1、- 1 -汝州市实验中学 2018-2019 年高二上期末模拟试题物理试题 第卷（选择题 共 50 分）1、选择题（本题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分。在每小题给出的四个选项中，第 17题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）1.如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体，这种现象叫做空气的“击穿” 。已知高铁上方的高压电接触网的电压为 27.5 kV。阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到 2
2、.5104 V/m 时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为( )A0.6 m B1.1mC1.6 m D2.1 m2在直角坐标系 Oxyz 中有一四面体 OABC，其顶点坐标如图所 示。在原点 O 固定一个电荷量为 Q 的点电荷，下列说法正确的是( )A A、 B、 C 三点的电场强度相同B平面 ABC 构成一个等势面C若在 A、 B、 C 三点放置三个点电荷， Q 所受电场力的合力一定不可能为零D若将试探电荷 q 自 A 点沿 x 轴方向移动到 O 点的过程中，其电势能增大3.如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量 G500 N，电源电动
3、势 E90 V，电源内阻为 2 ，不计各处摩擦，当电动机以v0.6 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 I5 A，下列判断不正确的是( )A电动机消耗的总功率为 400 WB电动机线圈的电阻为 0.4 C电源的效率约为 88.9%D电动机的效率为 75%4.如图所示，匀强磁场方向垂直矩形线框平面，先后两次将线框从磁场中同一位置匀速拉出有界磁场.第一次速度为 v1 v，第二次速度为 v24 v.则在先后两次过程中有( )A.流过线框任一横截面的电荷量之比为 14- 2 -B.线框中感应电动势之比为 14C.线框所受安培力之比为 18D.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为 185
4、.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和两直导线ab、 cd(ab、 cd 在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线 P。当P 中通以方向向外的电流时( )A导线框将向左摆动B导线框将向右摆动C从上往下看，导线框将顺时针转动D从上往下看，导线框将逆时针转动6.法拉第电动机原理如图所示。条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N 极向上。一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连。电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中。从上往下看，金
5、属杆( )A向左摆动 B向右摆动C顺时针转动 D逆时针转动7.如图所示，有界匀强磁场边界线 SP MN，速率不同的同种带电粒子从S 点沿 SP 方向同时射入磁场，粒子的带电荷量相同，其中穿过 a 点的粒子速度 v1与 MN 垂直；穿过 b 点的粒子速度 v2与 MN 成 60角，设两粒子从 S 到 a、 b 所需时间分别为 t1和 t2，则 t1 t2为(重力不计)( )A13 B43C11 D328如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为 m，带电荷量为 q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球带电荷量不变，小球由静止下滑的过
6、程中：( )A. 摩擦力先减小，后增大 B小球加速度一直增大C杆对小球的弹力一直减小 D小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变9.如图所示，光滑平行金属导轨 MN、 PQ 所在平面与水平面成 角， M、 P 两端接一阻值为 R 的定值电阻，阻值为 r 的金属 棒ab 垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。 t0 时对金属棒施一平行于导轨的外力 F，金属棒由静止开始沿导轨- 3 -向上做匀加速直线运动。下列关于穿过回路 abPMa 的磁通量变化量 、磁通量的瞬时变化率 t、通过金属棒的电荷量 q 以及 a、 b 两端的电势差 U随时
7、间 t 变化的图像中，正确的是( )10.在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场，如图 PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的金属正方形线框，以速度 v 垂直磁场方向从如图实线()位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图()位置时，线框的速度为 2v，则下列说法正确的是( )A 图()时线框中的电功率为B 此过程中回路产生的电能为 38mv2C 图()时线框的加速度为D 此过程中通过线框横截面的电荷量为第卷（非选择题 共 50 分）2、实验题(请将答案填在答题卡的相应位置。2 小题，共 12 分。
8、)11.(4 分)小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了更准确选取电压表和电流表的合适量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值。(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节哪个位置_ (选“”或者“”)。(2)小明使用多用电表欧姆挡的“10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆挡_(填“100”或 “1”)挡，两表笔短接并调节_(选“”或者“”)。(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙位置，则小灯泡阻值的测量值为_ 。- 4 -12.(8 分)某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻：.R20(1 号)干电池：
9、电动势约为 1.5 V.R6(5 号)干电池：电动势约为 1.5 V.某种锂电池：电动势约为 20 V他们可选择的部分器材有：A电压表(量程 03 V 时内阻约 3 k；量程 015 V 时内阻约 15 k)B电阻箱(阻值范围 0999 )C电阻箱(阻值范围 099 999 )D滑动变阻器(阻值 050 ，额定电流 1.5 A)E滑动变阻器(阻值 02 k，额定电流 0.5 A)F电流表(量程为 0.6 A，内阻约 0.125 )为完成测量，三位同学进行了如下实验：(1)甲同学将一节 1 号干电池直接接在量程为 3 V 的电压表两端(如图甲所示)，将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值。以下
10、对这种测量方法的误差分析正确的是_。A这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大B这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流C因为“断路时路端电压等于电源电动势” ，所以这种测量方法的系统误差为零- 5 -(2)乙同学将一节 5 号干电池接入图乙所示电路中，为完成该实验，电压表应选择的量程是_ V；滑动变阻器应选择_(选填相应器材前的字母)。(3)乙同学根据测量数据画出 UI 的图像如图丙所示(图中只画了坐标纸的大格)，关于此图像的下列说法中正确的是_。A此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流B为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为 1.0 V，使每小格代表的电
11、压值变小，从而放大纵轴的标度C纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流D纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值(4)丙同学为了测量锂电池的电动势，想给量程是 15 V 的电压表串联一个定值电阻(用电阻箱代替)，改装成量程是 25 V 的电压表，实验电路如图丁所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：A闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至_端(选填“ a”或“ b”)，并把电阻箱阻值调到零B闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为 10 VC保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为_ VD不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为 15 V 的电
12、压表串联，撤去其它线路就得到量程为 25 V 的电压表(5)丙同学的上述操作步骤中，电阻箱应选_，滑动变阻器应选_。(选填相应器材前的字母)3、计算题(本题共 4 小题，共 38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.)13(6 分)如图所示，两平行金属导轨间的距离 L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角 37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E4.5 V、内阻 r0.50 的直流电源。现把一个质量 m0.04 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接
13、触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R2.5 ，金属导轨的其他电阻不计，g 取 10 m/s2。已知 sin370.60，cos370.80，试求：- 6 -(1)导体棒受到的安培力大小；(2)导体棒受到的摩擦力的大小。14. (10 分)如图所示， AB、 CD 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为 L，导轨平面与水平面的夹角为 ， 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为 B，在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根质量为 m、垂直于导轨放置的金属棒 ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中 ab 棒的最大速度。已知 ab 与导轨间的动
14、摩擦因数为 ，导轨和金属棒的电阻都不计。15. (10 分)如图所示，在空间有一坐标系 xOy，直线 OP 与 x 轴正方向的夹角为 30，第一象限内有两个大小不同、方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线 OP 是它们的边界，OP 上方区域中磁场的磁感应强度为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的质子(不计重力)以速度 v 从 O 点沿与 OP 成 30角的方向垂直于磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直打在 x 轴上的 Q 点(图中未画出)，试求：(1)区域中磁场的磁感应强度大小；(2)Q 点的坐标。16. (12 分)如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、Q 垂直于
15、y 轴且关于 x 轴对称，极板长度和板间距均为 l，第一四象限有磁场，方向垂直于 Oxy 平面向里。位于极板左侧的粒子源沿 x 轴间右连接发射质量为 m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在 03t 0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响） 。已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t0时刻经极板边缘射入磁场。上述 m、q、 l、t 0 、B 为已知量。 （不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压 U0的大小。- 7 -（2）求 1t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。（3）何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。4、选
16、择题题号 1 2 3 4 5答案 A B A B C题号 6 7 8 9 10答案 D B AC BD AB二、实验题11.答案 (1) (2)1 (3)28(2729 范围均可)12.答案 (1)B (2)03 D (3)ABD (4) a 6 (5)C D三、计算题13.解：(1)由闭合电路欧姆定律：IERr1.5 A，由安培力公式得 FBIL0.3 N。(2)由平衡关系式，Ffmgsin，得 f0.06 N，即导体棒受到的摩擦力大小为 0.06 N。14.解： 解析： ab 沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力 mg，支持力 FN、摩擦力 Ff和安培力 F 安 ，如图所示， ab 由静止
17、开始下滑后，将是vEIa安（ 为增大符号） ，所以这是个变加速过程，当加速度减到 a=0 时，其速度即增到最大 v=vm，此时必将处于平衡状态，以后将以 vm匀速下滑, ab 下滑时因切割磁感线，要产生感应电动势，根据电磁感应定律：E=BLv 图乙0v图甲- 8 -闭合电路 ACba 中将产生感应电流，根据闭合电路欧姆定律：I=E/R 据右手定则可判定感应电流方向为 aACba，再据左手定则判断它受的安培力 F安 方向如图示，其大小为：F 安 =BIL 取平行和垂直导轨的两个方向对 ab 所受的力进行正交分解，应有：FN =mgcos , Ff =mg cos由可得2BLvR安以 ab 为研究
18、对象，根据牛顿第二定律应有： 2sincosBLvmgmaRab 做加速度减小的变加速运动，当 a=0 时速度达最大因此， ab 达到 vm时应有： 2sincos0BLvgR由式可解得 2sincosmgvBL15.解：(1)设质子在磁场和中做圆周运动的轨道半径分别为 r1和 r2，区域中磁感应强度为 B，由牛顿第二定律知：qvBmv2r1，qvBmv2r2- 9 -粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从 A 点出磁场 I 时的速度方向与 OP 的夹角为 300，故质子在磁场 I 中轨迹的圆心角为 =60则O 1OA 为等边三角形 OA=r 1 ，r 2=OAsin30由解得
19、区域 II 中磁感应强度为 B=2B（2）Q 点坐标 x=OAcos30+r 2=r1cos30+r2故 x= qBmv)3(16.解：（1） 0UEl，qma（ 0.5 分） ， 201at联立三式，解得两极板间偏转电压为20mlqt（2） 01t时刻进入两极板的带电粒子，前 01时间在电场中偏转，后 012t时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动。 0lvt， 02tay带电粒子离开电场时的速度大小为 2xyv进磁场做匀速圆周运动： BvqmR，联立得 052mlRqBt。（3） 02t时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。0yvat，0tnyv，联立式得 4，2，周期2mTBq，联立以上两式解得 qBmTt1min- 10 -
