化州市第一中学2020-2021学年高二期末考试物理试题及答案

2020——2021第一学年高二考试

物理 试卷

注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上

一、选择题(本题14小题，共46分,1-10题,每小题3分，每小题只有一个选项符合题．．．．意,11-14题有多项符合题目要求。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.安培在电磁学领域作出了突出的贡献,被誉为“电学中的牛顿”下面的规律不是安培发现的是 ( )

A. 通电导线在磁场中受到的作用力规律 B.通电导线周围的磁场分布规律 C.分子电流假说

D.通电导线周围存在磁场

2有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处产生的磁场方向是沿（ ） A.y轴正方向 B.y轴负方向 C.z轴正方向 D.z轴负方向

3．两个异种电荷放在一条直线上,Q1带负电,Q2 带正电,Q1的电量大小大于Q2的电量大小,则两个点电荷连线中垂线上的P点的合场强方向可能是图中( ) A.E1 B.E2 C.E3 D.E4

4．如图所示是某电源路端电压和电流的关系图像，把此电源与

一定值电阻R=1.5Ω串联在一起,则电源的输出功率和效率分别为（ ） A．1.0W 2500 B. 1.5W 5000 C． 1.5W 2500 D． 1.0W 5000

5．如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸

平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点。则下面说法中正确的是( )

A．三个等势面中，a的电势最高

B．带电粒子由M运动到N时，电场力做正功 C．对于M、N两点，带电粒子通过N点时动能较大 D．对于M、N两点，带电粒子通过N点时电势能较大

6．如图所示，一段导线abcd位于匀强磁场中，且与磁场方向(垂直

于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度相同L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小和ab 段受到的磁场力大小之比为 ( ) A．3:1 B.(2＋1) :1 C.(2＋2):1 D.(2－1):2

7．法拉第的贡献无法用任何物质来衡量，他的研究涉及电学、磁学、电化学等方面，发明了电动机和发电机，变压技术等等,其中电磁感应现象的发现对电磁学的发展有重要的作用.如图所示是法拉第发现电磁感应现象的一个装置的示意图，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与电源、开关S1相连，线圈N与电阻R,开关S2相连。下列说法正确的是（ ）

A．先闭合S2 ,再闭合S1,有电流从a-R-b B. 先闭合S1,再闭合S2,有电流从a-R-b C. 先闭合S2 ,再闭合S1,有电流从b-R-a

D. 先闭合S1 ,再闭合S2,有电流从b-R-a

8武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，只需要测出MN两点间的电压就能计算出液体的流量.下列说法正确的是（ ）

A．M端电势比N端电势高

B．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流量

C．其它条件一定,磁感应强度B越大,稳定时MN两点间的电压越小 D．其它条件一定,流量值Q越大,稳定时MN两点间电压越大

9如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接电阻R，宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，Ⅰ和Ⅱ之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上，并与两导轨始终保持良好接触，导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放，在穿过两段磁场区域的过程中，流过电阻R上的电流及其变化情况相同。下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是( )

10.用铝板制成如图所示的框架，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上板上，

让整体在垂直于纸面向里的匀

强磁场中向左以速度V匀速运动，悬线的拉力为T，则下列说法中正确的是（ ） A.绳偏离竖直方向,拉力大小与小球的重力和小球的电性有关 B. 绳偏离竖直方向,拉力大小与小球的重力有关,与小球的电性无关 C. 绳的方向竖直,拉力大小与小球的重力和小球的电性有关 D. 绳的方向竖直,拉力大小与小球的重力有关,与小球的电性无关

11.如图所示电路中，自感线圈L的电阻很小．自感系数很大,电阻R和灯A电阻相等,则( )

A．接通开关S,灯A立即变亮 B．接通开关S,灯A逐渐变亮

C．接通电路后断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 D．接通电路后断开S，A将渐渐变暗

12．1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（如图甲所示）．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．如图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．若在圆盘下半周加匀强磁场，使铜盘转动，电阻R中就

有电流通过．回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法中正确的是( ) A．铜片C的电势比铜片D的电势低

B．若铜盘转速增大为原来的2倍，流过R的电流增大为原来的4倍 C．若磁感应强度变为原来的一半，则总的电功率将变为原来的一半

D．若所加的匀强磁场垂直穿过整个圆盘，铜盘匀速转动时电阻R上仍将有电流通过 13.如图所示,在一匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置平行金属导轨MN和PQ,导轨电阻忽略不计,在两根导轨的端点N,Q之间连接一阻值R的电阻.导轨上放置着金属棒ab,其电阻r.当金属棒在水平拉力F作用下从静止开始向左做匀加速运动( ) A.ab受到的安培力与时间成正比 B.N,Q间电压与时间成正比 C.水平拉力与时间成正比

D.电阻R消耗的电功率大小与时间成正比

14.设在地面上方的真空中，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的

方向相同，电场强度的大小E=4.0V/m，磁感应强度的大小B=0.15T，今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直于场强方向做匀速直线运动，g=10m/s2,则下列说法正确的是( )

A. 带电质点的电量与质量之比为2C/kg B. 质点的运动方向可能沿纸面水平向左

C.符合条件的电场和磁感应强度的方向只能有一个 D. 符合条件的电场和磁感应强度的方向可以有很多 二实验题（总计12分）

15.用伏安法测电阻时，如待测电阻Rx约为150Ω，电流表内阻RA约为20Ω，电压表内阻RV约为5KΩ，应该用图中的________电路（填①或②），选择正确的电路的实验误

差是：测量值 真实值(填大于或小于) ,误差产生的原因是 16.某学习小组在学习有关电学知识后,将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表,如图1所示．实验器材如下： A．待改装电流表一个:量程为0至3mA，内电阻100Ω，其面板如图2所示；

B．干电池一节：电动势E＝1.5V，内电阻r＝0.5Ω． C．滑动变阻器R

(1)测量电阻前,先进行欧姆调零．将电阻箱R调至最大,将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R使电流表指针指到表头的 (填0或3mA) 刻度位置,此位置标记为欧姆表盘0刻度

(2)为了方便调节,应该选最大值 的滑动变阻器 A.100Ω B. 1KΩ C.10KΩ

(3)欧姆表调零后，将红、黑笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0mA，则待测电阻的阻值Rx＝_______Ω；

(4)如果换一个电动势大的电源，其它器材不变，则欧姆表的倍率将 （填变大或变小）

三计算题（42分）

17（10分）．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带正电的粒子以速度v0沿y 轴负方向从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，再回到x轴的交点到O的距离为L,求： （1）该粒子的比荷

（2）如果粒子的入射方向与x轴正向的夹角为θ.则在磁场运动过程中与x 轴的最远距离d和带电粒子在磁场中运动的时间t

18（10分）．如图1所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈半径a=0.2m，线圈的电阻r=1Ω，在线圈的内部半径b=0.1m的圆形区域,有垂直纸面向外的磁场,磁感应强度随时间变化如图2所示,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，连接处电阻不计(结果可以保留π) 求 （1）前4s内流过电阻R的电流大小I和方向 （2）前4S内,AB两点间的电势差 (3)0-6S 时间内的平均感应电动势E2

19(10分)如图所示，在x>0的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；紧挨着y轴有一个平行的金属板，板长L，板间距d，两板间电压为U， 上极板带正电，中线与x轴重合,两个正粒子a和b先后以v0和2v0从极板左边缘中间射入电场，速度方向沿x轴正方向。已知a进入磁场后，从坐标原点O处射出磁场。a的比荷为k，b的比荷为2k，不计粒子的重力。粒子都不能打在极板上,求 （1）匀强磁场强度B的大小

(2)b粒子进入磁场后再次到达y轴时距离坐标原点O的距离s

20(12分)．ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ=37°，导轨电阻不计，ac、bd间都连接有一个R=4Ω的电阻，如图所示。空间存在磁感应强度

B0=3T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面向上．将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处，金属棒的质量m=0.5kg，电阻r=1Ω．现闭合开关K将金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好．已知当金属棒从初始位置向下滑行x=2m到达MN处时已经达到稳定速度，金属导轨足够长，g取10m/s2．则：(sin3700.6cos3700.8)

（1）开关处于闭合状态时金属棒的稳定速度是多少？

（2）开关处于闭合状态时金属棒从释放到运动至MN处的过程中，忽略电流变化引起的电磁辐射损失，连接在ac间的电阻R上产生的焦耳热是多少？(结果保留两位小数) （3）开关K断开后，若将由静止释放金属棒的时刻记作t=0，从此时刻开始，为使金属棒中不产生感应电流，可让磁感应强度按一定规律变化．试写出磁感强度B随时间t变化的表达式． 答案 一选择题

1 D 2 A 3 C 4 B 5 D 6 B 7 C 8 D 9 C 10 D 11 BD 12 AD 13 AB 14 ABD 二实验题

15 ① 小于 电压表分流

16 (1)3mA (2) B (3) 1000Ω (4)变大 三计算题

17解析: (1)几何关系得 R2mv0圆周运动qv0B

RL 2解得比荷

q2v0 mBL(2)根据几何关系可得

dRRcos

L(1cos) 222T 运动时间t2得d周期T2RL v0v0()L v0解得: t 18 解析(1)法拉第电磁感应定律

Bns ttB0.05T/s 图像可得tEnsb2

根据闭合电路欧姆定律

IE rR解得: I10A

方向:A-R-B或向下 (2)UABIR2V 5(3)1Bs

En1V t3qUUk mdd19（1）粒子的加速a粒子：a1 类平抛：Lvt

y112a1t 2kUL2y1 22dvmv12在磁场中的轨道半径为R1：q1vB

R1v1cosv

几何关系可知，y12R1cos

34dv0解得：B22

kULkUL2(2)同理可得b粒子y2 24dvm(2v0)2q12v0B

R2v2cos2v0

kUL2弦长 2R2cos

2dv2B粒子到坐标原点的距离x2R2cosy2

kUL2B粒子到坐标原点的距离：s2 4dv020【答案】（1）1m/s （2）1.92J （3）B（1）导体切割磁感线产生感应电动势：

EB0dv

3 16t2开关闭合时，导体棒作为电源，上下两个定值电阻并联：

R并R 2根据闭合电路欧姆定律：

IE R并r整个运动过程，根据牛顿第二定律得：

mgsinB0Idma

当棒运动的加速度为零时速度最大，可解得：v1m/s

（2）从棒由静止释放到达到最大速度的过程中，由能量守恒定律得：

12mgxsinmvmQ

2可解得：Q5.75J

故电阻R上产生的焦耳热为：

QR1R并Q1.92J

2R并r（3）当回路中的总磁通量不变时，棒中不产生感应电流，沿导轨做匀加速运动。则有：

1B0dx0Bd(x0at2)

2由牛顿第二定律得：

mgsinma

联立解得： B3 16t2