2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析） (II).doc

2019-2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析） (II)一、选择题： 1. 不带电的金属球A的正上方有一点B，该处有带电液滴自静止开始落下，到达A球后电荷全部传给A球，不计其他的影响，则下列叙述中正确的是()A. 第一液滴做自由落体运动，以后的液滴做变加速直线运动，而且都能到达A球B. 当液滴下落到重力等于库仑力位置时，速度为零C. 当液滴下落到重力等于库仑力位置时，开始做匀速运动D. 一定有液滴无法到达A球【答案】D【解析】第一滴液滴只受重力做自由落体运动，当液滴落到金属球上后，将会产生电场，以后液滴将受力向上的电场力作用而做变加速运动，随着球A液滴增多，带电量增大，空间产生的场强增强，以后液滴所受的电场力增大，这些液滴先加速后减速，就不一定能到达A球，故A错误；当液滴下落到重力等于电场力位置时，加速度为零，速度最大，当继续向下运动时电场力增大，电场力将大于重力，开始做减速运动，故BC错误；由上分析可知，当电场力做的负功大于重力做的正功时，液滴将不会到达A球，故D正确。所以D正确，ABC错误。2. 某空间存在着水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块，水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力情况的说法中，正确的是（）A. A对B的压力变小B. A、B之间的摩擦力保持不变C. A对B的摩擦力变大D. B对地面的压力保持不变【答案】B【解析】整体在水平方向上只受到F作用，所以AB的加速度不变，f=ma可得A受到的B给的向前的摩擦力不变，运动过程中A受到竖直向下的洛伦兹力，因为AB之间没有发生相对滑动，所以不影响AB之间的静摩擦力大小故B正确思路分析：整体在水平方向上只受到F作用，所以AB的加速度不变，f=ma可得A受到的B给的向前的摩擦力不变，试题点评：理解影响静摩擦大小的因素是做对本题的关键3. 如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小当一氧化碳气体浓度减小时，下列说法中正确的是（ ）A. 电压表V示数减小B. 电流表A示数减小C. 电路的总功率增大D. 变阻器R1的取值越小，电表示数变化越明显【答案】B【解析】试题分析：当一氧化碳气体浓度减小时，R增大，总电阻增大，则总电流减小，内电压减小，路端电压增大，可知，通过R1的电流增大，因此电压表V示数增大，通过变阻器的电流增大，则电流表A示数减小故A错误，B正确电路的总功率为 P=EI，E不变，I减小，则P减小，故C错误变阻器R1的取值越大，R1与R并联的阻值越接近R，R对电路的影响越大，则知变阻器R1的取值越大，电压表示数变化越明显故D错误故选B考点：电路的动态分析4. 两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线（方向未画出）如图所示，一电子在A、B两点所受的电场力分别为FA和FB，则它们的大小关系为（ ）A. FAFBB. FAFBC. FAFBD. 无法确定【答案】B【解析】试题分析：从电场线的疏密判断， A点的电场强度比B点的电场强度大，故EAEB根据电场力FqE知，FAFB，故B正确，ACD错误故选B考点：电场线；电场强度5. 质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是（ ）A. M带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对MN做正功D. M的运行时间大于N的运行时间【答案】A【解析】A项：根据洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向始终垂直速度方向，所洛伦兹力不做功，故A项错误；B项：由 得 由图可知M运动半径大于N的运动半径，所以M的速率大于N的速率，故B项错误；C项：根据洛伦兹力提供向心力，再由左手定则可知，M带负电，N带正电，故C项正确；D项：M、N在磁场中运行的时间都为 ，故D项错误。点晴：解决本题关键理解带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式 ，周期公式 ；注意利用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四个手指应指向负电荷运动的相反方向。6. 如图所示，已知R13k，R22k，R31k，I10mA，I16mA，则a、b两点电势高低和通过R2中的电流是()A. a比b高，7 mAB. a比b高，2 mAC. a比b低，7 mAD. a比b低，2 mA【答案】C【解析】根据欧姆定律得R1和R3两端的电压分别为U1=I1R1=61033103 V=18 V，则a点的电势比c点电势低18 V，U3=I3R3=(II1)R3=4 V，b点的电势比c点电势低4 V，所以a电势比b点电势低；R2两端的电压为U2=U1U3=14 V，通过R2中电流为，故选C。7. 如图所示，地面上空有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球带正电荷B. 小球受到的电场力与重力大小之比为C. 小球从A运动到B的过程中电势能增加D. 小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量【答案】C【解析】试题分析：根据题意，受力分析如图所示：由于小球沿直线运动，则合力与速度在同一直线上，故小球受到的电场力水平向左，故小球带负电，所以选项A错误；由图可知：，故小球受到的电场力与重力大小之比为，故选项B错误；由于小球从A到B电场力做负功，故电势能增加，故选项C正确；根据动能定理可知：，故选项D错误。考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电液滴从静止开始由A沿直线运动到B，是我们判定电场力方向的突破口，在今后的学习中我们经常用到要注意掌握。8. 如图所示，MN为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为，质量为m（不计重力）从P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（ ）A. 两板间电压的最大值B. CD板上可能被粒子打中区域的长度C. 粒子在磁场中运动的最长时间D. 能打到N板上的粒子的最大动能为【答案】BD【解析】粒子运动轨迹如图所示：A、当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，由几何知识得：，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，在加速电场中，由动能定理得：，解得：，故A错误；B、设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系：，解得：，根据几何关系可得粒子打中区域的长度：，故B正确；C、粒子在磁场中运动的周期为：粒子在磁场中运动的最大圆心角：，所以粒子在磁场中运动的最长时间为：，故C错误；D、当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能：，根据洛伦兹力提供向心力可得：，解得：，故D正确。点睛：本题是带电粒子在组合电场和磁场中运动的特殊情况：带电粒子先在电场中加速，后进入磁场做匀速圆周运动，由于加速电场的电压可变，导致进入磁场的速度变化、从而半径发生变化，要根据磁场区域的几何关系、根据选项的要求进入分析判断。9. 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a=1m、b=02m、c=02m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B=125T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U=1V且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力f=kLv，其中比例系数k=15Ns/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速下列说法中正确的是（ ）A. 金属板M电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多B. 污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响C. 污水的流量（单位时间内流出的污水体积）Q=016m3/sD. 为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为P=1500Pa【答案】CD【解析】试题分析：根据左手定则，知负离子所受的洛伦兹力方向向下，则向下偏转，N板带负电，M板带正电，则N板的电势比M板电势低，故A错误；最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：，解得：，与离子浓度无关，故B错误；污水的流速：，则流量，故C正确；污水的流速：；污水流过该装置时受到阻力：；为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压力差是60N，则压强差为，故D正确考点：考查了带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出正负离子的偏转方向，确定出前后表面电势的高低最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出两极板间的电压，以及求出流量的大小10. 电除尘器除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的下列表述正确的是 （ ）A. 到达集尘极的尘埃带正电荷B. 电场方向由集尘极指向放电极C. 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【答案】BD【解析】试题分析：由图示可知，集尘机电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故A错误，B正确电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故C错误；由F=Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确；故选BD考点：静电除尘【名师点睛】本题考查运用分析实际问题工作原理的能力，解题时，抓住尘埃的运动方向是突破口，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例。视频11. 如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称，已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判定正确的是 () A. M点处放置的是负电荷B. a点的场强与c点的场强完全相同C. a点的电势高于c点的电势D. 若将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】AC、因正电荷由a到c电势能增加，则电场力做负功，则电势升高故c点电势高于a点电势则M点为负电荷，故A正确，C错误；B、a点与c点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故B错误；D、将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，根据等势线分布图可知，电势先降低后升高，则电势能先减小后增大，电场力先做正功、后做负功故D正确；故选AD。12. 如图所示,AOB为一边界为圆的匀强磁场,O点为圆心,D点为边界OB的中点,C点为边界上一点,且CDAO。现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场（不计重力及粒子间的相互作用）,其中粒子1从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子2从C点沿CD射入,从某点离开磁场,则可判断A. 粒子2在B、C之间某点射出磁场B. 粒子2必在B点射出磁场C. 粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为32D. 粒子1与粒子2的速度偏转角度应相同【答案】BC【解析】粒子运动轨迹如图所示：A、粒子1从A点正对圆心射入，恰从B点射出，粒子在磁场中运动的圆心角为90，粒子轨道半径等于BO，粒子2从C点沿CD射入其运动轨迹如图所示，设对应的圆心为，运动轨道半径也为BO，连接、，是平行四边形，则粒子2一定从B点射出磁场，故A错误，B正确；C、粒子1在磁场中转过的圆心角，连接PB，可知P为的中点，由数学知识可知，两粒子的速度偏角不同，粒子在磁场中运动的周期：，两粒子的周期相等，粒子在磁场中的运动时间，的运动时间之比：，故C正确，D错误。点睛：本题考查了粒子在匀强磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，作出粒子运动轨迹、应用数学知识、周期公式即可正确解题。二实验题13. 某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率，进行如下实验：（1）首先用多用电表进行了电阻测量，主要实验步骤如下:A把选择开关扳到“10”的欧姆档上B把表笔插入测试孔中，先把两根表笔接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上C把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大D换用 “100”的欧姆档进行测量，随即记下欧姆数值E把表笔从测试笔插孔中拔出后，将选择开关旋至OFF档，把多用电表放回原处改正上述实验的两处操作错误；错误一_；错误二_；（2）分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图所示，则读数分别是L=_mm，d=_mm。（3）为使实验更准确，再采用“伏安法”进行电阻测量，下图中的两个电路方案中，应该选择图_。用实验中读取电压表和电流的示数U、I和（2）中读取的L、d，计算电阻率的表达式=_。【答案】 (1). 错误一：换用“1”的欧姆档 (2). 错误二：没有重新欧姆调零 (3). 237mm (4). 2795mm（2793mm-2797mm） (5). 乙 (6). 【解析】试题分析：当把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接，发现这时指针偏转较大时应换用“1”的欧姆档；换当后要重新调零；L2.3cm+0.1mm7=23.7mm，d=2.5mm+0.01mm29.5=2.795mm根据步骤可知，导体的电阻不过几十欧姆，阻值较小，故采用电流表外接电路，故选乙图；根据，可解得考点：测定导体的电阻率【名师点睛】此题是测量导体的电阻率的实验；对欧姆表的使用应注意关键的步骤：选档和调零，注意每次换挡后必须要调零；游标卡尺和螺旋测微器的读数是常考不衰的问题；注意掌握安培表内接法和外接法的条件.14. 某研究性学习小组利用如图所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.0的定值电阻R.(1)按照实物连线图在虚线框内画出实验电路图_：(2)闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数U，并计算出通过电阻箱的电流数值I，为了比较准确地得出实验结论，在坐标纸中画出了如下图所示的UI图象，由图象可得：E_V，r_.【答案】 (1). 如图所示： (2). 2.0 (3). 0.5【解析】试题分析：（1）根据实物图画出电路图：（2）电源的图像与纵轴的截距为电源电动势的数值，由图可知；由图可得,则。考点：测量电源电动势和内阻。.三、计算题15. 如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L04m，两板间距离d4103m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m4105kg，电量q1108C（g10 m/s2）问：（1）微粒入射速度v0为多少？（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）粒子刚进入平行板时，两极板不带电，粒子做的是平抛运动，则有：水平方向有：竖直方向有：解得。（2）由于带电粒子的水平位移增加，在板间的运动时间变大，而竖直方向位移不变，所以在竖直方向的加速度减小，所以电场力方向向上，又因为是正电荷，所以上极板与电源的负极相连，当所加电压为U时，微粒恰好从下板的右边缘射出，则有：，根据牛顿第二定律得：，解得：，故范围为。考点：带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】解得此类问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解；此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力。16. 如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=2.010-3kg、电荷量q=2.010-6C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x=6.0t -10t2，式中x的单位为m，t的单位为s。不计空气阻力，取g=10 m/s2。(1) 求匀强电场的场强大小和方向；(2) 求带电物体在00.5 s内电势能的变化量【答案】（1） 水平向左（2）210-2J【解析】试题分析：（1）由s=60t-10t2得加速度大小为：a=20m/s2根据牛顿第二定律：Eq=ma解得场强大小为：E=20104N/C电场强度方向水平向左（2）由x=60t-10t2得初速度为：v0=60m/s减速时间：t1=03s03s内经过的路程x1=v0t1-a1t2=09 m后02s物体做反向匀加速直线运动，经过的路程 x2=a2t2=04m物体在05s内发生的位移为x=09-04=05电场力做负功，电势能增加：Ep=qEx=210-2J考点：牛顿定律的应用；电势能17. 用磁场可以约束带电离子的轨迹，如图所示，宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大，磁感应强度方向垂直纸面向里，B1T。现有一束带正电的粒子从O点以v2106 m/s的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量q1.61019C，质量m3.21027kg。求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大？(2)粒子保持原有速度，又不从磁场上边界射出，则磁感应强度最小为多大？【答案】(1) (2) 2 T【解析】【试题分析】(1)根据粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，结合牛顿第二定律与几何关系，即可求解(2)根据粒子不从磁场上边界出射，其轨迹与上边界相切，画出运动轨迹图，根据半径公式，即可求解(1)带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图:则 即： 解得：R410-2 m 设粒子在磁场里运动轨迹对应的圆心角为，则： 解得： 由 和 所以带电离子在磁场里的运动时间： (2)粒子不从磁场上边界出射，其轨迹与上边界相切，如图:设最大半径为Rm，磁感应强度最小为Bm，则：Rm=d 由 得： 解得：Bm=2 T 【点睛】考查粒子在磁场中做匀速圆周运动，掌握牛顿第二定律的应用，注意正确画出运动轨迹图是解题的关键18. 某科研小组在研究电场时发现仅存于椭圆区域的一种匀强电场，如图所示，椭圆方程为。电场的场强为E、方向沿x轴正向。在坐标原点O处有平行于纸面沿y轴正方向发射出大量同种正离子(不计离子的重力及离子间的相互作用)，电荷量为q，这群离子的初速度包含从0到的各种速度，最大速度足够大，离子群在仅受电场力作用下离开电场区域，全部打在右侧垂直电场方向的荧光屏上，荧光屏中心在x轴上离椭圆中心O的距离为2R。求：(1)离子打在处的动能；(2)到达荧光屏上的所有离子中，最小的动能值；(3)到达荧光屏上动能最小的离子的位置。【答案】（1）（2）(3)【解析】（1）只有初速度为零的离子才能沿电场方向作匀加速运动，打在O处，由，当y=0时，x=所以 （2）离子垂直电场方向发射，做类平抛运动，有：y=v0t 有几何关系： 据动能定理，有 联立得： 处飞出的动能最小，Ekmin= (3) 由得，此时轨迹与椭圆的交点飞出椭圆时的速度方向与x轴正向夹角离子与荧光屏交点