山西省怀仁市2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题 Word版含答案

怀仁市20202021学年度上学期期末
高二教学质量调研测试
物理I卷
（考试时间90分钟，满分100分）
一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10～12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、在如图所示的电场中，a、b两点的电场强度相同的是（）
A. B.
C. D.
2、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP=60°，在M、N处各有一条长直导线垂宜穿过纸面导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将N处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为（）
A.1:1 B.1:2
C.false:1 D.false:2
3、如图所示，平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部，闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下述说法正确的是（）
A.电键k断开，A板向B板靠近，则θ增大
B.电键k断开，A板向上移动，则θ增大
C.保持电键k闭合，A板向B板靠近，则θ变小
D.保持电键k闭合，A板向上移动，则θ变小
4、如图所示，两根足够长的水平光滑平行金属导轨PQ和MN，它们相距为L，导轨左端连有阻值为R的定值电阻，导轨处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。垂直导轨放置的金属棒用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，物块c的质量是m，连接金属棒的细线平行于导轨。物块c由静止释放金属棒沿着导轨向右运动，当地重力加速度为g，金属棒的电阻不计。则（）
A.金属棒做匀加速直线运动
B.金属棒先做匀加速运动再做匀速直线运动
C.金属棒的最大速度为false
D.金属棒的最大速度为false
5、如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，使其电阻发生变化，测得电压表V1的示数变化大小为△U1，电压表V2的示数变化大小为△U2，电流表A的示数变化大小为△I，对于此过程下列说法正确的是
A.通过电阻R1的电流变化量大于false
B.电源的输出功率一定增大，电源的效率也一定增大
C.电源的输出功率变化量大小等于false
D.比值1的大小为恒定不变false
6、如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时从A、管上端的管口无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（）
A.A管是用铜制成的，B管是塑料用成的
B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
7、如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m=50kg，电源电压U=100V，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I=5A，g取10m/s2，由此可知（）
A.电动机线圈的电阻r=2Ω
B.电动机线圈的电阻r=1Ω
C.此过程中无用功为50J
D.该装置的效率为80%
8、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t=0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，falsea）点离开磁场，不计粒子重力下列说法正确的是
A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a
B.粒子的发射速度大小为false
C.带电粒子的比荷为false
D.带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0
9、如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程x=ky2，且小球通过点P，false，已知重力加速度为g，则（）
A.电场强度的大小为false
B.小球初速度的大小为false
C.小球通过点P时的动能为false
D.小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少false
10、一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）
A.t=false时刻，圆环有扩张的趋势
B.t=false时刻圆环有收缩的趋势
C.T=false和t=false时刻，圆环内有相同的感应电流
D.t=false和t=false时刻，圆环内有相同的感应电济
11、如图所示，在直角三角形AOC的三条边为边界的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，已知∠A=60°，边AO的长度为a.现在0点放置一个可以向各个方向发射某种带负电粒子的粒子源，已知粒子的比荷为false，发射的速度大小都为v0，且满足false.粒子发射的方向可由图中速度与边CO的夹角θ表示，不计重力作用，关于粒子进入磁场后的运动，正确的是（）
A.以θ=0°和θ=60°飞入的粒子在磁场中的运动的时间相等
B.以θ<60°飞入的粒子均从AC边出射
C.以θ>60°飞入的粒子，θ越大，在磁场中的运动的时间越大
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
12、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1:2，原线圈接有阻值为1Ω的定值电阻R0，副线圈接有两个阻值均为2Ω的定值电阻R1、R2，A、B两端接在u=5falsesin100πt（V）的电源上，则下列说法正确的是
A.R0两端的电压为4V
B.R1两端的电压为4V
C.R0消耗的电功率为20W
D.R2消耗的电功率为2W
二、实验题（本题3小题，共12分）
13（6分）、一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。
A.电源E:电动势为3.0V，内阻不计；
B.电压表V1:量程为0～3V，内阻约为1kΩ；
C.电压表V2:量程为0～15V，内阻约为4kΩ；
D.电流表A1:量程为0～3A，内阻约为0.1Ω；
E.电流表A2:量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω；
F.滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω；
G.滑动变阻器R2:最大阻值为150Ω；
H.开关S，导线若干
（1）实验中电压表应选用____________；电流表应选用___________；滑动变阻器应选用__________（请填选项前对应的字母）。
（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图甲中把还需要连接的导线补在甲图。
（3）如图乙所示，若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为___________W（保留两位有效数字）。
14（3分）、用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关导线外可供使用的实验器材还有:
A.电压表V（量程3V）
B.电流表A1（量程0.6A）
C.电流表A2（量程3A）
D.定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）
E.滑动变阻器R（阻值范围0～20Ω，额定电流1A）
（1）电流表应选_____________；（填器材前的字母符号）
（2）根据实验数据作出U一I图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势E=____________V，内阻r=_____________Ω。
15（3分）、（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S应接____________（选填“1”“2”“3”“4”或“5”）量程较大.
（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3V的电压表内阻（如图乙），主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；
②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；
③把红表笔与待测电压表__________（选填“正”或“负”）接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；
④换用__________（选填“×10”或“×1k”）欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，于是该同学记下了电阻数值；
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕.
三、计算题（本题共3小题，总分40分。要求写出必要的文字叙述、公式、计算过程，否则不能得分）
16（12分）、如图所示，M、N为正对平行竖直放置的金属板，现有一个质量m=4.0×10-22kg、电荷量q=+2.0×10-16C的带电粒子，从M板的中心O点由静止开始，经电压为U的加速电场后，以速度y=3.0×104m/s从N板的中心小圆孔射出，水平进入边长L=0.5m的等边三角形ABC区域内，粒子恰好从点离开，该区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），不计粒子重力。求:
（1）（6分）加速电压U的大小
（2）（6分）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。
17（12分）、如图甲所示，电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2Ω的电阻，虚线00′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从0O′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。金属杆从静止开始，下落0.3m的过程中，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10m/s2，求：
（1）（4分）金属杆刚进入磁场时，速度的大小v0；
（2）（6分）金属杆从静止开始下落0.3m的过程中，在电阻R上产生的热量Q；
（3）（2分）在图丙的坐标系中，定性画出回路中电流随时间变化的图线，并说明图线与坐标轴围成面积的物理意义（以金属杆进入磁场时为计时起点）。
18（16分）、如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E=2N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向、场强大小也为E的匀强电场，并在y>h=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的F点以某一初速度恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向夹角为θ=45°），并从原点O进入第一象限。重力加速度g取10m/s2。求:
（1）（4分）油滴在第三象限运动时受到的重力电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；
（2）（6分）油滴在P点得到的初速度大小；
（3）（6分）油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值。
高二物理期末卷参考答案
一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分；在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12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。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
0
11
12
答案
C
B
B
B
C
D
D
A
D
C
AD
ABD
AD
二、实验题（共12分）
13、（共6分）（1）B E F
（2）连线如图:
（3）（0.38-0.50W）
14（3分）B 2.10 0.2
15.（3分）1 负 ×1k
三、计算题（本题共3小题，总分40分。要求写出必要的文字叙述、公式、计算过程，否则不能得分）
16（12分）、（1）据动能定理得false
false…………6分
（2）从A点进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹半径R可由几何关系求得：
R=L=0.5m，…………2分
据牛顿第二定律得false，…………2分
磁感应强度大小
false…………1分
方向由左手定则判断应垂直纸面向里……1分
（具体情况酌情处理给分）
17（12分）、（1）进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b，由左手定则判断出，杆ab所受的安培力竖直向上刚进入磁场时由牛顿第二定律得:
false；
false；
联立解得:false…………4分
（2）通过图象得到h=0.3m时a=0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有false；
其中false，
联立得:false…………3分
从开始到下落0.3m的过程中，由能的转化和守恒定律有:
false，
得到false…………3分
（3）电流随时间变化的图线如下图所示；图线与坐标轴围成的面积的物理意义是:某段时间内通过电阻的电荷量。…………2分
（具体情况酌情处理给分）
18（16分）
（1）分析油滴受力可知，要使油滴做匀速直线运动，油滴应带负电，受力如图所示:
由平衡条件和几何关系得:
fcos45°=qE
fsin45°=mg
则油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比
mg:qE:f=1:1:false……4分
（2）对油滴在垂直PO方向上应用平衡条件，有
qvB=2Eqsin45°
代入数据解得false…………4分
（3）由（1）可知，油滴在第一象限内受到的重力等于电场力，故油滴在电场与重力场的复合场中做匀速直线运动，在电场、磁场、重力场三者的复合场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，由O到A匀速运动的位移为
false
运动时间为
false
油滴在复合场中做匀速圆周运动的周期false，由几何关系知油滴由A到C运动的时间为：
false
从C到N，粒子做匀速直线运动，由对称性知，运动时间
t3=t1=0.1s
则油滴在第一象限内总的运动时间为
t=t1+t2+t3=0.828s
设OA、AC、CN段在x轴上的投影分别为x1、x2、x3，则
x1=x3=h=0.4m
false
由（1）可知
false
代入上式可得x2=3.2m，所以油滴在第一象限内沿x轴方向运动的总位移为
x=x1+x2+x3=4m
油滴离开第一象限时的位置坐标为（4.0m，0）。…………8分