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2021省哈尔滨师大附中高二上学期期末考试物理含答案
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哈师大附中高二学年上学期期末考试物理试题一、选择题：（本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～14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．下列说法正确的是A.电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大B.根据公式E = eq \f(F,q)，某点的场强与检验电荷的电荷量q有关C.公式E = eq \f(kQ,r2) 和E = eq \f(F,q) 适用条件相同D.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关2．下列关于物理学史的说法正确的是A.法拉第提出了分子电流假说B.安培建立了场的概念，并引入电场线和磁感线来形象直观描述电场和磁场C.奥斯特发现了电流的磁效应，首先建立了电和磁的联系D.欧姆用实验研究了电流的热效应，总结出欧姆定律3．物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：将1m长的铜管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出，如图所示。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是(不计空气阻力，磁铁没有与管壁接触)A.如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铜管中，永远不落下来B.如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铜管中运动时间更长，但一定会落下来C.磁铁在铜管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒D.如果将铜管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间4．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段折成直角的金属导线abc，ab=bc=L，导线中通有如图的电流，电流强度为I，磁感应强度为B，要使该导线保持静止不动，应在b点加一多大的力，方向如何(导线所受重力不计)A.垂直ac斜向左上方，F= eq \r(2)BILB.垂直ac斜向左上方，F=2BILC.垂直ac斜向右下方，F= eq \r(2)BILD.垂直ac斜向右下方，F=2BIL5．四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为A.2 eq \r(2)B，方向向左 B. eq \r(2)B，方向向下C.2 eq \r(2)B，方向向右 D. eq \r(2)B，方向向上6．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是A.线圈a有扩大的趋势B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a对水平桌面的压力FN将增大D.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流7．如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为ω逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中A.b端的电势始终高于a端B.ab杆电动势最大值E=BR2ωC.全过程中，ab杆平均电动势E=BR2ωD.当杆旋转θ=120°时，ab间电势差UAB = eq \f(1,2)BR2ω8．如图，在匀强磁场中放置一个矩形截面的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这个现象称为霍尔效应。已知导体中电流强度为I，磁感应强度为B，导体的长为a，高为b，厚为c，此时上下表面产生的电势差为U，下列说法中正确的是A.正电荷沿着电流方向移动，上表面电势低于下表面电势B.自由电子逆着电流方向移动，上表面电势低于下表面电势C.上下表面的电势差U∝ eq \f(BI,b)D.上下表面的电势差U∝ eq \f(BI,c)9．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则A.带电油滴所受静电力不变B.P点的电势将升高C.带电油滴在P点时的电势能增大D.电容器的电容减小，极板带电荷量增减小10．如图甲所示有界匀强磁场I的宽度与图乙所示圆形匀强磁场II的半径相等，不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I，从右边界射出时速度方向偏转了θ角；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场II，射出磁场时速度方向偏转了2θ角，已知磁场I、II的磁感应强度大小分别为B1、B2,粒子在磁场中的运动时间分别为t1、t2，则B1与B2的比值和t1与t2的比值分别为A. eq \f(B1,B2) = eq \f(1,2) B. eq \f(B1,B2) = cosθ C. eq \f(t1,t2) = eq \f(1,2) D. eq \f(t1,t2) = eq \f(1,2cosθ)11．如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是A.B.C.D.12．如图所示，倾角为θ的光滑足够长斜面固定在水平面上，劲度系数为k的轻质弹簧一端连在斜面底端的挡板上，另一端连接一质量为m，带电量为q的绝缘小球，装置处于静止状态。现在在空间增加一水平向右的匀强电场，场强E = eq \f(mgtanθ,q)，则下列判断正确的是A.小球沿斜面向上做加速度减小的加速运动B.小球运动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C.小球沿斜面运动到最远点时的加速度为 eq \f(qEsinθ,m)D.小球在运动过程中，电场力做功的最大值为 eq \f(2(mgsinθ)2,k)13．如图所示，在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中，有一水平的固定绝缘杆，小环P套在杆上，P的质量为m，电量为q(q>0)，P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，重力沿纸面向下，小环由静止起开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长．在运动过程中小环最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是A.当a＝0.5a0时小环的加速度一定增大B.当v＝0.5v0时小环的加速度一定减小C.若加速度最大时，小环运动时间为t，则小环位移为x = eq \f(m2g,μB2q2) - eq \f(E, μB)t + eq \f(mg,Bq)tD.当v＝0.5v0时,小环的加速度a与a0之比一定大于0.514．如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉一质量为m、边长为a、电阻为R的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时。若磁场的宽度为b（b>3a），在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0，并开始离开匀强磁场。此过程中v－t图象如图乙所示，则A.t0时刻线框的速度为v0 - eq \f(Ft,m)B.t=0时刻，线框右侧边MN两端电压为Bav0C.0～t0时间内，通过线框某一横截面的电荷量为 eq \f(Ba2,R)D.线框从1位置运动到2位置的过程中，线框中产生的焦耳热为Fb二、实验题（本题共3小题，共15分，其中第15小题4分，第16小题2分，第17小题9分）15．(1)用游标卡尺测量某些工件的外径时，示数如图甲所示，则读数为__________mm。(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图乙所示，则合金丝的直径为__________mm。16．某同学用多用电表测定一只电阻的阻值：多用电表电阻档有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量，应该选择______倍率（选填“×1k”、“×10”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是______Ω。17．在“电池电动势和内阻的测量”的实验中，已连接好部分实验电路。(保留两位有效数字)(1)按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“A”或“B”）。(3)如图丙是根据实验数据作出的U-I图像，由图可知，电源的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测____E真，r测____r真（选填“>”“<”或“＝”）。三、计算题（本题共3小题，共29分，其中第18小题7分，第19小题10分，第20小题12分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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．如图所示U形平行金属导轨与水平面成37°角，金属杆ab横跨放在导轨上，其有效长度L为0.5m，质量m为0.2kg，与导轨间的动摩擦因数μ为0.5，空间存在竖直向上的磁感应强度B为2T的匀强磁场，要使ab杆在导轨上保持静止，则ab杆中的电流的最大值不能超过多大？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)19．如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离为s时，速度恰好达到最大值(运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。求此过程：(1)速度达到最大值时，通过R的电流大小；(2)杆的最大速度vm；(3)经历的时间t。20．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。第四象限中有匀强磁场，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v0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。(1)求P点离坐标原点O的距离h；(2)若粒子恰好能返回电场，求磁感应强度B；(3)请证明：若粒子能返回电场中，在h确定的情况下，粒子在磁场中运动的入射点到出射点距离与粒子初速度v0的大小无关。
哈师大附中高二学年上学期期末考试物理试题一、选择题：（本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～14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．下列说法正确的是A.电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大B.根据公式E = eq \f(F,q)，某点的场强与检验电荷的电荷量q有关C.公式E = eq \f(kQ,r2) 和E = eq \f(F,q) 适用条件相同D.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关2．下列关于物理学史的说法正确的是A.法拉第提出了分子电流假说B.安培建立了场的概念，并引入电场线和磁感线来形象直观描述电场和磁场C.奥斯特发现了电流的磁效应，首先建立了电和磁的联系D.欧姆用实验研究了电流的热效应，总结出欧姆定律3．物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：将1m长的铜管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出，如图所示。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是(不计空气阻力，磁铁没有与管壁接触)A.如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铜管中，永远不落下来B.如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铜管中运动时间更长，但一定会落下来C.磁铁在铜管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒D.如果将铜管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间4．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段折成直角的金属导线abc，ab=bc=L，导线中通有如图的电流，电流强度为I，磁感应强度为B，要使该导线保持静止不动，应在b点加一多大的力，方向如何(导线所受重力不计)A.垂直ac斜向左上方，F= eq \r(2)BILB.垂直ac斜向左上方，F=2BILC.垂直ac斜向右下方，F= eq \r(2)BILD.垂直ac斜向右下方，F=2BIL5．四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为A.2 eq \r(2)B，方向向左 B. eq \r(2)B，方向向下C.2 eq \r(2)B，方向向右 D. eq \r(2)B，方向向上6．如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是A.线圈a有扩大的趋势B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a对水平桌面的压力FN将增大D.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流7．如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为ω逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中A.b端的电势始终高于a端B.ab杆电动势最大值E=BR2ωC.全过程中，ab杆平均电动势E=BR2ωD.当杆旋转θ=120°时，ab间电势差UAB = eq \f(1,2)BR2ω8．如图，在匀强磁场中放置一个矩形截面的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这个现象称为霍尔效应。已知导体中电流强度为I，磁感应强度为B，导体的长为a，高为b，厚为c，此时上下表面产生的电势差为U，下列说法中正确的是A.正电荷沿着电流方向移动，上表面电势低于下表面电势B.自由电子逆着电流方向移动，上表面电势低于下表面电势C.上下表面的电势差U∝ eq \f(BI,b)D.上下表面的电势差U∝ eq \f(BI,c)9．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则A.带电油滴所受静电力不变B.P点的电势将升高C.带电油滴在P点时的电势能增大D.电容器的电容减小，极板带电荷量增减小10．如图甲所示有界匀强磁场I的宽度与图乙所示圆形匀强磁场II的半径相等，不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I，从右边界射出时速度方向偏转了θ角；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场II，射出磁场时速度方向偏转了2θ角，已知磁场I、II的磁感应强度大小分别为B1、B2,粒子在磁场中的运动时间分别为t1、t2，则B1与B2的比值和t1与t2的比值分别为A. eq \f(B1,B2) = eq \f(1,2) B. eq \f(B1,B2) = cosθ C. eq \f(t1,t2) = eq \f(1,2) D. eq \f(t1,t2) = eq \f(1,2cosθ)11．如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中正确的是A.B.C.D.12．如图所示，倾角为θ的光滑足够长斜面固定在水平面上，劲度系数为k的轻质弹簧一端连在斜面底端的挡板上，另一端连接一质量为m，带电量为q的绝缘小球，装置处于静止状态。现在在空间增加一水平向右的匀强电场，场强E = eq \f(mgtanθ,q)，则下列判断正确的是A.小球沿斜面向上做加速度减小的加速运动B.小球运动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C.小球沿斜面运动到最远点时的加速度为 eq \f(qEsinθ,m)D.小球在运动过程中，电场力做功的最大值为 eq \f(2(mgsinθ)2,k)13．如图所示，在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中，有一水平的固定绝缘杆，小环P套在杆上，P的质量为m，电量为q(q>0)，P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，重力沿纸面向下，小环由静止起开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长．在运动过程中小环最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是A.当a＝0.5a0时小环的加速度一定增大B.当v＝0.5v0时小环的加速度一定减小C.若加速度最大时，小环运动时间为t，则小环位移为x = eq \f(m2g,μB2q2) - eq \f(E, μB)t + eq \f(mg,Bq)tD.当v＝0.5v0时,小环的加速度a与a0之比一定大于0.514．如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉一质量为m、边长为a、电阻为R的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时。若磁场的宽度为b（b>3a），在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0，并开始离开匀强磁场。此过程中v－t图象如图乙所示，则A.t0时刻线框的速度为v0 - eq \f(Ft,m)B.t=0时刻，线框右侧边MN两端电压为Bav0C.0～t0时间内，通过线框某一横截面的电荷量为 eq \f(Ba2,R)D.线框从1位置运动到2位置的过程中，线框中产生的焦耳热为Fb二、实验题（本题共3小题，共15分，其中第15小题4分，第16小题2分，第17小题9分）15．(1)用游标卡尺测量某些工件的外径时，示数如图甲所示，则读数为__________mm。(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图乙所示，则合金丝的直径为__________mm。16．某同学用多用电表测定一只电阻的阻值：多用电表电阻档有4个倍率：分别为×1k、×100、×10、×1，该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太小。为了较准确地进行测量，应该选择______倍率（选填“×1k”、“×10”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是______Ω。17．在“电池电动势和内阻的测量”的实验中，已连接好部分实验电路。(保留两位有效数字)(1)按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来。(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“A”或“B”）。(3)如图丙是根据实验数据作出的U-I图像，由图可知，电源的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测____E真，r测____r真（选填“>”“<”或“＝”）。三、计算题（本题共3小题，共29分，其中第18小题7分，第19小题10分，第20小题12分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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．如图所示U形平行金属导轨与水平面成37°角，金属杆ab横跨放在导轨上，其有效长度L为0.5m，质量m为0.2kg，与导轨间的动摩擦因数μ为0.5，空间存在竖直向上的磁感应强度B为2T的匀强磁场，要使ab杆在导轨上保持静止，则ab杆中的电流的最大值不能超过多大？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)19．如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离为s时，速度恰好达到最大值(运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。求此过程：(1)速度达到最大值时，通过R的电流大小；(2)杆的最大速度vm；(3)经历的时间t。20．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。第四象限中有匀强磁场，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v0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。(1)求P点离坐标原点O的距离h；(2)若粒子恰好能返回电场，求磁感应强度B；(3)请证明：若粒子能返回电场中，在h确定的情况下，粒子在磁场中运动的入射点到出射点距离与粒子初速度v0的大小无关。
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