向上偏

D.仅将极板A下移，此过程中将出现a到b的电流

三、单选题

7. 难度：中等

如图所示，截面为等腰直角三角形的物块固定在水平面上，两根长为L的细导体棒a、b被放在三角形的两个光滑直角面等高的地方，导体棒a的质量为m_a，导体棒b的质量为m_b。现分别对两导体棒通以同向电流I_a、I_b，且I_a＝2I_b＝2I，两棒恰能保持静止，则下列说法正确的是（　　）

A.两导体棒的质量之比m_a：m_b＝2：1

B.两导体棒的质量之比m_a：m_b＝1：2

C.电流I_b在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小为

D.电流I_a在导体棒b处产生的磁场的磁感应强度大小为

四、多选题

8. 难度：简单

关于电场和磁场的概念,以下说法正确的是()

A. 电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力相同，则该区域内的电场一定是匀强电场

B. 放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零

C. 一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零

D. 电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零

9. 难度：中等

如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中。两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU₁、ΔU₂，电流表示数的变化量为ΔI，则（　　）

A.ΔU₁＞ΔU₂ B.ΔU₁＜ΔU₂

C.＝ D.＜

10. 难度：中等

如图所示，在边长为L的正三角形区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场B和平行于MN的匀强电场E，一带电粒子（不计重力）刚好以初速度v₀从三角形的顶点O沿角平分线OP做匀速直线运动。若只撤去磁场，该粒子仍以初速度v₀从O点沿OP方向射入，此粒子刚好从N点射出。下列说法中正确的是（　　）

A.粒子带负电

B.磁感应强度的大小与电场强度的大小之比为＝v₀

C.若只撤去电场，该粒子仍以初速度v₀从O点沿OP方向射入，粒子将在磁场中做半径为L的匀速圆周运动，且刚好从M点射出

D.粒子在只有电场时通过该区域的时间大于粒子在只有磁场时通过该区域的时间

五、实验题

11. 难度：简单

(1)如图游标卡尺读数为_____mm。

(2)某电流表表头内阻R_g＝200Ω，满偏电流I_g＝2mA，按如图改装成量程为3V和15V的电压表，其中R₁＝_____Ω。

12. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测的金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍，内三角形为中空。

为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙，则读数应记为________ Ω。

现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻R，以便进一步测出该材料的电阻率ρ：

A．电源E(电动势为3 V，内阻约为1 Ω)

B．电流表A₁(量程为0～0.6 A，内阻r₁ 约为1 Ω)

C．电流表A₂(量程为0～0.6 A，内阻r₂＝5 Ω)

D．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R₀

E．开关S，导线若干

(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图_______________。

(2)先将R₀调至最大，闭合开关S，调节滑动变阻器R₀，记下各电表读数，再改变R₀进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A₁的示数为I₁，A₂的示数为I₂，则该金属导体的电阻 R＝________。

(3)该同学用直尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。测边长a时，螺旋测微器读数如图丁所示，则a＝________ mm。用已经测得的物理量I₁、I₂、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为ρ＝________。

六、解答题

13. 难度：中等

如图所示为用直流电动机提升重物的装置，重物的重量为500N，电源电动势E＝110V，电源内阻r＝2Ω，不计各处摩擦，当电动机以v＝0.80m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5.0A。求：

（1）电动机消耗的总功率P_总。

（2）电动机线圈的电阻R。

14. 难度：中等

如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为3mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，若滑块从水平轨道上距离B点距离为s＝4R的A点由静止释放（重力加速度为g）。求：

(1)滑块到达圆轨道最高点D点时的速度大小v₀；

(2)滑块到达圆轨道最高点D点时受到轨道的作用力大小F。

15. 难度：中等

质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器，由静电分析器和磁分析器等组成的质谱仪如图所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离处各点的场强大小相等的径向电场。右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，两边界间距近似为零。从离子源射出的速度很小（可认为是零）。质量为m、电荷量为q的离子经加速电场加速后以速度v从M点射入静电分析器，沿半径为r₀的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从N点水平射出进入磁分析器，最后打在竖直放置于磁分析器左边界的探测板上Q点（Q点未标出），不计离子重力和离子间的相互作用。

（1）求加速电场的电压和静电分析器中径向电场的电场强度大小；

（2）计算探测板上Q点到O点的距离和离子从M点到Q点的运动时间；

（3）若两种质量分别为m₁和m₂的同位素离子分别以速度v₁和v₂从N点射入右侧的磁分析器中，求两种离子打在探测板上的位置到N点的距离之比。

七、单选题

16. 难度：简单

图甲是法拉第发明的人类历史上的第一台发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图：圆盘安装在水平铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，下列分折正确的是（　　）

A.因穿过铜盘的磁通量没有发生变化，故法拉第的第一台发电机不能发电

B.假若该发电机能发电，则图乙中R上的电流从下向上流动

C.图乙中流过R的是方向不断改变的交流电

D.设图乙中铜盘半径为r，匀强磁场大小为B，铜盘转动的角速度为ω，铜盘产生的电动势为E＝Bωr²

八、多选题

17. 难度：简单

如图所示，将一光滑U形导体框架（不计电阻）固定在水平面上，框架的间距为L，其左端接有一定值电阻R，在空间加一垂直于框架方向竖直向下的匀强磁，场磁感应强度大小为B，将一长度为L的导体棒MN垂直放在导体框架上（导体棒两端均与框架接触），导体棒的电阻为r，今用一外力作用在导体棒上，使导体棒以速度v向右做匀速运动，导体棒与导体框架的接触始终良好且始终与导体框架垂直，则在整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A.M、N两点间的电压为BLv

B.导体棒的热功率为

C.作用在导体棒上的外力大小为

D.流过定值电阻R的电流为由C到D

九、解答题

18. 难度：中等

将一足够长的光滑U形导轨固定在竖直平面内，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，导轨间距为L，一质量为2m的金属板置于导轨的顶端，开始处于锁定状态，如图所示。一质量为m的小金属块由金属板的正上方H高处无初速释放，当金属块与金属板碰后锁定立即解除，此后二者一起向下运动。若忽略一切摩擦，除金属板的电阻R外其余部分电阻均可忽路，重力加速度为g。

①碰后二者下落一段高度后开始以v_m的速度做匀速直线运动，求v_m的大小

②若碰后二者加速运动，求速度增加v₁时金属块对金属板的压力多大？

19. 难度：中等

如图所示，将一个内、外侧均光滑的半圆形槽，置于光滑的水平面上，槽的左侧有一个竖直墙壁，现让一个小球自左端槽口A的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切从A点进入槽，则以下说法正确的是（　　）

A.小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功

B.小球在半圆形槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能不守恒

C.小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统在水平方向上动量守恒

D.小球离开右侧最高点以后，将做竖直上抛运动

十、多选题

20. 难度：中等

如图甲所示，一物块在t＝0时刻，以初速度从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，时刻物块到达最高点，时刻物块又返回底端．由此可以确定(　　)

A.物块返回底端时的速度

B.物块所受摩擦力大小

C.斜面倾角

D.时间内物块克服摩擦力所做的功

十一、解答题

21. 难度：中等

如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上，下端与水平地面在P点相切，一个质量为2m的物块B（可视为质点）静止在水平地面上，左端固定有轻弹簧，Q点为弹簧处于原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ段地面粗糙与物块间的动摩擦因数为μ＝0.5，O右侧水平地面光滑，现将质量为m的物块A（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为g，求：

①物块A沿圆弧轨道滑至最低点P时对轨道的压力；

②弹簧被压缩后的最大弹性势能（未超过弹性限度）。