河北省石家庄市2018-2019学年高二物理上册期中考试题

2018-2019学年河北省石家庄市正定中学高二（上）期中物理试卷

一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分．其中1-8为单选题，9-12为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．） 1．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（ ） A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的 C．电流与电流之间的相互作用一定是通过磁场来发生的

D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大

2．在赤道上竖立一避雷针，当一团带负电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向（ ） A．向东 B．向南 C．向西 D．向北

3．在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则电池板的内阻值约为（ ）

4．如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中不正确的是（ ）

A．该传感器利用了钨丝的物理性质

B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 C．该传感器能够把热学量（温度）转换为电学量（电阻）

D．该传感器能够把电学量（电阻）转换为热学量（温度）

5．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中（由内向外）运动，电极a、b之间会有微小电势差．在某次监测中，两触点的距离、磁感应强度的大小不变．则（ ）

A．电极a电势较高；血流速度越大，a、b之间电势差越大 B．电极a电势较高；血流速度越大，a、b之间电势差越小 C．电极b电势较高；血流速度越大，a、b之间电势差越大 D．电极b电势较高；血流速度越大，a、b之间电势差越小

6．如图所示，质量为m，长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于电阻不计的光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻也不计．匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（ ）

A．导体棒向左运动

B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为

7．如图甲所示，为一个质量为m，电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动细杆处于匀强磁场中，（不计空气阻力），现给圆环向右初速度v0，在以后的运动过程中的速度图象如图乙所示．则圆环所带的电性、匀强磁场的磁感应强度B和圆环克服摩擦力所做的功w．（重力加速度为g）（ ）

A．圆环带负电，B=

B．圆环带正电，B=

2

2

C．圆环带负电，w=mv0 D．圆环带正电，w=mv0

8．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10﹣4kg、带电量为﹣1.00×10C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的

2

电势能和动能的改变量分别为（重力加速度大小取9.8m/s，忽略空气阻力）（ ）

﹣4﹣3﹣4﹣3

A．﹣1.50×10J和9.95×10J B．1.50×10J和9.95×10J

﹣4﹣3﹣4﹣3

C．﹣1.50×10J和9.65×10J D．1.50×10J和9.65×10J

9．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器R的滑片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1和△U2，下列说法中正确的是（ ）

﹣7

A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C．△U1＞△U2 D．△U1＜△U2

10．带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示．不计空气，则（ ）

A．一定有h1=h3 B．一定有h1＜h4

C．h2与h4无法比较 D．h1与h2无法比较

11．如图是一个医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（中正确的是（ ）

H）和氦核（

He），下列说法

A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同

C．两次所接高频电源的频率相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

12．如图所示，在一个边长为l的菱形区域内，有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，菱形的一个锐角为60°．在菱形中心有一粒子源S，向纸面内各个方向发射速度大小相同的同种带电粒子，这些粒子电量为q、质量为m．如果要求菱形内的所有区域都能够有粒子到达，则下列粒子速度能够满足要求的有（ ）

A．

B．

C．

D．

二、填空题：（本题2个小题，其中第13题6分，第14题10分）

13．用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为 mm

14．用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为 m；

15．用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 Ω．

16．有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0﹣3V的电压表，要与之 （选填“串联”或“并联”）一个 Ω的电阻？改装后电压表的内阻是 Ω 17．（10分）（2018秋?运城期末）某实验小组的同学把较粗的铜丝和铁丝相隔约几厘米插入一苹果中，制成一个水果电池，铜丝是电池的正极，铁丝是电池的负极．下表是该小组利用电压表和电流表测量这一水果电池的电动势和内阻时记录的数据： 1 2 3 4 5 电压U/V 0.320 0.340 0.396 0.440 0.460 电流I/mA 0.460 0.400 0.322 0.270 0.238 ①请你根据测量数据在答卷页相应位置的坐标纸中描点，并作出U﹣I图线．由图线求出电流小于0.3mA时水果电池的电动势为 V，内阻为 Ω（结果保留两位有效数字）．

②水果电池的内阻比较大，容易测量，这是用水果电池做“测定电池的电动势和内阻”的实验的优点，但实际测量时要尽量迅速，使得 之前结束测量．

③某位同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻，但发现电压表坏了，碰巧实验器材中还有一个电阻箱，则该同学在利用图象法处理数据时应该作出 随 变化的关系图象．

④另外该同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡并不发光（检查电路无故障），分析其不亮的原因是 ．

6 7

0.500 00.204 0

临界轨迹对应的圆心角为60°，故轨道半径为： R=

…②

由于是临界轨迹，故： r≥R…③ 联立解得： v≥

故AD正确，BC错误； 故选：AD

【点评】本题是粒子在有界磁场中运动的问题，关键是找出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系列式分析，不难．

二、填空题：（本题2个小题，其中第13题6分，第14题10分）

13．用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为 50.15 mm

【考点】刻度尺、游标卡尺的使用． 【专题】实验题；恒定电流专题．

【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．

【解答】解：游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，

所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数为：50mm+0.15mm=50.15mm； 故答案为：50.15 【点评】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．

14．用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为 4.700×10 m；

﹣3

【考点】螺旋测微器的使用． 【专题】实验题． 【分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读． 【解答】解：螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，

所以最终读数为4.700mm=4.700×10m．

﹣3

故答案为：4.700×10

【点评】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，注意读数时需估读．

15．用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 220 Ω．

﹣3

【考点】用多用电表测电阻． 【专题】实验题．

【分析】欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数． 【解答】解：多用电表的电阻“×10”挡测电阻，由图示表盘可知，所测电阻阻值为22×10=220Ω； 故答案为：220．

【点评】本题考查了欧姆表读数，欧姆表指针示数与对应挡位的乘积是欧姆表示数．

16．有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0﹣3V的电压表，要与之 串联 （选填“串联”或“并联”）一个 990 Ω的电阻？改装后电压表的内阻是 1000 Ω

【考点】把电流表改装成电压表． 【专题】实验题；恒定电流专题． 【分析】本题的关键是明确测量电阻具有分压作用，将电流表改装为电压表就是为了测量大电压，需要串联一个分压电阻，然后再根据欧姆定律即可求解．

【解答】解：根据测量电阻具有分压作用可知，将电流表改装为电压表应串联一个分压电阻

R，由=可求出R=990Ω，改装后的电压表的内阻为==1000Ω．

故答案为：串联，990，1000

【点评】要熟记串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，即当需要扩大电压表的量程时，应与一电阻串联；当需要扩大电流表的量程时，应与一电阻并联．

17．（10分）（2018秋?运城期末）某实验小组的同学把较粗的铜丝和铁丝相隔约几厘米插入一苹果中，制成一个水果电池，铜丝是电池的正极，铁丝是电池的负极．下表是该小组利用电压表和电流表测量这一水果电池的电动势和内阻时记录的数据： 1 2 3 4 5 电压U/V 0.320 0.340 0.396 0.440 0.460 电流I/mA 0.460 0.400 0.322 0.270 0.238

①请你根据测量数据在答卷页相应位置的坐标纸中描点，并作出U﹣I图线．由图线求出电流小于0.3mA时水果电池的电动势为 0.72 V，内阻为 900 Ω（结果保留两位有效数字）．

②水果电池的内阻比较大，容易测量，这是用水果电池做“测定电池的电动势和内阻”的实验的优点，但实际测量时要尽量迅速，使得 内阻发生较大变化 之前结束测量．

③某位同学也想自己测一下水果电池的电动势和内阻，但发现电压表坏了，碰巧实验器材中还有一个电阻箱，则该同学在利用图象法处理数据时应该作出

随 R 变化的关系

6 0.500 0.204 700

图象．

④另外该同学将四个这样的水果电池串联起来给“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，灯泡并不发光（检查电路无故障），分析其不亮的原因是 水果电池内阻太大，它与灯泡组成电路时，电路电流太小 ．

【考点】测定电源的电动势和内阻． 【专题】实验题；恒定电流专题．

【分析】①应用描点法作图，作出电源的U﹣I图象，图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．

②水果电池的内阻变化较大，实验时应迅速测量． ③根据安阻法测电源电动势与内阻的原理分析答题，

④水果电池内阻很大，电路电流较小，灯泡实际功率很小，不足以引起灯泡发光．

【解答】解：①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据各点作出电源的U﹣I图象如图所示，由电源的U﹣I图象可知，电源的电动势E=0.72V，电源内阻

r===900Ω；

②水果电池内阻变化较快，实际测量时要尽量迅速，使得 内阻发生较大变化之前结束测量． ③用电阻箱与电流表测电源电动势与内阻，由闭合电路欧姆定律可得： E=I（r+R），则=R+，为方便实验数据处理，应作出﹣R图象．

④由于水果电池内阻太大，它与灯泡组成电路时，电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以引起灯泡发光，所示实验时观察到灯泡不发光．

故答案为：①图象如图所示；0.72；900；②内阻发生较大变化；③；R；④水果电池内阻太大，它与灯泡组成电路时，电路电流太小．

【点评】要掌握描点法作图的方法，要知道测电源电动势与内阻的三种实验方案原理．

三、计算题（本题4个小题，共46分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 18．（10分）（2018秋?石家庄校级期中）受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图象如图所示． （1）求该电池的电动势E和内阻r；

（2）求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R（纯电阻）．

【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．

【专题】计算题；定量思想；推理法；恒定电流专题．

【分析】（1）当电源的内外电阻相等时，根据电池的输出功率P最大为Pm=

，由图读出

Pm，列出含E、r的方程；当I=4A时，输出功率为零，电源被短路，由欧姆定律写出列出含E、r的方程，再联立组成方程组求解．

（2）由电池的输出功率P最大时电源的内阻等于外电阻求解． 【解答】解 （1）I1=2A时，Pm=

I2=4A时，输出功率为零，此时电源被短路， 即：I2=．

解得：E=2V，r=0.5Ω．

（2）电源的输出功率P=IR=（

2

）R=

2

而R=r时，R+取最小值2r，故此时电源的输出功率最大；

故当内外电阻相等时，电源的输出功率最大；则有： R=r=0.5Ω

答：（1）该电池的电动势E为2V，内阻r为0.5Ω；

（2）该电池的输出功率最大时对应的外电阻R为0.5Ω；

【点评】本题考查读图能力和应用数学知识求极值的能力．对于电源的输出功率，可以由数学知识证明当R=r时，电源的输出功率最大，最大值为Pm=

．

19．（12分）（2018春?恩施州期末）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、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E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg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触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电

2

阻不计，g取10m/s．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求： （1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力大小； （3）导体棒受到的摩擦力．

【考点】安培力． 【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小． （2）根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小．

（3）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小．

【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律，有：I===1.5 A；

（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30 N； （3）导体棒受力如图，将重力正交分解，如图：

F1=mgsin 37°=0.24 N

F1＜F安，根据平衡条件： mgsin 37°+f=F安

代入数据得：f=0.06 N 答：（1）通过导体棒的电流为1.5A； （2）导体棒受到的安培力大小0.30N； （3）导体棒受到的摩擦力为0.06N．

【点评】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力． 20．（12分）（2010秋?泰州期末）如图所示，a点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过a点和坐标原点0的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里．有一电子（质量为m、电荷量为e）从a点以初速度v0平行x轴正方向射入磁场区域，在磁场中运行，从x轴上的b点（图中未画出）射出磁场区域，此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60°，求

（1）磁场的磁感应强度

（2）磁场区域的圆心O1的坐标 （3）电子在磁场中运动的时间．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动． 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题． 【分析】（1）根据题意正确画出粒子运动的轨迹，找出R与L之间的关系，由洛伦兹力提供向心力的方程可得；

（2）由题意和上图的几何关系可得，过a、O、B三点的圆的圆心在aB连线的中点； （3）粒子在磁场中飞行时间为弧度比速度． 【解答】解：（1）粒子运动的轨迹如图得R=2L

又，洛伦兹力提供向心力，得：

所以：

（2）由题意和上图的几何关系可得，过a、O、B三点的圆的圆心在aB连线的中点．所以： x轴坐标x=aO1sin60°=

y轴坐标为y=L﹣aO1sin60°=

O1点坐标为（

）

；

） ．

（3）粒子在磁场中飞行时间为：答：（1）磁场的磁感应强度（2）磁场区域的圆心O1的坐标（（3）电子在磁场中运动的时间

【点评】该类题目根据题意正确画出粒子运动的轨迹，找出R与L之间的关系，是解决问题的关键． 21．（12分）（2018秋?石家庄校级期中）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为L，电势为φ2．足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．

（1）求粒子到达O点时速度的大小；

（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；

（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件．试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【专题】计算题；定量思想；图析法；带电粒子在复合场中的运动专题． 【分析】（1）粒子在电场中加速，应用动能定理可以求出粒子的速度；

（2）作出粒子运动的轨迹，结合轨迹求出粒子的半径，然后由洛伦兹力提供向心力即可求解；

（3）作出粒子运动的轨迹，结合几何知识求得粒子的收集率与粒子圆周运动转过圆心角的关系，再根据此关系求得收集率为0时对应的磁感应强度B． 【解答】解：（1）带电粒子在电场中加速时，由动能定理得：

qU=mv﹣0，电势差：U=φ1﹣φ2，解得：v=

2

；

（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，

刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，

则入射的方向与AB之间的夹角是60°，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角θ=60°，

根据几何关系，粒子圆周运动的半径为：r=L， 由牛顿第二定律得：qvB=m

，解得：B=

；

（3）当沿OD方向的粒子刚好打到MN上，则由几何关系可知：r1=L，

由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：B=，则：B＞

；

如图2，设粒子在磁场中运动圆弧对应的圆心角为α，由几何关系可知：

sin

==

=

；

，

MN上的收集效率：η=

答：（1）粒子到达O点时速度的大小为；

（2）所加磁感应强度的大小为：；

（3）磁感应强度所满足的条件为：B＞；收集板MN上的收集效率

η与磁感应强度B的关系的相关式子为：η=．

【点评】本题考查了带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转，综合性较强，对学生的能力要求较高，关键作出粒子的运动轨迹，选择合适的规律进行求解．

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