精品2019学年高二物理上学期期中试题(A)

2019学年上学期期中测试（A卷）
高二物理（总分100分）
一、选择题（本小题有12小题，共48分，其中1-8小题每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，多选或选错得0分；9-12小题每个小题有多个选项是正确的，选对得4分，少选得2分，有一个选项选错得0分）
1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是( )
A．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转
2．如图所示，一束质量、速度和电荷不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速
度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是( )
A．组成A束和B束的离子都带负电
B．组成A束和B束的离子质量一定不同
C．A束离子的比荷大于B束离子的比荷
D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
3．在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图所示．下列说法中正确的是( )
A．只有当磁场方向向上且增强，ab杆才可能向左移动
B．只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动
C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动
D．当磁场变化时，ab杆中一定有电流产生，且一定会移动
4．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
A ．洛伦兹力对M 、N 做正功
B ．M 的速率小于N 的速率
C ． M 带负电，N 带正电
D ．M 的运行时间大于
N 的运行时间
5．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流
i 随时间t 的变化关系如图乙所示．在
0～2T
时间内，直导线中电流向上，则在2T
～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是
( )
A ．顺时针，向左
B ．逆时针，向右
C ．顺时针，向右
D ．逆时针，向左
6．如图所示，质量为m 、长度为L 的金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平
悬挂在O 、O ′点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与
竖直方向夹角均为
θ，重力加速度为
g .则( )
A ．金属棒中的电流方向由N 指向M
B ．金属棒MN 所受安培力的方向垂直于OMNO ′平面向上
C ．金属棒中的电流大小为mg
BL
tan θD ．每条细线所受拉力大小为
mg
cos θ
7. 为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b 和c ，左、右两端开口与排污管相连，如图所示．在垂直于上、下底面
方向加磁感应强度大小为
B 的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为
a 的相互平行且正对的电极
M 和N ，M 、
N 与内阻为R 的电流表相连．污水从左向右流经该装置时，
电流表将显示出污水排放情况．下列说法中错误的是
( )
A ．M 板比N 板电势低
B ．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小
C ．污水流量越大，则电流表的示数越大
D ．若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大8．如图所示，在边长为
2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m 、电荷量为－q
的带电粒子(重力不计)从AB 边的中心O 以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹
角为60°，若要使粒子能从AC 边穿出磁场，则匀强磁场的大小
B 需满足( )
A ．
B >3mv 3aq B ．B <3mv 3aq
C ．B >
3mv
aq D ．B <
3mv
aq
9．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，
其原理如图所示．D
1和D 2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的圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能E k后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是( )
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能E k会变大
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短
C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为n－1∶n
10．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化．下列说法正确
的是( )
A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
11.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A．向右做匀速运动
B．向左做减速运动
C．向右做减速运动
D．向右做加速运动
12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块A和B，A带负电、质量为m、电荷量为q，B质量为2m、不带电，A和B间动摩擦因数为0.5.初始时A、B处于静止状态，现将大小为F＝mg的水平恒力作用在B上，g为重力加速度．A、B处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B0.若A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说
法正确的是( )
A．水平力作用瞬间，A的加速度大小为g 2
B．A做匀加速运动的时间为
m qB0
C．A的最大速度为mg qB0
D．B的最大加速度为g
二、实验填空题(共16分)
13．如图1甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现要测量该材料的电阻率.
图1
(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为×100Ω)粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数为________Ω.
(2)用螺旋测微器测量此新型导电材料的直径d，测量结果如丙图所示，则d＝________mm.
用游标卡尺测量此新型导电材料的长度L，测量结果如丁图所示，则L＝__________mm.
(3)采用以下器材用伏安法尽可能准确地测量其电阻
A.电流表：量程为0.6A，内阻约为0.2Ω
B.电压表：量程为3V，内阻约为3kΩ
C.滑动变阻器，最大阻值为20Ω，额定电流1A
D.电源E，电动势6V
E.开关S，导线若干
请在方框中画出实验原理电路图
(4)某同学设计了如图2所示的实验电路，但是在实验过程中却发现导电材料棒电阻率的测量明显偏小，经检查发
现实验中有一根导线连接错误，该导线是________.(用导线的序号表示)
图2
(5)如果(3)问实验电路中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L，直径为d，则该材料的电阻率ρ＝________(用I、U、L、d表示)
14．有一个小灯泡，其玻璃罩上的数据看不清楚了，只知道该小灯泡的额定电压为12V，额定功率约为6W，某同学为了精确测量出该小灯泡正常发光时的电阻，设计了以下实验，实验室中只提供了下列器材：
A．电流表A1(量程0～0.5A，内阻为0.5Ω)；
B．电流表A2(量程0～1A，内阻约为0.3Ω)；
C．电压表V(量程0～30V，内阻约为2kΩ)；
D．电阻箱R(0～999.9Ω)；
E．滑动变阻器R1(0～10Ω，允许通过的最大电流为5A)；
F．电源E(电动势15V，内阻不计)；
G．开关S一个，导线若干．
为了保护小灯泡不被烧毁，又要达到最大量程的一半以上，请完成以下填空：
(1)该同学设计了以下实验电路图，你认为最合理的是________．
(2)若电流表A1的读数用I1表示，其内阻用r1表示，电流表A2的读数用I2表示，电阻箱的阻值用R表示，电压表V 的读数用U表示，写出小灯泡的电阻的表达式为r＝________.(用题中所给的字母表示)
三、计算分析题（本题共2小题，共36分。

解答应画出运动过程示意图，写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤。

只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强
磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：
(1)电场强度的大小E；
(2)磁感应强度的大小B；
(3)粒子在磁场中运动的时间t.
16．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，框架间距为l，EF间有电阻R1＝6R和R2＝3R.金属棒MN长也为l，电阻为R，沿框架以速度v从靠近EF的位置开始，向右匀速运动.除了电阻R1、R2和金
属棒MN外，其余电阻不计.开始磁感应强度大小为B0，求：
(1)金属棒MN的感应电动势多大？回路EFMN的电流大小和方向如何？
(2)电阻R1消耗的电功率多大？当运动到金属棒MN与边EF相距为d时，流过R1的电荷量为多少？
(3)当金属棒MN运动到与边EF相距为d时，记为t＝0时刻，保持导体棒的速度不变.为使MN棒中不产生感应电流，磁感应强度B随时间t发生变化，请推导B与t的关系式.
莆田第六中学
2019学年上学期期中测试参考答案（A 卷）
一、选择题1．C 2
．C 3．C 4．C 5
．B 6．C 7. B 8．B
9．BD 10．AD 11．BC 12．BC 二、实验填空题(共16分) 13．(1)2000Ω(2)3.206mm
50.15mm
(3)如图所示
(4)⑤
(5)
πUd 2
4IL
14．(1)A (2)
I 1
r 1＋R I 2－I 1
三、计算分析题（本题共2小题，共36分。

解答应画出运动过程示意图，写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤。

只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15. 答案(1)
mv 20
2qh
(2)
mv 0qh
(3)
πh 4v 0
解析
(1)粒子运动轨迹如图所示，粒子在电场中运动的过程中，
由平抛运动规律及
牛顿运动定律得：2h ＝v 0t
h ＝12
at
2
qE ＝ma 解得E ＝
mv
20
2qh
(2)粒子到达O 点时，沿y 轴正方向的分速度
v y ＝at ＝qE m ·2h
v 0
＝v 0
则速度方向与
x 轴正方向的夹角
α满足：tan α＝v y
v x
＝1 即α＝45°
粒子从MP 的中点垂直于MP 进入磁场，垂直于
NP 射出磁场，粒子在磁场中的速度为：
v ＝2v 0
轨道半径R ＝
2h
又由qvB ＝m v 2
R 得B ＝
mv 0
qh
(3)由T＝2πm
Bq
，且由几何关系可知小粒子在磁场中运动的圆心角为45°，
故粒子在磁场中的运动时间t＝1
8
·
2πm
qB
＝
πh
4v0
.
16.答案(1)B0lv B0lv
3R
，方向为逆时针方向
(2)2B2
0l
2v2
27R
B0ld
9R
(3)B＝
B0d
d＋vt
解析(1)感应电动势：E＝B0lv，
外电路电阻：R外＝
R1R2
R1＋R2
＝2R，
电路电流：I＝
E
R＋R外
＝
B0lv
3R
，
由右手定则可知，回路EFMN感应电流方向：沿逆时针方向；
(2)电阻R1两端电压：U1＝IR并＝2B0lv 3
电阻R1消耗的电功率：
P1＝U2
1
R1
＝
2B2
0l
2v2
27R
，
通过R1的电流：I1＝U1
R1
＝
B0lv
9R
，
时间：t＝d
v，通过
R1的电荷量：q＝I1t＝
B0ld
9R
；
(3)穿过回路的磁通量不变时不产生感应电流，即：B0ld＝Bl(d＋vt)，
解得：B＝
B0d
d＋vt
.。