学年江西省九江市高二上学期期末考试物理试题.docx

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学年江西省九江市高二上学期期末考试物理试题

江西省九江市2020-2021学年高二上学期期末考试

物理试题

一、单项选择题（共6小题，每小题5分，共30分）

1.关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述正确的是（     ）

A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的

B.磁极间的相互作用是通过磁场发生的

C.磁感线总是从磁体的N极指向S极

D.由

​​可知，B与F成正比，与IL成反比

『答案』B

2.歼-20是我国研制的一款单座双发动机并具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第四代战斗机，于2011年1月11日实现首飞，代表着中国高端技术发展，使得我国开始具备世界一流空军实力，能够和任何敌人进行同代同水平空中对抗。

国庆阅兵时歼-20在天安门上空沿水平方向呼啸而过，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（）

A．底B．高C．相等D．以上情况都有可能

『答案』B

3．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若保持两极板带的电量不变，减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（　　）

A.一定增大

B.一定减小

C.一定不变

D.可能不变

『答案』B

4．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L标有“6V12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，以下说法中不正确的是（   ）

A.电动机的输入功率是12W

B.电动机的输出功率是12W

C.电动机的热功率是2.0W

D.整个电路消耗的电功率是24W

『答案』B

5.一带负电粒子在电场中仅受电场力作用沿x轴正方向做直线运动的v--t图象如图所示，起始点o为坐标原点，下列关于电势φ、粒子的动能EK、电场强度E、粒子的加速度a与位移x的关系图像中可能合理的是（）

『答案』C

6．如图所示，M、N两根通电长直导线在同一水平面内，且垂直纸面固定放置，通电电流相等且均垂直纸面向外，在M、N两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线ab,通电导线ab的电流方向竖直向上。

则通电导线ab在安培力作用下运动情况（）

A．静止不动

B．沿纸面顺时针转动

C．a端转向纸内，b端转向纸外

D．a端转向纸外，b端转向纸内

『答案』D

二、多项选择题（共2小题，每小题5分，共10分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）

7（普通）．如图所示，直线MN与水平面方向成45°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。

一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率的质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子（重力不计），若所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab=L，则粒子的速度可能是（）

A．

B．

C．

D．

『答案』ACD

7（重点）．如图所示，纸面内半径为R、圆心为O的圆形区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，纸面内的线段PA与圆形区域相切与A点，

。

若P点处有一粒子源沿PA方向射出不同速率的带正电粒子（质量为m，电荷量为q，不计重力），则能射入圆形区域内部的粒子的速率可能为（）

A．

B．

C．

D．

『答案』CD

8（普通）．如图所示，已知电源的内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，可变电阻R2的最大电阻为1.5Ω，当调节可变电阻R2的阻值从最大到零的过程中，以下说法正确的是

（）

A．电源总功率一直变大

B．可变电阻R2消耗功率先变大再变小

C．电源输出功率先变大再变小

D．电源效率一直变小

『答案』AD

8（重点）.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。

R3为定值电阻，且R3＞r.当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是（）

A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小

B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少

C．若仅用更强的光照射R1，则电源的输出功率减小

D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

『答案』BD

三、实验题（本题有2小题，共15分）

9．如图所示,在图

（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况。

今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图

（2）中的条形磁铁的运动方向是______；图（3）中电流计的指针将向______偏转；图（4）中的条形磁铁上端为______极。

『答案』向下插入（2分）； 右（2分）； N （2分）

10.为了测量一节干电池的内阻，某实验小组准备设计了如图所示的电路，在实际连接过程中，发现定值电阻和滑动变阻器各有两种型号可供选择，分别是

定值电阻a（阻值1Ω、额定功率5W）；

定值电阻b（阻值10Ω、额定功率20W）；

滑动变阻器c（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）；

滑动变阻器d（阻值范围0~100Ω、额定电流1A）。

请解答以下问题：

（1）定值电阻R0应选择_____（填“a”或“b”），滑动变阻器应选择_____（填“c”或“d”）；

（2）记录数据后，得实验结果如图中甲所示。

根据图线测得干电池的电动势为_______V（结果保留两位小数），干电池的内阻为_____Ω（结果保留两位小数）；

（3）现有一小灯泡，其U－I特性曲线如图中乙所示，若将此小灯泡和定值电阻R0串联接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是_______W（结果保留两位小数）。

『答案』

（1）a、c；（每空2分）

（2）1.50、1.00（每空2分）；（3）0.25～0.28（2分）.

四、计算题（本题共5小题，8+8+9+10+10=45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．）

11．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10-2kg，所带电荷量为+2.0×10-8C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂钱成30°夹角．求这个匀强电场的电场强度．

『答案』

解：

（1）小球的受力如图，

根据共点力平衡有：

mgtanθ=qE

12．如图所示，，当开关S断开时，电流表的示数为当开关S闭合时，电流表的示数为电流表内阻不计求：

电源的电动势和内阻；

断开和闭合两种情况下，电源的输出功率．

『答案』

『答案』解：

当开关断开时，由闭合电路的欧姆定律得：

当开关闭合时，由闭合电路的欧姆定律得：

解得：

，

当开关断开时，有：

当开关闭合时，有：

答：

电源的电动势为3V，内阻为；

断开时电源的输出功率为，S闭合时电源的输出功率为．

13．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

有两导体棒a、b质量分别为

，

，电阻值分别为

，

。

b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，求：

（1）a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小；

（2）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热；

『答案』a棒刚进入磁场时，由动能定理，有：

解得：

a棒切割磁感线的感应电动势为：

感应电流为：

安培力为：

（2）a棒、b棒在磁场中动量守恒，有：

解得：

设整个回路产生的热量为Q,由能量守恒定律

得：

A棒上产生得热量为：

14（普通）．如图所示，两根平行的水平光滑金属导轨M、N，电阻不计，相距L=0.2m，垂直导轨方向放一个质量m＝4×10－2kg的金属棒ab，ab的电阻R0=0.5Ω,两金属导轨一端通过电阻R＝2Ω和电源相连．电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，若在整个区域施加一个水平方向的匀强磁场，使金属棒对导轨的压力恰好是零，并保持静止．（重力加速度g=10m/s2）求：

（1）整个电路中的电流是多大？

（2）所加的磁场磁感应强度大小和方向？

（3）导体棒ab产生的热功率P热是多大？

『答案』

解：

（1）根据闭合电路欧姆定律得：

；

即：

整个电路中的电流是2A；

（2）由题，ab处于静止，且对导轨的压力恰好为零，则磁场对ab的安培力必定竖直向上，与重力平衡，则得安培力的大小为F=mg=0.4N，方向竖直向上；

由左手定则判断可知，B的方向水平向右；

由F=BIL得，

；

即：

磁感应强度B的大小为1T；

（3）导体棒产生的热功率为P=I2R0＝22×0.5W＝2W；

即：

导体棒ab产生的热功率P热是2W。

14（重点）．如图所示，水平导轨间距L=0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=lkg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°角；ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态．（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．）求：

（1）通过ab的电流大小和方向．

（2）ab受到的安培力大小和方向．

（3）重物重力G的取值范围．

『答案』

解：

（1）由闭合电路的欧姆定律可得：

通过ab的电流

，方向：

由a到b；

即：

通过ab的电流大小为2A，方向由a向b；

（2）ab受到的安培力：

F=BIL=5×2×0.5=5N；

即：

ab受到的安培力大小为5N；

（3）ab受力如图所示：

；

最大静摩擦力：

fmax=μ（mg-Fcos53°）=3.5N；

由平衡条件得：

当最大静摩擦力方向向右时：

T=Fsin53°-fmax=0.5N；

当最大静摩擦力方向向左时：

T=Fsin53°+fmax=7.5N；

由于重物平衡，故：

T=G；

则重物重力的取值范围为：

0.5N≤G≤7.5N；

即：

重物重力G的取值范围为0.5N≤G≤7.5N。

15（普通）．如图所示直角坐标系xoy，P（a，-b）为第四象限内的一点，一质量为m、电量为q的负电荷（电荷重力不计）从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入．在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点.求：

匀强磁场的磁感应强度.

『答案』解：

由于在整个坐标存在着匀强磁场，所以负电荷做完整的圆周运动，有几何关系，设其轨迹半径为r，有：

解得：

洛伦兹力提供向心力，有：

从而解得：

15（重点）．如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为a=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B（大小可调节）．现有比荷为

的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度v0=2×107m/s垂直x轴射入电场，且从y轴上P点进入磁场，

，OA=0.1m，不计重力．求：

（1）电场强度大小；

（2）要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围.

『答案』解：

（1）由图可知，粒子在第一象限内做平抛运动，

轴方向匀加速，

轴方向匀速，有:

（2）设粒子从P点进入的速度方向与

轴成

，

则：

可知：

由几何关系可知，临界状态时圆周运动轨迹与CD相切

有：

解得：

又

粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

解得有：