2020-2021年廣東省廣州市五校（省實、廣雅、執(zhí)信、二中、六中）聯(lián)考高二上學(xué)期期末考試物理試卷(解析版)

2020學(xué)年第一學(xué)期高二期末省實、廣雅、執(zhí)信、二中、六中五校聯(lián)考試卷物理一、選擇題1.在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家都做出了重要的貢獻(xiàn)，他們也創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法。下列關(guān)于物理學(xué)史與物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是（）A.物理學(xué)中所有物理量都是采用比值法定義的B.元電荷、點電荷都是理想模型C.庫侖利用扭稱巧妙地實現(xiàn)了他對電荷間相互作用力規(guī)律的研究，并測出了靜電力常量的數(shù)值D.法拉第最早提出了“場”的概念【答案】D【解析】不同的物理量采用不同的方法，如加速度即不是比值定義法定義的，故A錯誤；理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的，點電荷是理想化模型，但元電荷不是理想化模型，故B錯誤；庫侖利用扭稱巧妙地實現(xiàn)了他對電荷間相互作用力規(guī)律的研究，卡文迪許測出了靜電力常量的數(shù)值，故C錯誤；法拉第最早提出了“電場”的概念，故D正確。故選D。2.把試探電荷放在某電場中的點，測得它受到的電場力為；再把它放到點，測得它所受的電場力為。再把另一電荷量為的試探電荷放到點，測得它受到的電場力也為。則（）A.B.C.電場強度跟試探電荷所受的力成正比，跟試探電荷的電荷量成反比D.電場強度跟試探電荷所受的力成反比，跟試探電荷的電荷量成正比【答案】A【解析】根據(jù)電場強度的定義式有，根據(jù)題意有，，，，，A正確、B錯誤；電場強度由場源電荷決定與試探電荷無關(guān)，CD錯誤。故選A。3.如圖所示，在邊長為的等邊三角形線框由三根相同的導(dǎo)體連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，設(shè)導(dǎo)體受到的安培力大小為，導(dǎo)體受到的安培力大小為，則為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由已知條件可知邊的有效長度與相同，等效后的電流方向也與相同，邊的電阻等于邊的電阻的兩倍，兩者為并聯(lián)關(guān)系，設(shè)中的電流大小為，則中的電流為，設(shè)的長為，由題意知，所以邊所受安培力為，方向與邊所受安培力的方向相同，故有，故C正確，ABD錯誤；故選C。4.如圖所示，在絕緣光滑水平面上的點固定正點電荷甲，帶負(fù)電的試探電荷乙（可看成點電荷）僅受甲的庫侖力作用沿橢圓軌道I運動，點是橢圓軌道的其中一個焦點。乙在某一時刻經(jīng)過點時因速度大小突然發(fā)生改變（電量不變）而進(jìn)入以為圓心的圓形軌道Ⅱ做勻速圓周運動，下列說法錯誤的是（）A.在甲電荷的電場中，軌道I上的各點，點的電勢最高B.乙在軌道I運動，經(jīng)過點時電勢能最大C.乙在兩個軌道運動時，經(jīng)過點的加速度大小相等D.乙從軌道I進(jìn)入軌道Ⅱ運動時，速度變小【答案】A【解析】電場線從正電荷出發(fā)到無窮遠(yuǎn)終止，根據(jù)正點電荷電場的分布規(guī)律是越靠近正電荷電勢越高。軌道I上的各點，點的電勢最低，故A錯誤，符合題意；負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大，所以乙球在軌道I運動時，經(jīng)過點時系統(tǒng)的電勢能最大，故B正確，不符合題意；乙球在兩個軌道運動時，經(jīng)過點時所受的庫侖力相等，則加速度相等，故C正確，不符合題意；乙球從軌道I進(jìn)入軌道Ⅱ運動時由離心運動變?yōu)閯蛩賵A周運動，必須減速，故D正確，不符合題意。故選A。5.兩位同學(xué)在實驗室利用如圖甲所示的電路測定定值電阻、電源的電動勢和內(nèi)電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭向某一方向移動時，一個同學(xué)記錄了電流表和電壓表的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄是電流表和電壓表的測量數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條直線。則圖象中兩直線的交點表示的物理意義是（）A.滑動變阻器的滑動頭滑到了最右端B.電源的輸出功率最小C.電源的效率達(dá)到最大值D.定值電阻上消耗的功率為【答案】D【解析】由題意可知上邊的直線表示電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系；下邊的直線表示電阻兩端的電壓隨電流的變化關(guān)系；交點處說明兩圖象表示的電流相等，并且電壓相等，故說明此時滑動變阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A錯誤；由圖可知，電源內(nèi)阻，當(dāng)電路中外電阻等于內(nèi)電阻時，電源輸出功率最大，但本題，改變滑動變阻器時無法達(dá)到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時滑動變阻器電阻減小時外電阻越接近內(nèi)電阻，此時電源輸出功率最大，故B錯誤；電源的效率，由此可知外電阻越大，則效率越大，可見滑動變阻器的阻值最大時效率最大，故C錯誤；由圖可知，此時電源的路端電壓為，電流為，定值電阻上消耗的電功，故D正確；故選D。6.如圖所示，為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于紙面的勻強磁場（未畫出）。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的點垂直于鋁板向上射出，從點穿越鋁板后到達(dá)的中點。已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變，不計重力。鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)帶電粒子在點時初速度為，從點穿過鋁板后速度為，則，，由題意可知，即，則，由洛倫茲力提供向心力，即，得，由題意可知，所以，故C正確。故選C。7.如圖所示為某電場中軸上電勢隨變化的圖像，在處由靜止釋放一個帶電粒子，粒子僅在電場力作用下，可沿軸運動到處，下列判斷正確的是（）A.該粒子帶正電B.從運動到的過程中，粒子的動能先增大后減小C.從運動到的過程中，粒子的加速度先減小后增大D若將該粒子在處由靜止釋放，僅在電場力作用下，該粒子能運動到處【答案】B【解析】根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，正半軸上場強方向向右，正半軸上場強方向向左，由題意可知，在處由靜止釋放一個帶電粒子，粒子僅在電場力作用下，可沿軸運動到處，則粒子帶負(fù)電，故A錯誤；粒子在正半軸上電場力做正功，負(fù)半軸電場力做負(fù)功，則從運動到的過程中，粒子的動能先增大后減小，故B正確；圖像斜率表示電場強度大小，能反映加速度大小，由圖可知，從運動到的過程中，粒子的加速度增大，故C錯誤；由動能定理可知，若將該粒子在處由靜止釋放，僅在電場力作用下，該粒子運動到處速度為，接著反向向左運動，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，圖甲為磁流體發(fā)電機(jī)原理示意圖，圖乙為質(zhì)譜儀原理圖，圖丙和圖丁分別為多級直線加速器和回旋加速器的原理示意圖，忽略粒子在圖丁的形盒狹縫中的加速時間，下列說法錯誤的是（）A.圖甲中，將一束等離子體噴入磁場，、板間產(chǎn)生電勢差，板電勢高B.圖乙中，、、三種粒子經(jīng)加速電場射入磁場，在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑最大C.圖丙中，加速電壓越大，粒子獲得的能量越高，比回旋加速器更有優(yōu)勢D.圖丁中，隨著粒子速度的增大，交變電流的頻率也應(yīng)該增大【答案】A、C、D【解析】將一束等離子體噴入磁場，由左手定則得，正離子向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向上偏轉(zhuǎn)，、兩板會產(chǎn)生電勢差，且板電勢高，故選項A說法錯誤，符合題意；質(zhì)譜儀中，粒子經(jīng)電場加速有，在磁場中運動時，洛倫茲力提供向心力，有，解得，由此可知在磁場中偏轉(zhuǎn)半徑最大的是比荷()最小的粒子，、、三種粒子電荷量相同，質(zhì)量最大，所以在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑最大，故選項B說法正確，不符合題意；粒子通過多級直線加速器加速，加速電壓越大，粒子獲得的能量越高，但要產(chǎn)生這種高壓所需的技術(shù)要求很高，同時加速裝置的長度也要很長，故多級直線加速器不一定比回旋加速器更有優(yōu)贄，故選項C說法錯誤，符合題意；在回旋加速器中帶電粒子經(jīng)過電場多次加速后，速度越來越大，在磁場中做勻速圓周運動的半徑，也會越來越大，而粒子在磁場中做圓周運動的周期，沒有變化，故交變電流的頻率不變，選項D說法錯誤，符合題意。故選ACD。9.通電長直導(dǎo)線周圍存在磁場，其磁感應(yīng)強度與導(dǎo)線中的電流強度成正比，與距導(dǎo)線的距離成反比。有四條垂直紙面且互相平行的固定長直導(dǎo)線，它們與紙面的交點分別為、、及，四點的連線構(gòu)成一個正方形。以正方形中心點為原點建立平面直角坐標(biāo)系，軸與邊平行，為邊的中點。已知四條導(dǎo)線中的電流大小相等，方向均指向外，與紙面交點為的導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度大小為，則下列敘述正確的是（）A.四條導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度大小為B.四條導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度等于零C.與紙面交點為的導(dǎo)線所受安培力的方向為由指向D.正半軸任一點的磁場方向均沿軸正方向【答案】B、C【解析】設(shè)四條導(dǎo)線中的電流為，間距為，由題意可得，磁感應(yīng)強度的表達(dá)式可寫為，由右手螺旋定則可知，導(dǎo)線在、在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為，設(shè)和之間的夾角為，由幾何關(guān)系有，，導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度為，同理，導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度為，由磁感應(yīng)強度的矢量疊加可得，點的磁感應(yīng)強度為，所以A錯誤；因四條導(dǎo)線中的電流大小相等，點距導(dǎo)線的距離均相等，由右手定則可知，四條導(dǎo)線在點的磁感應(yīng)強度等于，所以B正確；由右手定則可知，導(dǎo)線、、在點的磁感應(yīng)強度垂直于指向左上方，再由左手定則可知，導(dǎo)線所受安培力的方向為由指向，所以C正確；在中點處，由右手定則有，導(dǎo)線在此點的合磁感應(yīng)強度為，導(dǎo)線在此點的合磁感應(yīng)強度垂直與方向，所以D錯誤；故選BC。10.如圖所示，某區(qū)域存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向水平里垂直于紙面向里，一質(zhì)量為的帶電液滴，以一定的初速度沿水平方向進(jìn)入此區(qū)域并在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則（）A.液滴在此區(qū)域受四個力作用B.液滴一定帶負(fù)電C.沿垂直紙面向里看，液滴做順時針方向的圓周運動D.因洛倫茲力不做功，則液滴在做勻速圓周運動時機(jī)械能守恒【答案】B、C【解析】液滴在此區(qū)域受重力、電場力和洛倫茲力作用，選項A錯誤；液滴做勻速圓周運動，則重力和電場力平衡，則電場力向上，則液滴一定帶負(fù)電，選項B正確；根據(jù)左手定則可知，沿垂直紙面向里看，液滴做順時針方向的圓周運動，選項C正確；液滴在做勻速圓周運動時動能不變，重力勢能不斷變化，則機(jī)械能不守恒，選項D錯誤。故選BC。11.如圖所示，電阻，電動機(jī)線圈電阻，電路兩端電壓保持不變．當(dāng)開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)為；當(dāng)開關(guān)閉合后，電動機(jī)轉(zhuǎn)起來，電流表示數(shù)為，整個電路消耗的電功率為，則()A. B. C. D.【答案】B、C【解析】當(dāng)電鍵斷開時，由歐姆定律得，。當(dāng)電鍵閉合后，通過的電流仍為，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電動機(jī)的電流，故電流表的電流，電動機(jī)中電功率。故B、C正確，A、D錯誤。故選BC。12.在如圖所示的電路中，各電表均為理想電表，平行金屬板中帶電質(zhì)點處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動變阻器的滑片向端移動時，則（）A.的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，的示數(shù)增大B.質(zhì)點將向下運動C.示數(shù)改變量的絕對值小于示數(shù)改變量的絕對值D.不變，增大【答案】A、C【解析】滑動變阻器的滑片向端移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，整個回路的總電阻變大，總的電流強度減小，內(nèi)電壓以及和分得的電壓都會減小。因此分得的電壓升高，A正確；電容器兩端的電壓等于電動勢減去內(nèi)電壓再減去分得的電壓，因此電容器兩端的電壓升高，電容器內(nèi)部的電場強度增大，質(zhì)點受到向上的電場力大于重力，將向上運動，B錯誤；由于電動勢保持不變。因此兩端電壓的增加值等于，以及電源內(nèi)電壓的減小值。因此電壓表示數(shù)的增加量大于示數(shù)的減小量，C正確；由于，保持不變，根據(jù)路端電壓和電流的關(guān)系圖像可知，也保持不變，D錯誤。故選AC。二、實驗題13.為測量某金屬絲的電阻率，小明同學(xué)在實驗室完成了如下工作：（1）用一電阻擋有三個倍率（分別是、、）的多用電表粗測其電阻。選用擋測量某電阻時。操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到________擋。重新正確操作后，表盤的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________；（2）進(jìn)一步準(zhǔn)確測量金屬絲的電阻，實驗室提供的器材有：A．直流電源（電動勢，內(nèi)阻很小，額定電流為）；B．電流表（量程，內(nèi)阻約）；C．電流表（量程，內(nèi)阻約）；D．電壓表（量程，內(nèi)阻約）：E．電壓表（量程，內(nèi)阻約）：F．滑動變阻器（最大阻值）；G．開關(guān)、導(dǎo)線等。①實驗中，電流表應(yīng)選用________（選填“”或“”），電壓表應(yīng)選用________（選填“”或“”）；②請用筆畫線代替導(dǎo)線在如圖中完成實物電路連接________；③采用上述電路正確測量，測得的電阻________（選填“大于”、“等于”或“小于”）它的實際阻值，其原因是________。【答案】①.；②.；③.；④.；⑤.（電流表內(nèi)接）；⑥.大于；⑦.測得的電阻壓大于真實值，電流等于真實值，所以電阻測量值大于真實【解析】（1）發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說明電阻較大，則應(yīng)換到擋；[2]如圖乙可知，其電阻為；（2）[3]電阻絲中的電流約為，則電流表應(yīng)選；[4]由于電源電動勢為，則電壓表應(yīng)選；[5]由于電阻絲阻值較大，則電流表用內(nèi)接法，滑動變阻器最大阻值較小，滑動變阻器應(yīng)用分壓式，如圖所示：[6][7]電流表內(nèi)接法中，由于電流表的分壓作用，使得測得的電阻壓大于真實值，電流等于真實值，所以電阻測量值大于真實。14.在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，備有如下器材：A.干電池B.電流表（量程，內(nèi)阻約）C.靈敏電流計（滿偏電流，內(nèi)阻）D.滑動變阻器（）E.電阻箱（）F.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）由于沒有電壓表，需要把靈敏電流計改裝成量程為的電壓表，需串聯(lián)一個阻值為________的電阻。（2）改裝后采用如圖甲所示電路進(jìn)行測量。在閉合開關(guān)前，將滑動變阻器的滑片移動至________（填“端”“中央”或“端”）。（3）圖乙為該實驗繪出的圖線（為靈敏電流計的示數(shù)，為電流表的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢________，內(nèi)阻________（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。【答案】①.；②.端；③.；④.【解析】（1）把靈敏電流計改裝成量程為的電壓表，需串聯(lián)一個阻值為。（2）改裝后采用如圖甲所示電路進(jìn)行測量。在閉合開關(guān)前，將滑動變阻器的滑片移動至端電阻最大的位置。（3）[3][4]由閉合電路歐姆定律得，解得，結(jié)合圖乙得，，由以上兩式解得，。三、計算題15.如圖所示，一質(zhì)量，電荷量的帶正電的粒子由靜止經(jīng)加速電場加速后，又沿中心軸線從點垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出打在熒光屏上的某點。點是熒光屏的中心，已知加速電場電壓，偏轉(zhuǎn)電場電壓，極板的長度，板間距離，極板的末端到熒光屏的距離，若不計粒子重力，求：（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度；（2）電子打在熒光屏上的點到點的距離；（3）電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）帶電粒子在加速電場中，根據(jù)動能定理得，解得。（2）帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，在水平方向上，豎直方向上，由牛頓第二定律，而，解得，根據(jù)帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場速度的反向延長線過偏轉(zhuǎn)電場的中點，由相似三角形得，解得。（3）電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功。16.如圖所示，以直角三角形為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為，，，在點發(fā)射某種帶負(fù)電的粒子（不計重力作用），粒子的比荷為。發(fā)射方向與邊的夾角為，粒子從點射出磁場。（1）求粒子的發(fā)射速度大?。唬?）求粒子在磁場中的運動時間；若減小粒子的入射速度，粒子在磁場中運動的時間如何變化？（3）若入射粒子為正電荷，試討論，粒子能從邊射出，入射速度的范圍?！敬鸢浮浚?）；（2），不變；（3）【解析】（1）粒子從點射出磁場，運動軌跡如圖所示：由幾何知識可知，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，所以，代入解得。（2）由幾何知識可知，粒子轉(zhuǎn)過