2021张家口张垣联盟高二上学期阶段检测物理试题含答案

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张垣联盟2020-2021学年第一学期阶段测试卷高二物理注意事项:1.本试卷共100分，考试时间90分钟。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。第I卷（选择题共40分）一、选择题:本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.有关静电场和磁场的说法正确的是A.电场强度为零的位置电势也为零B.和都是比值定义式C.磁感线、电场线都是非闭合的D.带电粒子在电场和磁场中都一定会受到力的作用2.有一根长为0.5m的通电导线，把它放入磁感应强度为1.2T的匀强磁场中，通过导线的电流为5A。则通电导线受到的磁场力的大小不可能为A.ON B.1.5NC.3N D.3.5N3.匀强磁场垂直纸面向里，在磁场中某点同时释放两个带电粒子a和b，速度大小和方向均相同，运动轨迹如图所示。不计带电粒子的重力，下列判断正确的是A.粒子a带正电，粒子b带负电B.粒子a的比荷（）较大C.粒子b的运动周期较小D.粒子b的向心加速度较小4.如图，虚线MN的上方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，带负电粒子从M点垂直磁场方向射入磁场，从N点射出磁场。已知带电粒子的质量为m，带电量为-q，磁感应强度为B，入射速度大小为v，与磁场边界的夹角为45°，M点和N点之间的距离为L。下列关系式正确的是A.qv=mBL B.2mv=qBLC.mv=qBL D.2qv=mBL5.正点电荷与接地金属空腔产生的电场线分布如图（左下）所示，O为直电场线上一点，c、d两点关于O点对称。下列判断正确的是A.空腔是等势体，电势大于零B.c、d两点的电场强度相同C.a点的电势低于b点的电势D.将正点电荷从c点移到d点的过程中，电场力始终不做功6.如图（右上）所示，长方形ABCD区域内存在竖直向下的匀强电场，质量为m、带电量为q的正离子从A点以初速度v0垂直射入匀强电场，恰好从C点射出。已知AB边长2L，AD边长3L，离子重力不计。则匀强电场的电场强度为A. B.C. D.7.如图所示，当电阻箱接人电路的阻值为R0时，理想电压表的示数为U；当电阻箱接入电路的阻值为3R0时，理想电压表的示数为2U。则电源的电动势E和内阻r分别为A.E=2U，r=R0 B.E=4U，r=3R0C.E=3U，r=2R0 D.E=5U，r=4.5R08.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要设备，构造原理如图所示。离子源S产生的各种不同正离子束（初速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔O垂直于磁感线进入磁感应强度为B的匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点，P点到小孔O的距离为x。下列关于x与的图像可能正确的是A. B.C. D.二、选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。9.下列单位中与磁感应强度单位一致的是A. B.C. D.10.某兴趣小组探究测定环形电流产生磁场的磁感应强度的方法，如图甲所示，在竖直平面内南北方向放置环形导线PQ，环形导线的圆心和小磁针的中点重合，小磁针可绕其中点自由转动。导线中没有通电时，小磁针的N极指向北方，与环形导线平面平行；给导线通人电流后，小磁针静止时N极停在北偏东53°的位置，俯视如图乙所示。已知此地的地磁场水平分量为B0，sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列说法正确的是A.环形导线中通有从P到Q的电流B.环形导线中通有从Q到P的电流C.电流在圆心处产生磁场的磁感应强度大小为D.s电流在圆心处产生磁场的磁感应强度大小为11.如图甲所示，电源内阻为r，R1、R2为定值电阻，R1＞r，R为磁敏电阻，其阻值随磁感应强度的变化规律如图乙所示。当R处磁感应强度增强时，电压表的示数变化量为△U，电流表的示数变化量为△I。下列说法正确的是A.△U＞0，△I＜0B.电阻R1消耗的电功率增大C.电阻R2消耗的电功率增大D.电源的输出功率增大12.如图所示，竖直面内有一长为2L的绝缘轻杆，中点O固定在转轴上，轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力），小球的质量均为m，带电量大小均为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E。开始时，两小球分别在A、B位置，轻杆与电场方向成53°夹角。在静电力作用下，轻杆绕转轴转到水平位置，取O点的电势为0，不计一切摩擦和两小球间的库仑力。sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列说法正确的有A.转动中两小球的电势能始终相等B.该过程两小球的总电势能保持不变C.转到水平位置时小球的速度大小为0D.转到水平位置时轻杆中弹力的大小为第Ⅱ卷（非选择题共60分）三、非选择题:本题共6小题，共60分。解答题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。13.（6分）某同学用多用电表测量一只电阻的阻值，标称阻值为1500Ω。多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1。（1）该同学进行机械调零后应将选择开关旋转到____________位置；（2）将红、黑两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在___________（选填“左侧”或“右侧”)0刻度线位置；（3）该同学进行测量后，刻度盘上的指针位置如图所示，则该电阻的测量值是__________Ω；测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”），其原因可能是____________。A.电池电动势降低B.电池内阻增大C.测量时，双手接触了表笔金属部分14.（8分）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）定值电阻R0（阻值为4Ω）滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流1A）:待测电池组（电动势约为3V）开关，导线若干（1）该小组连接的实物电路如图甲所示，请在图乙的方框中画出电路图；（2）调节滑动变阻器的滑片P，得到几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图象，如图丙所示。根据图象可知，电池组的电动势为___________V，内阻为___________Ω（结果均保留两位有效数字）；（3）该小组同学还测量了另一组电池的电动势和内阻，得到它们的路端电压和电流的关系如图丁所示。当通过两电源的电流相等时，电源___________（选填“1”或“2”）的输出功率较大。15.（8分）如图所示，水平导轨间距为L=0.3m，导轨电阻忽略不计；金属棒ab的质量m=0.6kg，电阻R0=0.3Ω，与导轨接触良好:电源电动势E=5V，内阻r=0.2Ω。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面、金属棒ab垂直。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求:（1）当电阻箱接入电路的阻值为R=2Ω时，金属棒ab受到的安培力大小；（2）为使金属棒ab不滑动，电阻箱接人电路的阻值应满足的条件。16.（10分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=3Ω，R2=12Ω，R3=4Ω，C为水平放置的平行板电容器，其电容C=2×10-6F。求:（1）平行板电容器所带的电荷量Q；（2）电阻R2消耗的电功率P2。17.（13分）如图所示，平行边界MN间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边界间距为d，磁感应强度为B。质量为m、电量为q的正离子（不计重力）从边界M上的A点进入磁场，速度与边界的夹角为θ=37°，从边界N上的C点垂直边界射出磁场。sin37°=0.6，cos37°=0.8。求:（1）正离子进入磁场的速度大小v0；（2）正离子在磁场中运动的时间t；（3）若入射速度不变，正离子不能从边界N射出磁场，磁感应强度应满足什么条件。18.（15分）如图所示，质量为m、带正电的小球（可视为质点）用细线悬挂在O点，小球带电量为q，细线的长度为L。把细线拉至水平位置，由静止释放小球，当小球运动到最低点A时细线恰好断裂，此时小球恰好与水平面接触而无弹力作用；然后小球沿光滑的水平面运动，水平面上方虚线之间存在水平向右的匀强电场，电场强度为，然后小球从C点进入半径为L的圆形区域，其圆心为0′，AC之间的距离为2L；圆形区域内存在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B。已知，重力加速度为g，A、C、O′在同一水平线上。（1）求细线能承受的最大拉力；（2）求带电小球进入圆形区域时的速度大小；（3）若带电小球在圆形区域内沿CO′做直线运动，求匀强电场E的大小；（4）若圆形区域内匀强电场，求带电小球在圆形区域内运动的时间是多少。2020-2021学年第一学期阶段测试卷高二物理参考答案2.【解析】当通电导线与磁场垂直时，安培力最大，Fmax=BIL=3N，所以通电导线受到的磁场力的大小不可能为3.5N，故选D。3.【解析】带电粒子a做顺时针方向的圆周运动，带电粒子b做逆时针方向的圆周运动，根据左手定则可知粒子a带负电，粒子b带正电，故A错误；由得，带电粒子a做圆周运动的半径较大，比荷（）较小，故B错误；由可知粒子b的运动周期较小，故C正确；可知粒子b的向心加速度较大，故D错误。7.【解析】当电阻箱接入电路的阻值为R0时，由闭合电路欧姆定律得:；当电阻箱接入电路的阻值为3R0时，由闭合电路欧姆定律得:，解得:E=4U，r=3R0，故B正确，ACD错误。8.【解析】粒子在电压为U的电场中加速时，据动能定理得:，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由顿第二定律有:，由几何关系可知:x=2r，解得：，故B正确，ACD错误。10.【解析】环形导线PQ在竖直平面内南北方向放置，无电流时小磁针N极指向北方，通电后小磁针N极指向北偏东53°，环形导线电流产生的磁场在圆心处指向东方，根据安培定则可知环形导线中通有从Q到P的电流，故A错误，B正确；根据磁感应强度的叠加原理可知:，所以，故C错误，D正确。11.【解析】当R处磁感应强度增强时，磁敏电阻R的阻值增大，根据“串反并同”可知电压表示数增大，电流表示数减小，所以△U＞0，△I＜0，故A正确根据“串反并同”可知电阻R1消耗的电功率减小，电阻R2消耗的电功率增大，故B错误，C正确；由于R1＞r，外电阻大于电源内阻，当磁敏电阻R的阻值增大时电源的输出功率减小，故D错误。12.【解析】轻杆绕转轴转到水平位置，根据匀强电场中电势差与场强的关系得:UOA=Ed=ELcos53°，取O点的电势为0，则有:，解得:，同理可得:，又根据电势能与电势的关系得A小球的电势能为:，，转动中两小球沿电场线方向的距离d相等，所以两小球的电势能始终相等，故A正确；转动中两小球都沿电场力方向移动一段距离，根据电场力做功的条件可知，该过程静电力对两小球均做正功，所以该过程两小球的总电势能减小，总动能增大，转到水平位置时小球的速度大小不为0，故B、C错误；根据能量守恒定律得:，对A球由牛顿第二定律得:，解得:，故D正确。13.【答案】（1）×100（1分）；（2）右侧（1分；（3）1300（2分），偏小（1分），C（1分）14.【答案】（1）见解析（2分）；（2）2.9（2分）1.7～1.9（2分）；（3）1（2分）【解析】（1）由实物图画电路图，如下:（2）由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压U=E-I（r+R0），图象的纵轴截距表示电源电动势:E=2.9V，图象斜率的绝对值:，所以电源内阻:r=1.8Ω；（3）当通过两电源的电流相等时，电源1的路端电压U1于电源2的路端电压U2，由P出=UI可知，电源1的输出功率较大。15.【答案】（1）F=1.2N（2）R′≥0.5Ω。【解析】（1）当电阻箱接入电路的阻值为R=2Ω时，由闭合电路欧姆定律得（1分）金属棒ab受到的安培力大小为F=BIL（1分）解得:F=1.2N…………（1分）（2）金属棒ab受到的最大静摩擦力为……（1分）根据题意可知……（1分）又F′=BI′L…………（1分） …………（1分）解得:R′≥0.5Ω （1分）16.【答案】（1）Q=9×10-6C；（2）。【解析】（1）电阻R2与R3并联后与R1串联，电容器两极板间电压等于R2两端的电压，得 （2分）由闭合电路欧姆定律得…………（2分）由欧姆定律得U2=IR23…………（1分）平行板电容器所带的电荷量为Q=CU2…………（1分）解得:Q=9×10-6C（1分）（2）电阻R2消耗的热功率为……………（2分）解得:………………（1分）17.【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得……………………（2分）由洛伦兹力提供向心力得…………（2分）解得:…………（1分）（2）正离子在磁场中运动的周期为…………（1分）正离子在磁场中运动的时间为…（2分）解得:……（1分）（3）若正离子不能从边界N射出磁场，作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得r2+r2cos37°≤d…………（2分）由洛伦兹力提供向心力得（1分）解得:……（1分）18.【答案】（1）Tmax=3mg； （2）；（3）； （4）。【解析】（1）由机械能守恒定律得…………（1分）在最低点，由牛顿第二定律得……（2分）解得:Tmax=3mg…………（1分）（2）从A点到C点，由动能定理得………（2分）解得:…………（1分）（3）若带电小球在圆形区域内沿CO′做直线运动，由平衡条件得Eq=mg+qv2B…………（2分）解得:…………（1）（4）若匀强电场，则电场力与重力平衡，带电小球在圆形区域内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得……（1分）解得:R=L（1分）带电小球在圆形区域内运动圆周，时间为…………（2分）解得:…………（1分）题号123456789101112答案BDCBCABBACBDACAD