2019-2020學(xué)年河南鄭州高二上期末物理試卷

1、2019-2020學(xué)年河南省鄭州市高二（上）期末物理試卷一、選擇題 體題共12小題，每小題4分，共48分。每小題給出的四個選項中，第18.小題只有一個選項正確，第912小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得 2分，有選錯或不答的得 0分）1. （4分）下面是某同學(xué)對一些概念及公式的理解，其中正確的是（）A.真空中點電荷的電場強度公式是E=k&,均勻帶電球體球心處的電場強度也可以用該公式計算，結(jié)果為無2r窮大B.根據(jù)電勢差的定義式 Uab=可知，帶電荷量為1C的負(fù)電荷，從a點移動到b點的過程中克服電場力做 q功為1J,則a、b兩點間的電勢差 Uab= 1VC.根據(jù)電場強度的

2、定義式 E=t可知，電場中某點的電場強度與試探電荷所受的庫侖力成正比D.根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義式 B=，J可知，若長度為1m的直導(dǎo)體棒中通過 1A的電流，放在勻強磁場中受到的安培力為1N,就說明磁感應(yīng)強度一定是1T2. （4分）李輝在探究磁場對電流作用的實驗中，將直導(dǎo)線換作導(dǎo)體板，如圖所示，發(fā)現(xiàn)在a、b兩點之間存在電壓Uab.進(jìn)一步實驗結(jié)果如表：電流磁感應(yīng)強度電壓U abIBUI2B2UI3B3U2IB2U3IB3U由表中結(jié)果可知電壓Uab的表達(dá)式可能是（選項中的字母k為比例系數(shù)）（）A . kB . kBI 2C. kBID. kB2I3. （4分）如圖甲所示為一款兒童電動汽車，該款電動汽車的

3、部分參數(shù)如圖乙所示，則下列說法正確的是（A ,電機的輸入功率等于 54WB.電源規(guī)格中的4.5A?h, A?h是電荷量的單位C.電機線圈的電阻為 6 aD.行駛過程中電機突發(fā)故障，被卡住無法轉(zhuǎn)動，此時通過電機的電流為2A4. （4分）在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，緊貼邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，把它們與電池的兩極相連池的兩 極相連，圓柱形電極接電源負(fù)極，圓環(huán)形電極接電源正極。然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水。如果把玻 璃皿放在蹄型磁鐵的磁場中（如圖），液體就會旋轉(zhuǎn)起來。下列說法正確的是（）A.導(dǎo)電液體之所以會旋轉(zhuǎn)，是因為發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.俯視發(fā)現(xiàn)液體順時針旋轉(zhuǎn)，說明蹄型磁鐵下端是S極，

4、上端是N極C.讓蹄型磁鐵翻轉(zhuǎn) 90° ,使磁場方向水平，液體的旋轉(zhuǎn)效果不變D.液體旋轉(zhuǎn)后，可以用歐姆定律計算導(dǎo)電液體的電阻5. （4分）在如圖所示的 U -I圖象中，直線I為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線 II為某一電阻伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖象可知（）A .電源的電動勢為 3V,內(nèi)阻為2 aB.換用阻值更大的電阻后，電源的輸出功率變大C.電源的總功率為 18WD.電源的效率約為 66.7%6. （4分）如圖所示，速度選擇器中磁感應(yīng)強度大小為B和電場強度大小為 巳 兩者相互垂直。一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過速度選擇器后從狹縫P進(jìn)入另一

5、磁感應(yīng)強度大小為B'的勻強磁場，最后打在平板S的D1D2A .速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里B.通過狹縫P的帶電粒子速度為 v=B/EC.打在D1、D2處的粒子在磁場 B'中運動的時間都相同D.帶電粒子打在平板 S上的位置越靠近 P,粒子的比荷越大7. （4分）如圖所示，虛線 a、b、c代表電場中的三個等勢面，實線為一帶電粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這三條軌跡上的三點，由此可知（）A.帶電粒子在P點時的速度大于在 R點時的速度B.帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能大C.帶電粒子在 R點時的動能比在 Q點時的大，比在P點時的小D.帶電粒子在

6、 R點的加速度小于在 P點的加速度8. （4分）如圖所示，三個帶電細(xì)棒組成一個等邊三角形abc,三個細(xì)棒上的電荷均勻分布且?guī)щ娏肯嗟?。其?ab棒帶正電荷。ac棒和bc棒都帶負(fù)電荷。已知ab棒在三角形abc的幾何中心處產(chǎn)生的電場強度為E.則三角形abc的幾何中心處的電場強度的大小和方向為（A. （IVS+D E,指向 c 點B. （J&+1） E,平行于 ab 邊C. E,平行于ab邊D. 2E,指向c點9. （4分）在如圖所示的電路中，a、b為兩個完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)較大而直流電阻可以忽略的線圈，R為固定電阻，E為電源，S為開關(guān)。關(guān)于兩燈泡點亮和熄滅的下列說法正確的是（）A.

7、合上開關(guān),a先亮，b后亮；穩(wěn)定后a、b一樣亮B.合上開關(guān),b先亮，a后亮；穩(wěn)定后a比b亮一些C.斷開開關(guān),b立即熄滅、a閃亮后再漸漸熄滅D.斷開開關(guān),b閃亮后再與a一起漸漸熄滅10. （4分）兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為 L.底端接阻值為 R的電阻。將質(zhì)量為 m的金屬棒懸掛在一B的勻強磁場垂直，如圖所示。個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為除電阻R外其余電阻不計。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（A.金屬棒做往復(fù)運動，當(dāng)彈簧彈力與重力相等時速度達(dá)到最大值B.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gI n 2C.金屬棒的速度為 v時，所受合外力的大小為

8、 F二 ="D.從釋放到最終金屬棒靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量11. （4分）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10: 1, A、V均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減?。是理想線圈、D是燈泡。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是（ ）明甲M乙A.交流電的頻率為100HzB .電壓表的示數(shù)為 22VC.當(dāng)光照增強時，電流表的示數(shù)變小D.若原線圈接入的電壓最大值不變，周期由 0.02s變?yōu)?.04 s,則燈D變亮12. （4分）如圖所示線圈面積為0.05m2,共100匝，線圈總電阻為 r=1Q,外電阻R=9Q,

9、線圈處于B=-T的勻強磁場中。當(dāng)線圈繞軸以轉(zhuǎn)速n = 300r/min勻速轉(zhuǎn)動時，下列判斷正確的是（）A .線圈從圖示位置開始計時，電動勢的瞬時表達(dá)式為e=100sin （10 4） VB.電流表的示數(shù)為10A,電壓表的示數(shù)為 90VC.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180。的過程中，通過電阻R的電荷為CJ VD.線圈勻速轉(zhuǎn)一圈的過程中產(chǎn)生的總熱量為100J、解答題（共2小題，滿分13分）13. （4分）在研究平行板電容器的電容大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，用如圖所示裝置進(jìn)行操作，首先給電容器的兩個極板充電，然后斷開電源:(1)使電荷量和正對面積一定，增大兩板間距離，則靜電計指針偏角將(填“變大”、“變小”

10、或“不變")(2)使電荷量和兩板間距離一定，向上平移左板以減小正對面積，則靜電計指針偏角將(填“變大”、“變小”或"不變”)(3)使電荷量、兩板間距離及正對面積一定，在兩極板間放入石蠟，則靜電計指針偏角將(填“變大”、14(填“變大”、“變小”或"不變”). (9分)某同學(xué)想設(shè)計一個測量金屬棒電阻率的實驗方案，實驗室提供的器材有:A .電流表 A1 (內(nèi)阻 Rg=100Q,滿偏電流Ig=5 mA)B.電流表A2 (內(nèi)阻約為10,量程為0.3A)C.定值電阻R0=900QD.滑動變阻器R1 (2 kQ,2A)E.滑動變阻器R2 (100Q,2A)F.干電池組(6v,

11、 0.05 Q,允許通過的最大電流為0.5A)G. 一個開關(guān)和導(dǎo)線若H.螺旋測微器，游標(biāo)卡尺mm；如圖乙，用20分度游標(biāo)卡尺測金屬棒長度為cm1020cmQo(2)用多用電表粗測金屬棒的阻值：用“X 1Q”擋，指針靜止時如圖丙所示，則金屬棒的阻值約為30（3）該同學(xué)根據(jù)提供的器材，設(shè)計了實驗電路。為了保證實驗電路的安全及操作方便，應(yīng)該選用的滑動變阻器是 （填" R1 "或" R2 ”）。請在虛線框中畫出你設(shè)計的實驗電路圖。（4）該同學(xué)測得電流表 Ai示數(shù)為4.32 mA,電流表A 2示數(shù)為0.250A ,則金屬棒電阻 Rx=（保留三位 有效數(shù)字）。三、計算題（本題

12、共4小題，共39分。解答過程應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的 不能彳#分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位 ）15. （8分）如圖所示，兩個分別用長l=13 cm的絕緣細(xì)線懸掛于同一點的相同球形導(dǎo)體（體積可以忽略），帶有等量同種電荷。由于靜電斥力，它們之間的距離d= 10 cm.已知每個球形導(dǎo)體的質(zhì)量是m = 6.0 g,重力加速度g=10 m/s2,靜電力常量 k=9.0X109 n. m2/C.求：（1）細(xì)線上的張力Ft；（2）球形導(dǎo)體所帶的電荷量q。16. （9分）水平直線 MN上方有垂直紙面向里的足夠大的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B,正、負(fù)電子同

13、時從MN邊界O點以與MN成45°角的相同速度 v射入該磁場區(qū)域（電子質(zhì)量為m,電量為e）,正、負(fù)電子間的相互作用忽略不計，經(jīng)一段時間后從邊界MN射出。求：（1）它們從磁場中射出時，出射點間的距離x;（畫出電子運動的軌跡圖）（2）它們從磁場中射出的時間差 toxxxxxxxxXXXXXXXKXXKXXXXXVx xx x x xM oFT17. (10分)如圖所示，由光滑絕緣材料制成的四分之三圓弧軌道ABCD圓心為O.半徑為r。軌道端點A在圓心0的正上方，端點D與圓心等高。圓弧軌道ABC部分置于豎直向下的勻強電場中，勻強電場的電場強度 £=晅.重力加速度為g?，F(xiàn)從D點正上方某

14、處釋放一個帶正電的小球(可視為質(zhì)點) ，小球質(zhì)量為 m,帶電量為q。該小 球在D點進(jìn)人軌道釋放一個帶正電的小球(可視為質(zhì)點) ，小球質(zhì)量為 m,帶電量為q。該小球在D點進(jìn)入軌道 內(nèi)側(cè)后，沿軌道運動到 A點時對軌道的的壓力恰好為零。求：(1)釋放點距D點的高度；(2)小球剛進(jìn)入電場時對軌道的壓力。18. (12分)如圖甲所示，固定放置在水平桌面上的兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L=1 m.質(zhì)量為m = 1 kg的直導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌左端與阻值R= 4a的電阻相連，其余電阻不計。整個裝置放在豎直向上的勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B = 2T.在t= 0時，一水平向右的恒定拉力F垂直作用

15、于直導(dǎo)體棒，使直導(dǎo)體棒由靜止開始向右做直線運動，圖乙是描述導(dǎo)體棒運動過程的v-t圖象(設(shè)導(dǎo)軌足夠長)。求：(1)拉力F的大小；(2) t=1.6 s時，導(dǎo)體棒的加速度大小 a；(3)前1.6 s內(nèi)導(dǎo)體棒的位移x。,W(nvs")2019-2020學(xué)年河南省鄭州市高二（上）期末物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題 體題共12小題，每小題4分，共48分。每小題給出的四個選項中，第18.小題只有一個選項正確，第912小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得 2分，有選錯或不答的得 0分）1 .【解答】解：A、真空中點電荷的電場強度公式是E=k-L,均勻帶電球體球心處的電場強度也

16、可以用該公式計r算，但結(jié)果為0,故A錯誤。B、據(jù)電勢差的定義式 Uab=_可知，帶電量為1C負(fù)電荷，從a點移動到b點克服電場力做功為 1J,即電場q力做功為-1J,則a、b點的電勢差為1V,故B正確。C、根據(jù)電場強度的定義式 E =工可知，電場中某點的電場強度由電場本身決定，與試探電荷所受的庫侖力無關(guān)，故C錯誤。D、磁感應(yīng)強度的定義式 B = J1滿足的條件是通電導(dǎo)線與磁場垂直，若長度為1m的直導(dǎo)體棒中通過1A的電流，-L J-d垂直放在勻強磁場中受到的安培力為1N,就說明磁感應(yīng)強度一定是 1T,故D錯誤。故選：B。2 .【解答】解：由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)控制電流 I相同時，電壓 U與磁感應(yīng)強度

17、B成正比，當(dāng)控制磁感應(yīng)強度B相同時，則有電壓 U與電流I成正比，綜合所述可知，電壓可能與電流，或磁感應(yīng)強度成正比，即Uab= kBI,故C正確，ABD錯誤。故選：Co3 .【解答】解：A、由參數(shù)可知電動機正常工作時的電流為2A,額定電壓為12V,所以電動機的輸入功率為 P = 24W,故A錯誤。B、A?h是表示電流單位與時間單位的乘積，是電荷量的單位，故 B正確。C、由題給條件不能計算出電動機的電阻，因為電動機是非純電阻，不能用歐姆定律計算阻值，故C錯誤。D、因為不知道電動機線圈電阻，所以無法計算電機故障時的電流，故 D錯誤。 故選：B。4 .【解答】解：A、導(dǎo)電液體之所以會旋轉(zhuǎn)，是因為通電液

18、體受到了安培力作用，故 A錯誤。B、若磁場方向垂直紙面向下，據(jù)左手定則，液體順時針轉(zhuǎn)動，故 B正確。C、讓蹄型磁鐵翻轉(zhuǎn) 90。，使磁場方向水平，根據(jù)左手定則，液體受到豎直方向的安培力，液體沒有旋轉(zhuǎn)效果，故C錯誤。D、此電路為非純電阻電路，不滿足歐姆定律，故D錯誤。故選：B。5 .【解答】解：A、根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E- Ir,當(dāng)1 = 0時，U = E,由讀出電源的電動勢 E=3V,內(nèi)阻等于圖線的斜率大小，則 r= LL = -|-Q=0.5Q,故A錯誤。B、電阻的U- I圖線的斜率等于電阻，則電阻R=i- = -Q= 1 Q,當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，換用阻值更大的電阻后，

19、電源輸出功率變小，故 B錯誤。C、兩圖線的交點表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時工作狀態(tài)，由圖讀出電壓 U=2V,電流I = 2A,電源的總功率 P= EI = 6W,故C錯誤。D、電源的效率 100% = 66.7%,故D正確。故選：D。6 .【解答】解：A、帶電粒子在磁場中向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，知該粒子帶正電，而速度選擇器中正電荷受到電 場力向上，因些磁場方向垂直紙面向外，故 A錯誤：B、粒子經(jīng)過速度選擇器時所受的電場力和洛倫茲力平衡，有：qE = qvB .則v= ,故B錯誤；BC、所有打在A1A2上的粒子，在磁場 B'中做勻速圓周運動，運動的時間等于t=，丁=空四，則1

20、=烏匚，2 qBqB與帶電粒子的比荷有關(guān)，故 C錯誤；D、經(jīng)過速度選擇器進(jìn)入磁場 B'的粒子速度相等，根據(jù) r =一黑一知，粒子打在 AlA2上的位置越靠近 P,則半徑qB越小，粒子的比荷越大，故 D正確。故選：D。7 .【解答】解：ABC、假設(shè)粒子從 Q經(jīng)R到P,已知等勢面，根據(jù)電場線與等勢面垂直分別作出R點和P點的電場線和速度的大致方向如圖所示:以及速度的方向為軌跡的切線方向，從根據(jù)曲線運動中軌跡運動的合力指向內(nèi)側(cè)且電場力與電場線在同一直線,P的速度大小和動能都大而判斷從R到P的過程電場力做功正功，電勢能減小，動能增加，速度大小增加，故A正確，BC錯誤。于R,但電勢能小于 R;因為

21、R和Q點都在同一等勢面上，故其電勢能和動能都相等，故D、根據(jù)等勢面越密場強越大，加速度越大，故R點的加速度大于在 P點的加速度，故 D錯誤。故選：A。8 .【解答】解：根據(jù) ab棒在三角形abc中心形成電場強度為 E,那么ac、bc在三角形abc中心形成電場強度大小也為E;再根據(jù)圖象可知，將電場強度進(jìn)行矢量和，得到最終結(jié)果為2E,方向指向c點。故D正確，ABC錯誤。9 .【解答】解：A、B、燈b與電阻R串聯(lián)，當(dāng)電鍵 S閉合時，燈b立即發(fā)光。通過線圈 L的電流實然增大，穿過線圈的磁通量增大， 根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，a逐漸亮起來

22、。所以 b比a先亮。由于線圈直流電阻忽略不計，當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時，a燈電流大于b燈的電流，所以穩(wěn)定后 a比b亮一些，故A錯誤，B正確；C、D、穩(wěn)定后當(dāng)電鍵斷開后，由于自感效應(yīng)，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源，與燈泡a、b和電阻R構(gòu)成閉合回路放電，由于穩(wěn)定時a燈的電流大于b燈泡的電流，故a逐漸變暗，b先閃亮一下，最后一起熄滅，故C錯誤，D正確；故選：BD。10 【解答】解：A、金屬棒做往復(fù)運動，當(dāng)彈簧彈力與重力第一次相等時速度達(dá)到最大值，故A錯誤;B、金屬棒釋放瞬間，速度為零，感應(yīng)電流為零，由于彈簧處于原長狀態(tài)，因此金屬棒只受重力作用，故其加速度的大小為g,故B正確；C、當(dāng)金屬棒的速度為

23、v時，E=BLv,安培力大小為：F=BIL=-,導(dǎo)體棒還受到重力、彈簧的的彈力,K故C錯誤；D、從釋放到最終金屬棒靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量與彈性勢能增加量之和，故D錯誤。故選：B。11 【解答】解：A、原線圈接入如圖乙所示，T= 0.02s,所以頻率為f=* = 50 Hz,故A錯誤。B、原線圈接入電壓的最大值是 2206V,所以原線圈接入電壓的有效值是U = 220V,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10: 1,所以副線圈電壓是 22V,電壓表測得是副線圈兩端的電壓，所以V的示數(shù)等于22V,故B正確。C、R阻值隨光強增大而減小，根據(jù)1 =衛(wèi)知副線圈電流增加，副

24、線圈輸出功率增加，根據(jù)能量守恒定律，所以R原線圈輸入功率也增加，原線圈電流增加，所以電流表A的示數(shù)變大，故 C錯誤。D、若原線圈接入的電壓最大值不變，周期由0.02s變?yōu)?.04 s,則頻率變小，感抗減小，燈D變亮，故D正確。故選：BD。12 .【解答】解：A、線圈的角速度為：co=2m=10Ttrad/s,感應(yīng)電動勢的最大值為：Em = nBS 3= 100V ,則從線圈處于中性面開始計時，電動勢的瞬時值表達(dá)式為：e=Emsinwt= 100sin （10日）V,故A正確。B、電路中電流的有效值為：I = /, E= 5"，代入解得：I = 5A,即電流表讀數(shù)為5«A.電

25、壓表讀數(shù)為U = IR = 45V2V,故 B 錯誤。C、線圈轉(zhuǎn)過180。的過程中，通過電阻的電荷量為：q=n=M2BE =JLc,故C錯誤。R+r R+r 兀D、線圈勻速轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的總熱量為：Q=I2RT=I2R2±= 100 J,故D正確。故選：AD。二、解答題（共2小題，滿分13分）國13 .【解答】解：（1）使電荷量和正對面積一定，增大兩板間距離，根據(jù)電容的決定式C=- 可知，C減小，4 兀 kd|根據(jù)電容的定義式 C=y-可知，兩板間的電壓增大，所以靜電計指針偏角將變大。（2）減小正對面積，根據(jù)電容的決定式C=4,；d可知,C減小，根據(jù)電容的定義式 C=,可知，兩板間的電壓

26、變大，所以靜電計指針偏角將變大。國（3）使電荷量、兩板間距離及正對面積一定，在兩極板間放入石蠟，？增大，根據(jù)電容的決定式 C=可4兀kd知，C變大，根據(jù)電容的定義式 C=1可知，兩板間的電壓減小，所以靜電計指針偏角將偏小。故答案為：（1）變大 （2）變大（3）變小，變大。14.【解答】解：（1）金屬絲的直徑為 d=5.5mm+16.0 x 0.01mm= 5.660mm ,長度為 l = 124mm+5 x 0.05mm = 124.25mm = 12.425cm。（2）金屬棒的阻值約為 R=17X1 Q=17QO（3）由于題目中沒有給出電壓表，顯然是用電流表A1與R0串聯(lián)后組成電壓表，為操作

27、方便滑動變阻器采用限流接法,設(shè)計的電路圖如圖所示,TT I (R +R )-3317.6a(4)由電路連接及歐姆定律可求出金屬棒的電阻為Rx=/= ± 0_L_ = 4-32X 10_3-I兄 12Tl (250-4.32)X 10-3故答案為：(1) 6.660, 12.425 (2) 17 (3)如圖所示 (4) 17.6。三、計算題（本題共4小題，共39分。解答過程應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的 不能彳#分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位 ）15 .【解答】解：（1、2）帶電金屬小球在重力、庫侖力和細(xì)線的拉力作用下，處于平衡狀態(tài)，受力如圖所示:m= 6g= 0.006kg , d = 10cm = 0.1m, l = 13cm = 0.13m,根據(jù)幾何關(guān)系可知,sin由共點力平衡條件可知:FT=ZS'="065N。F= mgtan 0=0.025N 。又由庫侖定律:代入可解得：q= X 1 0"7C°答：（1）細(xì)線上的張力為 0.065N。（2）球形導(dǎo)體所帶的電荷量為10-7C°316 .【解答】解：（1）根據(jù)左手定則可知