河北省石家庄市2019-2020学年高二（上）期末物理试题

这是一份河北省石家庄市2019-2020学年高二（上）期末物理试题，共11页。试卷主要包含了本试卷分为I卷两部分，共6页， 回旋加速器的原理如图所示， 质谱仪的工作原理如图所示， 1等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.本试卷分为I卷（选择题）和II卷（非选择题）两部分，共6页。
2.时间90分钟，满分100分，请在答题纸上作答。
第I卷（选择题）
一、选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求；第9~12小题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 在物理学发展过程中，下列叙述符合史实的是（ ）
A. 安培首次测出了静电力常量的数值
B. 法拉第首次发现了电磁感应现象
C. 库仑首次在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电与磁之间存在必然联系
D. 法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【答案】B
2. 如图所示，真空中M、N为x轴上的两点且关于y轴对称，它们之间的距离为2.0m，P点为y轴上一点，PMN构成一正三角形。固定于M、N两点的点电荷、，已知静电力常量，则下列说法正确的是（ ）
A. P点的场强方向沿y轴正向
B. 两点电荷间的库仑力大小为1.8×10-2N
C. 两点电荷在P点形成电场的合场强大小为
D. 若在P点放置的点电荷，该电荷受到的电场力为9×10-3N
【答案】D
3. 如图所示，在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，固定一长为L的导线弯成六分之一圆弧，O为圆心，两端点A、C连线竖直。若给导线通以由A到C电流强度大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向为（ ）
A. ILB，水平向左B. ILB，水平向右
C. ，水平向右D. ，水平向左
【答案】D
4. 如图所示，圆形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合且半径相等，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动过程中下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈a的磁通量变大
B. 俯视观察，线圈a中产生逆时针方向感应电流
C. 线圈a对水平面的压力减小
D. 线圈a有收缩的趋势
【答案】C
5. 如图所示，在匀强电场中有O、A、B三点，，O点电势为5V、A点电势为0，OA与OB的夹角为，A、B在同一条竖直线上。现有一带电粒子从A点沿AO方向射入电场，经过B点时的动能与在A点时的动能相同。不计粒子重力，粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向垂直AB向右
C. 粒子能经过O点
D. 粒子由A点运动到B点过程中，电势能先减小后增大
【答案】B
6. 用一根横截面积为S、电阻率为ρ的导线做成一个半径为r的团合圆环，圆环固定，ab为圆环的一条直径，如图所示。在ab的左侧存在一垂直纸面向里的匀强感场，磁场垂直圆环所在平面，磁感应强度大小为2T。若磁感应强度大小随时间均匀减小至0，其变化率大小为0.5T/s。此过程中（ ）
A. a、b两点间的电势差大小为
B. 圆环中感应电动势的大小为
C. 圆环中感应电流大小为
D. 圆环产生的焦耳热为
【答案】A
7. 回旋加速器的原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的一初速度为0的带电粒子在两盒之间被电场加速，经多次回旋，粒子被加速到最大动能Ek。不计粒子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A. 交流电源的周期T必须等于该粒子在D形盒中运动周期的2倍
B. 若仅增大交变电压U，该粒子的最大动能Ek将增大
C. 该粒子第3次被加速前、后做圆周运动的轨道半径之比为
D. 该粒子运动周期不断增大
【答案】C
8. 如图所示，在平面直角坐标系第二象限的OCDE矩形区城内存在沿y轴负方向的匀强电场（未画出），第四象限的OHGF矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），磁感应强度为B。带正电粒子从D点以某一速度v0沿x轴正向飞入电场，恰好从坐标原点O飞入磁场，经过一段时间，粒子最终从H点飞出磁场。已知OE=OH=2OC=2OF=2L，E、H两点位于x轴上，不计粒子重力。则粒子的比荷为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
9. 在如图所示电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关。关于三盏灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S瞬间，b、c灯先亮，a灯后亮
B. 闭合开关S稳定后，a、b灯一样亮
C. 断开开关S瞬间，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭
D. 断开开关S瞬间，c灯马上熄灭，a、b灯一起缓慢熄灭
【答案】ABD
10. 质谱仪的工作原理如图所示。一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过速度选择器，而后通过平板S上的狭缝P进入另一垂直纸面向外的匀强磁场，最终打在A1A2上。下列说法正确的是（ ）
A. 沿直线通过速度选择器的带电粒子速率不同
B. 若速度选择器中电场方向水平向右，则磁场方向一定垂直纸面向外
C. 粒子打在A1A2的位置越靠近P，粒子的比荷一定越大
D. 所有打在A1A2上的粒子，在平板S下方的磁场中运动时间都相同
【答案】BC
11. 如图所示为汽车中简化的启动电路。已知蓄电池的电动势为12V，只闭合S1时，电流表示数为5A，电压表示数为11.8V，再闭合S2启动电动机工作时，电流表示数变为3A，电流表和电压表均为理想电表，不考虑车灯电阻随温度变化，则（ ）
A. 蓄电池的内阻为0.04ΩB. 闭合S2后电压表示数为4.92V
C. 通过启动电动机的电流为120AD. 启动电动机的线圈电阻为0.59Ω
【答案】AC
12. 如图所示、电源电动势E=6V内阻不计，电阻R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，电容器电容C=4μF，下列说法正确的是（ ）
A. S断开时电容器的电压为2V
B. S断开时电容器a极板带正电
C. S闭合电路稳定后，电容器b极板带负电
D. S闭合电路稳定后，电容器所带电荷量为8×10-6C
【答案】BD
第II卷（非选择题）
二、实验题：本大题共2小题，共16分。请将解答填写在答题纸相应的位置。
13. 某兴趣小组从一电视遥控器中取出一块电池，用图甲所示电路测量该电池的电动势E和内阻r，图中R0为定值电阻，其阻值为20Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电压U，根据测量数据作出图线，如图乙所示。
(1)根据图线可知该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；（结果均保留三位有效数字）
(2)实验中测得该电池的电动势E比真实值___________。（选填“偏大”或“偏小”）
【答案】 (1). 1.43（1.40~1.45） (2). 2.32（2.25~2.40） (3). 偏小
14. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竟有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。某研究性学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下：
(1)将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径，如图甲所示，其示数为___________mm；
(2)用已经调好的欧姆表“”挡，测量容器内水样的电阻Rx如图乙所示，测得的阻值为___________Ω；
(3)为了准确测量水样的电阻Rx，学习小组准备利用以下器材进行研究，实验要求测量尽可能准确。
A．电压表（0~3V，内阻约为1kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻约为2.5kΩ）
C．电流表（0~3mA，内阻约为40Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω）
E．滑动变阻器（阻值约200Ω）
F．蓄电池（电动势约为4V，内阻不计）
G．开关、导线若干
①实验中，电压表应选___________；电流表应选___________（选填器材前面的字母序号）。
②请将实物连接图补画完整_______。
【答案】 (1). 50.20 (2). 1200 (3). A (4). C (5).
三、计算题：本大题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图，在竖直平面内存在竖直向上匀强电场。长度为L的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、带电荷量为+q的小球，初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳的拉力为mg。已知重力加速度为g，小球可视为质点。
(1)求电场强度E和a、O两点的电势差UaO；
(2)若小球在a点获得一水平初速度，大小为，使其在竖直面内做圆周运动，求小球运动到最低点b时的速度大小。
【答案】(1)，；(2)
16. 如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为L、b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的金属杆，其质量为m，有效电阻阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向下的力拉金属杆，使金属杆从静止开始沿导轨向下做加速度为1.5g的匀加速直线运动，金属杆下降高度h的过程中b、c间电阻R产生的焦耳热为Q，已知重力加速度为g，不计导轨电阻。求：
(1)金属杆下降h时所受拉力F的大小；
(2)金属杆下降h过程中通过金属杆的电荷量；
(3)金属杆下降h过程中拉力做的功。
【答案】(1)；(2)；(3)
17. 如图所示，在坐标系xy的第一象限内，虚线OC与x轴正向的夹角为37°，OC的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，第四象限内存在方向垂直纸面向外的另一匀强磁场，磁感应强度大小未知，第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场。现有一带正电粒子从y轴上的A点，以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC射出，并从x轴上的P点（未画出）进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后又垂直于y轴进入第三象限的匀强电场，最后经x轴上的M点射出电场。已知OM=d，，不计粒子重力，，。求：
(1)带电粒子的比荷；
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(3)粒子在第四象限和第三象限运动的总时间t。
【答案】(1)；(2)；(3)
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