2019-2020学年河北省石家庄新乐市第一中学高二上学期综合测物理试题(解析版)

新乐市第一中学2019-2020学年高二物理第一学期
综合测试卷（二）
一、选择题：其中第1-5题为单选，第6-10题为多选题。

1.如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当电流通过导线时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是
A. 奥斯特
B. 爱因斯坦
C. 伽利略
D. 牛顿
【答案】A 【解析】
【详解】发现电流周围存在磁场的物理学家是奥斯特；
A ．奥斯特，与结论相符，选项A 正确；
B ．爱因斯坦，与结论不相符，选项B 错误；
C ．伽利略，与结论不相符，选项C 错误；
D ．牛顿，与结论不相符，选项D 错误； 2.下列关于电源电动势的说法正确的是( )
A. 电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置
B. 电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领
C. 在电源内部负电荷从低电势处向高电势处移动
D. 把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化 【答案】B 【解析】
【详解】A 、B 项：电源是通过非静电力把其他形式的能转化为电能的装置，故A 错误，B 正确；
C 项：在电源内部，电流方向从负极指向正极，所以负电荷从高电势处向低电势处移动，故C 错误；
D 项：把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故D 错误．故选B 。

3.一个电流表的满偏电流1mA g I =，内阻500g R =Ω，要把它改装成一个量程为10V 的电压表，则应在电流表上（ ）
A. 串联一个10k Ω的电阻
B. 并联一个10k Ω的电阻
C. 串联一个9.5k Ω的电阻
D. 并联一个9.5k Ω的电阻
【答案】C 【解析】
【详解】把电流表改装成量程为10V 的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值
10V
50095009.5k 0.001A
g g U R R I =
-=-Ω=Ω=Ω 选项C 正确，ABD 错误；故选C 。

4.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以E 表示两极板间的电场强度，E P 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（ ）
A. θ增大，E 增大
B. θ增大，E P 不变
C. θ减小，E P 增大
D. θ减小，E 不变
【答案】D 【解析】
试题分析：若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据4πS
C kd
ε=
可知，C
变大，Q 一定，则根据Q=CU 可知，U 减小，则静电计指针偏角θ减小；根据U
E d
=，
Q=CU ，4πS C kd ε=，联立可得4πkQ E S
ε=，可知Q 一定时，E 不变；根据U 1=Ed 1可知P 点离下极
板的距离不变，E 不变，则P 点与下极板的电势差不变，P 点的电势不变，则E P 不变；故选项ABC 错误，D 正确．
【考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能
【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：4S C kd επ=
，U
E d
=，Q=CU ；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两
板间距无关．
5.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面的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是（ ）
A. 减小狭缝间的距离
B. 增大匀强电场间的加速电压
C. 增大磁场的磁感应强度
D. 增大D 形金属盒的半径
【答案】CD 【解析】
【详解】当粒子从D 形盒中出来时速度最大，根据
2
m
m v qv B m R
=
得
m qBR
v m
=
则最大动能为
222
2km
m 122q B R E mv m
==
知最大动能与加速的电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D 形盒的半径有关，增大磁感应强度和D 形盒的半径，可以增加粒子的最大动能。

故选CD 。

6.在炎热的夏天小学生们喜欢戴着装有一个微型电风扇的帽子，微型电风扇中直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（ ） A. 电源的总功率为UI B. 电源的输出功率为UI C. 电动机消耗的热功率为U 2/R
D. 电动机消耗的热功率为I 2R
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电源的总功率为P总=EI＞UI，故A错误；
B．由题知，路端电压为U，则电源的输出功率为P出=UI，故B正确；
CD．电源的输出功率等于电动机的输入功率，电动机消耗的热功率P热=I2R，由于电动机正常工作时欧姆定律不成立，IR＜U，所以电动机消耗的热功率小于U2/R．故C错误，D正确。

故选BD。

7.质量为m、电荷量为q
的微粒以速度v与水平方向成θ角从0点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是（）
A. 该微粒一定带负电荷
B. 微粒从0到A的运动可能是匀变速运动
C. 该磁场的磁感应强度大小为
cos
mg
qθ
D. 该电场的场强为
sin
mg
q
θ
【答案】AC
【解析】
【详解】A．若粒子带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡，若粒子带负电，符合题意，故A正确；
B．粒子如果做匀变速运动，重力和电场力不变，而洛伦兹力变化，粒子不能沿直线运动，与题意不符，故B错误；
C．粒子受力如图，
由平衡条件得cos
qvB mg
θ=，解得
cos
mg
B
qvθ
=，故C正确；
期末考试物理试题
D ．由图tan q
E mg θ=解得tan mg E q
θ
=
，故D 错误．故选AC 。

8.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面的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是（ ）
A. 减小狭缝间的距离
B. 增大匀强电场间的加速电压
C. 增大磁场的磁感应强度
D. 增大D 形金属盒的半径
【答案】CD 【解析】
【详解】当粒子从D 形盒中出来时速度最大，根据
2
m
m v qv B m R
=
得
m qBR
v m
=
则最大动能为
222
2km
m 122q B R E mv m
==
知最大动能与加速的电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D 形盒的半径有关，增大磁感应强度和D 形盒的半径，可以增加粒子的最大动能。

故选CD 。

9.如图所示，半径为R 的圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为r 的金属线圈，R>r ．现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大小为v 的速度向右匀速运动，在线圈从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是
A. 线圈中一直有顺时针方向的电流
B. 线圈中先有逆时针方向电流后有顺时针方向电流
C. 线圈中有电流的时间为4()
R r v D. 线圈中有电流的
时间为4r
v
【答案】BD 【解析】
【详解】AB ．线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律知线圈中有逆时针感应电流．线圈穿出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知线圈中有顺时针感应电流，故A 错误，B 正确；
CD ．线圈完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，所以进入磁场时线圈有电流的时间为2 r v
，线圈穿出磁场时有电流的时间也为2 r v
，因此线圈中有电流的时间为4 r v
，故C 错误，D 正确．故选BD.
10.如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铁圈，让铁圈由静止自由落下，若下落过程中铁圈始终水平.不及空气阻力.关于铁圈下落过程下列说法正确的是（ ）
A. 铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度
B. 铁圈的加速度始终大于重力加速度
C. 整个下落过程中，铁圈中的电流方向始终不变
D. 若把铁圈换成塑料圈，下落相同高度所需的时间变短 【答案】AD 【解析】
由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在铁圈靠近磁铁的过程中为阻碍铁
圈的靠近，线圈对磁铁的作用力竖直向上，在线圈穿过磁铁远离的过程中，为阻碍铁圈的远离，磁铁对线圈的作用力竖直向上，则在整个过程中，磁铁对线圈的作用力始终竖直向上，加速度小于或等于g，当铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度．故A正确，B错误；由图示可知，在铁圈下落过程中，穿过铁圈的磁场方向向上，在铁圈靠近磁铁时，穿过铁圈的磁通量变大，在铁圈远离磁铁时穿过铁圈的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，铁圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C错误；若把铁圈换成塑料圈，塑料圈中没有电流，那么不会受到磁铁的阻碍，下落相同高度所需的时间会变短．故D正确．故选AD．
点睛：本题考查了楞次定律的应用，正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键，注意铁圈与塑料圈的不同．
二、填空題
11.两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据.并根据数据描绘了如图
(b)所示的两条U－I图线.回答下列问题：
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（）
A.甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B.甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C.乙同学是根据电压表V1和电流表A数据
D.乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是（）
A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W
D.电源的效率达到最大值
(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝___Ω，电源电动势E＝__V，内电阻r＝__Ω.（结果都保留两位有效数字）
(4) 该电路中电流表的读数__________（填：“可能”或“不可能”）达到0.6A，理由
是 ___________．.
【答案】
(1). AD (2). BC (3). 2.0Ω 1.5V 1.0Ω (4). 不可能 当R 阻值最小时电流取得最大值0.5A 【解析】
【详解】（1）[1]从电路图可知，电流表A 的读数增大时，电压表V 1的读数减小，电压表V 2的读数增大；甲同学是根据电压表V 1和电流表A 的数据绘制图象的，故A 正确，B 错误；乙同学是根据电压表V 2和电流表A 的数据绘制图象的，故C 错误，D 正确．所以选AD ． （2）[2]A .图象中两直线的交点表示电压表V 1的读数与电压表V 2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为零．滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最左端，故A 错误；
B .图象可以得出电阻R 0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为零，即电源的输出功率最大，故B 正确；
C .定值电阻R 0消耗功率为：P =U 2I =1.0×0.5 W =0.5 W ，故C 正确；
D .电源的效率为：=
IU U
IE E
η=，即U 越大，效率越大，故D 错误．所以选BC ． （3）[3][4][5]从图象可以得出定值电阻R 0的阻值为：20 2.0U
R I
==Ω，从甲同学的图象可
以得出图象在U 轴上的截距为1.50 V ，即电源的电动势为1.50 V ，内阻为图象斜率的绝对值即： 1.0U
r I
∆=
=Ω∆． （4）[6][7]由上面分析知，当滑动变阻器被短路时电流表的最大值为0.5A ，故该电路中电流表的读数不能达到0.6A ．
12.某同学为了测量0〜5 V 电压表的内阻，他从实验室拿来多用电表、几节干电池、最大 阻值为100 Ω的滑动变阻器、开关和若干导线．
(1)该同学在先用多用电表粗测电压表内阻时，把选择开关旋到欧姆“×1 k ”挡，正确调零后，将黑表笔接电压表的“+5V ”接线柱，红表笔接“一”接线柱，多用电表的指针位置如图甲中的a 所示，则电压表的内阻为________Ω
（2）再用伏安法测量其内阻，把多用电表的选择开关旋到直流电流的____(填“100”“10”或“l ”)mA 挡，并把各仪器按图乙接好电路_______．
(3)实验中当电压表的示数为4. 5 V 时，多用电表的指针位置如图甲中的b 所示，则示数为_____ mA ，则电压表的内阻Rv =_______(结果保留三位有效数宇）．
【答案】 (1). 1.2×104（或12k ） (2). 1 见解析； (3). 0.42 10.7k (或1.07×104) 【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，电压表内阻为：12×103（或12k ）. （2）[2][3]电路可能出现的最大电流
4.5
0.412000
m I A mA =
=
则应把多用电表的选择开关旋到直流电流的lmA 挡；电路如图；
（3）[4][5]电流的示数为0.42mA ，则电压表的内阻
Rv =
43
4.5
=1.07100.4210
-Ω⨯Ω⨯ 三、计算题
13.如图所示，质量为m 、长度为L 的水平金属棒ab 通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN 下面，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．当金属棒通以由a 向b 的电流I 后，将离开原位置向外偏转θ角而重新平衡，如图所示，重力加速度为g ，则：
(1)磁感应强度的大小和方向如何? (2)此时金属丝中的张力是多少? 【答案】（1）mg
tan IL
α 方向竖直向上 （2）
2cos mg β 【解析】
【详解】(1) 根据题意画出杆ab 的受力图如下所示：
导体棒处于平衡状态，设绳子拉力为T ，因此有：
Tcos α =mg ① Tsin α=F 安=BIL ②
联立①②解得
tan mg
B IL
α=
根据左手定则可知，磁场方向竖直向上； (2)由平衡条件可得：
2cos T mg α=
解得
2cos mg
T α
=
14.在如图甲所示的电路中， 螺线管匝数n =1000、横截面积S =0.01m 2；螺线管线圈电阻为r =1Ω，R 1=4Ω，R 2=5Ω，C =30Μf; 在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化，求：
（1）K 断开时，螺线管两端的电压；
（2）闭合K ，电路中的电流稳定后，R 2的两端的电压；
（3）闭合K ， 当电路中的电流稳定后，再断开K ，断开K 后流经R 2的电荷量
【答案】（1）20V （2）10V （3）3×
10-4C 【解析】
【详解】(1) 根据法拉笫电磁感应定律
B E n
n S t t
∆Φ∆==∆∆ 解得 E =20V
(2)闭合K 电流稳定后，电路中电流
122E I A R R r
=
=++ R 2的两端的电压 U 2=IR 2=10V
(3)断开K ，电容器两端的电压
U C =U 2= 10V
断开K 后流经R 2的电荷量
Q =CU =3×10-4C 15.如图所示，在xoy 面内，第一象限中有匀强电场，场强大小为E ，方向 沿y 轴正方向．在x 轴的下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里．今有一个质量为m 电荷量为q 的带负电的粒子(不计粒子的重力和其他 阻力)，从y 轴上的P 点以初速度0v 垂直
于电场方向 进入电场．经电场偏转后，沿着与x 正方向成30进入 磁场．试完成：
()1求P 点离坐标原点O 的距离h ；
()2求粒子从P 点出发到粒子第一次离开磁场时所用的时间？
【答案】（1）206mv qE （2）03533mv m qE qB
π+ 【解析】
【详解】（1）由几何关系得到进入磁场的速度为：0023cos30v v =
=︒ 在电场中根据动能定理得：22011qEh mv mv 22
=
- 联立解得：20mv h 6qE =； （2）在电场中运动的时间为：01tan 30y v v t a a ︒=
= 加速度为：qE a m
= 解得：013mv t = 在磁场中运行的时间，由几何关系知：25t T 6=
而周期为：2πm T qB
= 则有：25πm t 3qB
= 所以共用时间为：0123mv 5πm t t t 3qE 3qB
=+=+．
【点睛】本题考查了带电粒子在电场中和磁场中的运动，知道粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，灵活掌握运动学公式是正确解题的关键．。