2020年云南省大理市祥云县第一中学高二物理测试题带解析

2020年云南省大理市祥云县第一中学高二物理测试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 下图中对通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是：
参考答案：
A
2. （多选）右图是质谱仪的工作原理示意图。

带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。

速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。

平板S下方有强度为B0的匀强磁场。

下列表述正确的是（）
A．质谱仪是测量带电粒子比荷的仪器
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．在B、E和B0相同的条件下，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
参考答案：
ACD
3. 下列说法中正确的是
A．电场强度大的位置，电势一定高
B．电荷在电势高的位置，电势能一定大
C．电荷在电场中运动，电势能可能不发生变化
D．处于静电平衡的导体，感应电荷在导体内部各处的场强为零
参考答案：
C
4. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的v﹣t图线如图所示，图中AB∥CD．则整个过程中（）
A．F1的冲量等于F2的冲量
B．F1的冲量大于F2的冲量
C．摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D．合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量
参考答案：
D
【考点】动量定理．
【分析】由速度图象分析可知，水平推力撤去后，AB与CD平行，说明加速度相同，动摩擦因数相同，两物体的质量相等，说明摩擦力大小相等．根据动量定理，研究整个过程，确定两个推力的冲量关系．
【解答】解：C、由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等．但a的运动总时间小于b 的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误．
A、B根据动量定理，对整个过程研究得
F1t1﹣ft OB=0，F2t2﹣ft OD=0
由图看出，t OB＜t OD，则有F1t1＜F2t2，即F1的冲量小于F2的冲量．故AB错误．
D、根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，ab两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确；
故选：D
5. （单选）氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为H、H、H．它们以相同的初速度垂直进入同一匀强电场并离开电场，离开电场时，末速度最大的是（）
解：带电粒子以速度v进入场强为E，宽度为L的电场，垂直电场方向做匀速直线运动，L=vt，所以t=
沿电场方向做匀加速直线运动，加速度a=
偏转位移y=at2=××=?
根据动能定理：qEy=mv y2
v y2==??
可见比荷小的垂直电场方向速度增量比较大，即末速度较大，故氕核末速度较大；
故选：A．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 电磁打点计时器是一种使用的用于计时的仪器。

当电源的频率50Hz时，它每
隔秒打一次点。

参考答案：
低压交流电源，0.02s
7. 作为狭义相对论的基本假设之一，爱因斯坦提出：对不同的惯性系，物理规律是
_________．
参考答案：
相同的
解：爱因斯坦对狭义相对论的最基本假设是：1、狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
2、光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
因此：物理规律在所有的惯性系中都具有相同的形式．
故答案为：相同的8. 太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能.如图所示是
测定光电流的电路简图，光电管加正向电压.
（1）在图上标出电源和电流表的正、负极.
（2）入射光应照射在极上.
（3）若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是个.
参考答案：
（1）电源左边为正极，右边为负极;电流表是上正下负
（2）B
（3）6.25×1013 =It=10×10-6×1 C=10-5 C.而n=,所以含有6.25×1013个光电子.
9. （16分）电荷量大小为3×10-7 C的负点电荷放入电场的某点A，受到的电场力大小为
6×10-3 N，方向向右，则A点的电场强度大小为 N/C，方
向，若把另一电荷量为6×10-5 C 的正点电荷放在A 点，则A点电场强度大小为 N/C，方向。

参考答案：
2×104，向左，2×104，向左
10. 在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，放置一根与磁场方向垂直的长度为0.4m的通电直导线，导线中电流为1A，则该导线所受安培力大小为 N
参考答案：
0．2
11. 小明家有一台电风扇，内阻为20Ω，额定电压为220V，额定功率为66W，将它接上
220V的电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动，此时电风扇消耗的电功率为 W。

小明将卡住的东西拿走后电风扇正常运转，此时电风扇消耗的电功率为 W。

参考答案：
2420，66
12. .两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．
a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．
b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.
参考答案：
(1)吸引右(2)减速(3)加速
13. 在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害．身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 V．
参考答案：
5000
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路：
（1）（单选）该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（A）电键的位置接错
（B）电流表的正、负接线柱上导线接反
（C）线圈B的两个接线柱上导线接反
（D）蓄电池的正、负极接反
（2）电路连接的错误改正后，该同学在闭合电键时发现电流表指针向右偏转，则如果向右移动滑动变阻器的滑片（滑动变阻器接入电路的方式仍然如图中所示），则电流表的指针向（选填“左”或“右”）偏转．
参考答案：
（1）A；（2）右．
【考点】研究电磁感应现象．
【分析】（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，线圈A中产生感应电动势；再闭合电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转；
（2）闭合电键时，磁通量增加，电流表指针向右偏转；向右移动滑动变阻器的滑片，电阻变小，电路电流变大，磁通量也增加，故感应电流相同．
【解答】解：（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，线圈A中产生感应电动势；再闭合电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转；应改为电键闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将电键接在B线圈所在回路中，故选A．
（2）闭合电键时，磁通量增加，电流表指针向右偏转；向右移动滑动变阻器的滑片，电阻变小，电路电流变大，磁通量也增加，故感应电流相同，即电流表指针也向右偏转；
故答案为：（1）A；（2）右．
15. 在把灵敏电流计G改装成电压表的实验中，要将内阻大约为几百Ω、量程为
I G=200μA的电流表G改装成量程为5V的电压表。

（1）先利用如图1所示的电路，采用“半偏法”测出电流表G的内电阻R G，在测量R G的实验中，有如下的主要实验器材供选择：
A．滑动变阻器（阻值范围0－200Ω）
B．滑动变阻器（阻值范围0－80kΩ）
C．电阻箱（阻值范围0－999.9Ω）
D．电阻箱（阻值范围0－9999Ω）
E．电源（电动势6V，内阻0.3Ω）
F．电源（电动势12V，内阻
0.6Ω）
G．电源（电动势50V，内阻2.0Ω）
在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应选择，为提高测量精度，可变电阻R2应选用，电源E最好选用。

（填字母代号）
（2）按图1所示电路在图2所给出的实物中画出连接导线。

（3）实验时要进行的步骤有：
A．合上S1； B．合上S2； C．将R1连入电路的阻值调到最大； D．调节R1的阻值，使电流表G的指针偏转到满刻度； E．调节R2的阻值，使电流表G的指针偏转到满刻度的一半； F．记下R2的阻值； G．按图1所示的电路连接好实物图2；
上述实验步骤中的合理顺序为。

（4）若步骤F中记录的R2的阻值为100Ω，则待测电流表G的内阻R G的测量值
为Ω，考虑到实验的系统误差，电流表G内阻的测量值与真实值之间的大小关系是R G测R G真。

（5）将此电流表G改装成量程为5V的电压表，应联一个阻值
为Ω的电阻。

（6）现用一个标准电压表对改装后的电压表进行校准，改装及校准所用器材的实物如图3所示（虚线方框内的为改装表），在方框图4中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行校对），然后将器材实物按以上要求连接成实验电路图。

（7）若校准时发现改装表示数总是小于标准表的示数，则应将串联电阻的阻值适当调 （填“大”或“小”）一些。

（8）用改装并校对后的电压表，按图5所示的电路
测量未知电阻R x 。

若测量未知电阻R x 时，电流表的读数为0.20Ａ，而改装后的电压表的表头（刻度盘仍为原电流表的刻度）示数如图6所示，那么R x
的测量值为
Ω。

（9）若将此电流表G 改装成量程为10mA 的电流表，应 联一个阻值约为 Ω的电阻。

（10）将改装后的量程为10mA 的电流表与标准电流表逐格进行核对，改装及
校准所用的实物如图8所示，其中标准电流表已与保护电阻R 0串联。

在图7中画出对改装成的电流表进行校准的电路原理图，图中待核对的电流表用符号 表示，标准电流表用符号 表示，然后将器材实物按以上要求连接成实验电路。

（11）若将此电流表G 改装成两量程电流表，现有两种备 选电路，如图9和图10所示。

图 为合理电路。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （10分）如图所示，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，由静止开始经相同电压加速后的甲、乙两种带电粒子，分别从A、B两点射入磁场，结果均从C点射出，则它们的速率v
甲
︰v
乙为多大？，它们通过该磁场所用的时间t
甲
︰t
乙
为多大？
参考答案：
得＿＿＿２分
洛仑兹力关系：推得＿＿＿＿３分
由得比荷的比：―――２分
由，－２分；从―――３分
17. 如图是家用电饭煲的电路图。

将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”档时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”档，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的1/9，电流为1.40 A，已知分压电阻的阻值是R=100Ω。

求：
（1）保温时，电阻R两端的电压.
（2）稳压电源输出的电压. ks5u
（3）电热丝的额定功率.
参考答案：（1）电阻R两端的电压为
UR=IR=1.40×100=140（V）（2分）
（2）设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则
（）2r =（2分）
解得：r=50Ω（2分）
所以电源电压为U=I（R+r）=1.40×（100+50）=210（V）（2分）
（3）电热丝的额定功率为P==882（W）（2分）
18. （18分）1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子．1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍（）时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子．经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来．用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并用被打出的氢核的最大速度v H和被打出的氮核的最大速度v N之比近似等于15∶2．若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以认为静止，碰撞过程中没有机械能的损失．已知氢核的质量M H与氮核的质量M N之比等于1∶14．
（1）写出α射线轰击铍核的核反应方程；
（2）上述的三个特点中，哪个特点可以说明该射线是不带电的？哪个特点可以说明它不是γ射线？
（3）计算该射线中粒子的质量与氢核（即质子）的质量的比值，由此证明该射线中的粒子就是中子。

参考答案：
解析：（1）（3分）
（2）由①可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电（2分）
由②可知，因为该射线速度小于光速，所以它不是γ射线（2分）
由③可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明它们发生的是弹性正碰。

设该粒子的质量为m，碰撞前速度为v0，与氢核碰撞后速度为v1，与氮核碰撞后速度为v2，则有：
m v0=m v1+M H v H（2分）
m v02=m v12+M H v H2（2分）
解得v H=v0，同理得v N=v0
由题意知=，=∴m=M H（2分）。