2020-2021学年甘肃省兰州市第二十七中学高二上学期期末考试物理试题 Word版

兰州市第二十七中学2020-2021学年高二上学期期末考试

 物 理 试 卷

一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分。选对的得3分，有选错或不答的得0分）

1．下列说法正确的是(　 　)

A．运动电荷在磁场中一定受到磁场力

B．把负电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB<0

C．根据公式E=F/q可知，电场中某点场强的大小跟电场力的大小成正比，跟放入该点的点电荷的电量成反比

D．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向

2．悬挂的线圈与条形磁铁位于同一平面内，当线圈中通入逆时针方向电流的瞬间，线圈将（　  ）       

A．发生转动，同时靠近磁铁  

B．发生转动，同时远离磁铁

 C．不发生转动，只靠近磁铁 

D．不发生转动，只远离磁铁

3.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U；现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（   ）

A．I1增大，I2不变，U增大     

B．I1减小，I2增大，U减小

C．I1增大，I2减小，U增大     

D．I1减小，I2不变，U减小

4、将三个不同的电源1、2、3的U-I图线画在同一坐标轴上，如图所示，其中1和2平行，它们的内阻分别是r1、r2、r3,电动势分别是E1、E2、E3,则它们间的关系是(   )

A、r1=r2＜r3  E1﹥E2=E3        

B、r1﹥r2﹥r3  E1=E2＜E3

C、r1﹥r2=r3  E1＜E2=E3        

D、r1=r2﹥r3   E1=E2﹥E3

5 ．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V的直流电源上.有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表的示数为8 V.如果把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（　  ）

A.小于4 V　　　　　　　　　　　　  

B.等于4 V

C.大于4 V而小于8 V      

D.等于或大于4 V

6．如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段(　　)

A．a、b一起运动的加速度减小 

B．a、b一起运动的加速度增大

C．a、b物块间的摩擦力不变 

D．a、b物块间的摩擦力增大

7.一个电流表的满偏电流Ig=1 mA，内阻为200Ω.要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表，则应在电流表上（　　）

A.并联一个200Ω的电阻     

B.并联一个0.4Ω的电阻

C.串联一个0.4Ω的电阻     

D.串联一个200Ω的电阻

8．如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)  (    )

A． qBR/2m                      

B． qBR/m

C． 3qBR/2m                      

D． 2qBR/m

9．如图所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为，且PR＝2RQ = 2r。则(　 　)

A．q1＝2q2      

B．q1＝4q2

C．q1＝－2q2     

D．q1＝－4q2

10．在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示。由此可见(　　)

A．电场力为2mg

B．小球带正电

C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等

二、多项选择题（共5小题，每小题4分，共20分。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

11．对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是(　　)

A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R

B．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为R/4

C．加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，则在任意状态下的U/I的值不变

D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象

12．如图所示，Q是一个正点电荷，ab是水平放置的光滑绝缘杆，杆上套着一个带负电的环p，它们在同一竖直平面内，把环从a端由静止释放，在环从a端向b端滑动过程中（   ）

A．环做匀速运动   

B．环经Q的正下方时加速度最大

C．电势能先减少后增加 

D．环的速度先增大后减少

13如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是(　　)

A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直

C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1︰1︰

D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为︰︰1

14．如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，D形盒半径为R。用该回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电周期为T。(粒子通过狭缝的时间忽略不计)，则(　  　)

A．质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为T

B．质子被加速后的最大速度可能超过

C．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

D．不改变B和T，该回旋加速器也能用于加速α粒子

15.如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，电子能够射出，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（     ）

A.使U1增大到原来的2倍            

B.使U2增大为原来的2倍

C.使偏转板的长度减小为原来的1/2    

D.使偏转板的距离减小为原来的1/2

三、实验题（16题6分，17题12分，本题共18分）

16.( 6分)在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R。

(1) 先用多用电表的欧姆“×1”挡粗测其电阻， 示数如图所示，则电阻丝的电阻约

为          Ω。

(2) 用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为　　　　mm。

(3)若用图乙所示电路测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。

17．（12分）用伏安法测量某一小灯泡的伏安特性曲线，现有实验器材如下：

  A．小灯泡（额定电压2.5V．额定电流0.3A）

  B．电流表（量程0.6A，内阻约0.125Ω）

  C．电流表（量程3A，内阻约0.025Ω）

  D．电压表（量程3V,内阻约6-3kΩ）

  E．滑动变阻器(0-10Ω)

  F．滑动变阻器(0-2000)

  G．电源（电动势3V,内阻不计）

  H．开关和导线若干

(1)为了方便测量且测量结果尽量准确，电流表应选_    ___；滑动变阻器应选_    __.选填器材前的字母）

(2)为了获得更准确的伏安特性曲线，实验电路应选用图中的_    __（填字母代号）.

 (3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片的位置，发现电压表的示数逐渐增大，但电流表指针却几乎不动，电路的故障可能为_________________.

(4)读出图中的电压表和电流表的示数，并将该组数据标注在图的I-U坐标系中，然后画出小灯泡的I-U曲线

(5)将本实验中的小灯泡两端加2.5V的电压，则小灯泡的实际功率约为__    _W;若直接接在电动势为2.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端，则小灯泡的实际功率约为__   _W.（结果均保留两位有效数字）

四、计算题（本题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，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。）

18． (8分)电动机与电阻并联在电池组两端，如图所示.已知电动机线圈电阻r0=0.2Ω，电阻R=4Ω，电池组内阻r=1Ω.当开关S断开时，电阻功率P1＝36 W；当S闭合时，电阻功率为P2=16W。求：

（1）电池组的电动势；

（2）开关S闭合时，电动机输出的机械功率.

19．(10分)如图所示，通电直导线ab质量为m，水平地放置在倾角为θ的光滑导轨上，导轨宽度为L，通以图示方向的电流，电流大小为I，要求导线ab静止在斜面上。

(1)若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？

(2)若要求磁感应强度最小，则磁感应强度的大小和方向如何？

20.(14分）在平面直角坐标系xoy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于直角坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y 轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示，不计粒子的重力，求：

（1）M、N两点间的电势差UMN；

（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；

（3）粒子从M点运动到P点的总时间。

物理答案

1B   2A  3B   4A    5A     6A   7B    8 B    9D    10D

11   BD   12CD   13BC   14AC   15BD 

16  6     0.695-0.697     偏小

17．B  E  B    灯泡断路    0.75     0.38~0.41

18.E=15V     P=35W

19答案：(1)　(2)　方向垂直斜面向上

解析：(1)若磁场方向竖直向上，从a向b观察，导线受力情况如图所示。

由平衡条件得：

在水平方向上：F－FNsinθ＝0，

在竖直方向上：mg－FNcosθ＝0，

其中F＝BIL，联立可解得：B＝。

(2)若要求磁感应强度最小，则一方面应使磁场方向与通电导线垂直，另一方向应调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小。

如右图，由力的矢量三角形法则讨论可知，当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小，对应的磁感应强度最小，设其值为Bmin，则BminIL＝mgsinθ，

Bmin＝。

根据左手定则知，该磁场方向垂直斜面向上。

20. 解：（1）如图所示为带电粒子的运动轨迹，设粒子过N点时的速度为v，由

得    

粒子从M点运动到N点的过程，由动能定理有

  解得：  

（2）粒子在磁场中以O′为圆做匀速圆周运动，半径为O′N

由   得    

（3）设粒子在电场中运动的时间为t1,有  

由几何关系得   

解得：  

设粒子在磁场中运动的时间为t2，有

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 

解得：  

所以粒子从M点运动到P点的总时间