湖南省长沙市、湖南师大附中2019-2020学年高二上学期期末联考物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

如下左图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为(　　)

A. B.

C. D.

2. 难度：中等

如图为静电除尘机原理示意图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标）。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则（　　）

A.每个尘埃的运动轨迹都与一条电场线重合

B.图中A点电势低于B点电势

C.尘埃在迁移过程中做匀变速运动

D.尘埃在迁移过程中电势能增大

3. 难度：简单

如图所示，绝缘轻杆长为L，一端通过铰链固定在绝缘水平面，另一端与带电量大小为Q的金属小球1连接，另一带正电、带电量也为Q的金属小球2固定在绝缘水平面上。平衡后，轻杆与水平面夹角为30°，小球1、2间的连线与水平面间的夹角也为30°．则关于小球1的说法正确的是（已知静电力常量为k）（　　）

A.小球1带正电，重力为 B.小球1带负电，重力为

C.小球1带正电，重力为 D.小球1带负电，重力为

4. 难度：简单

磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线，假设地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是

A.由南向北沿磁子午线 B.由北向南沿磁子午线

C.由东向西垂直磁子午线 D.由向东垂直磁子午线

5. 难度：中等

在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示，R₁为电阻箱，R₂为半导体热敏电阻，C为电容器．已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（　　）

A.若R₁固定，当环境温度降低时电压表的示数减小

B.若R₁固定，当环境温度降低时R₁消耗的功率增大

C.若R₁固定，当环境温度降低时，电容器C的电荷量减少

D.若R₁固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小

二、多选题

6. 难度：中等

如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L₁、L₂，L₁中的电流方向向左，L₂中的电流方向向上；L₁的正上方有a、b两点，它们相对于L₂对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B₀，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B₀和B₀，方向也垂直于纸面向外。则（　　）　　

A.流经L₁的电流在b点产生的磁感应强度大小为B₀

B.流经L₁的电流在a点产生的磁感应强度大小为B₀

C.流经L₂的电流在b点产生的磁感应强度大小为B₀

D.流经L₂的电流在a点产生的磁感应强度大小为B₀

三、单选题

7. 难度：简单

如图所示，由三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，则其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为

A.1∶1 B.5∶3

C.3∶2 D.27∶5

8. 难度：简单

如图，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态（若规定弹簧自然长度时弹性势能为零，弹簧的弹性势能E_p=k△x²，其中k为弹簧劲度系数，△x为弹簧的形变量）一质量为m、带电量为q（q＞0）的滑块从距离弹簧上端为s₀处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触后粘在一起不分离且无机械能损失，物体刚好能返回到s₀段中点，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。则下列说法不正确的是（　　）

A.滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间为t=

B.弹簧的劲度系数为k=

C.滑块运动过程中的最大动能等于E_km=（mgsinθ+qE）s₀

D.运动过程中物体和弹簧组成的系统机械能和电势能总和始终不变

四、多选题

9. 难度：简单

如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L（可看作纯电阻）都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R₀，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（　　）

A.电动机的额定电压为IR B.电动机的输出功率为IE-I²（R₀+R+r）

C.电源的输出功率为IE-I²r D.整个电路的热功率为I²（R₀+R）

10. 难度：中等

纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线。虚线范围内有垂直纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C。为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是（　　）

A.向右加速运动 B.向右减速运动

C.向左加速运动 D.向左减速运动

11. 难度：中等

如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ．原PQ中无电流，现通以水平向右的电流，在短时间内（   ）

A.从上往下观察导线框顺时针转动

B.从上往下观察导线框向右平移

C.细绳受力会变得比导线框重力大

D.导线框中心的磁感应强度变大

12. 难度：简单

如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以v₀=的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小v=v₀的速度通过N点。已知重力加速度g，不计空气阻力。则下列正确的是（　　）

A.小球从M到N的过程经历的时间t= B.从M到N的运动过程中速度大小一直增大

C.从M点到N点的过程中小球的机械能先减小后增大 D.可以求出电场强度的大小

五、实验题

13. 难度：简单

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。

（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；

（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。

14. 难度：简单

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，则接入电路的金属丝长度为______cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，则金属丝的直径为______mm。

（2）在接下来实验中发现电流表量程太小，需要通过测量电流表的满偏电流和内阻来扩大电流表量程。他设计了一个用标准电流表G₁（量程为0～30μA）来校对待测电流表G₂的满偏电流和测定G₂内阻的电路，如图所示。已知G₁的量程略大于G₂的量程，图中R₁为滑动变阻器，R₂为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

①实验步骤如下：

A.分别将R₁和R₂的阻值调至最大。

B.合上开关S₁。

C.调节R₁使G₂的指针偏转到满刻度，此时G₁的示数I₁如图甲所示，则I₁=______μA。

D.合上开关S₂。

E.反复调节R₁和R₂的阻值，使G₂的指针偏转到满刻度的一半，G₁的示数仍为I₁，此时电阻箱R₂的示数r如图乙所示，则r=______Ω。

②若要将G₂的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G₂上并联的分流电阻R_S的表达式，R_S=______。（用I、I₁、r表示）

六、解答题

15. 难度：简单

如图甲所示，螺线管线圈的匝数n=1000匝，横截面积S=40cm²，螺线管线圈的电阻r=2.0Ω，R=3.0Ω，R=5.0Ω．穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，求：

（1）线圈产生的感应电动势大小；

（2）R₁消耗的电功率。

16. 难度：简单

如图所示，水平绝缘轨道，左侧存在水平向右的有界匀强电场，电场区域宽度为L，右侧固定一轻质弹簧，电场内的轨道粗糙，与物体间的摩擦因数为μ=0.5，电场外的轨道光滑，质量为m、带电量为+q的的物体A从电场左边界由静止释放后加速运动，离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起运动，碰撞时间极短开始B靠在处于原长的轻弹簧左端但不拴接，(A、B均可视为质点)，已知匀强电场场强大小为．求：

(1)弹簧的最大弹性势能；

(2)整个过程A在电场中运动的总路程．

17. 难度：困难

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，电场强度为E₁=0.2N/C。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，电场强度E₂=0.1N/C，匀强磁场方向垂直纸面。某比荷为=10²C/kg的带正电的粒子（可视为质点）以v₀=4m/s竖直向上的速度从-x上的A点进入第二象限，并从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10m/s²。试求：（结果可用π表示）

(1)带电粒子运动到C点的纵坐标值h及到达C点的速度大小v₁；

(2)+x轴上有一点D，OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B₀及其磁场的变化周期T₀；

(3)要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B₀和变化周期T₀的乘积B₀T₀应满足的关系。