甘肃省玉门市油田第一中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

这是一份甘肃省玉门市油田第一中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

命题：
★重要说明：题号后标有（A）为（1）（2）（3）三个班做，标有（B）为（6）（7）（8）三个班做。没有标识的所有学生都做。请将答案写于答题卡上。
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。其中1～9为单选题，10～14为多选题，全部选对的得3分，选不全的得1.5分，有选错或不答的得0分）
1. 一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为（ ）
A．水平向北 B．水平向南 C．竖直向上 D．竖直向下
2.下列说法中正确的是 ( )
A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
C.磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场 D.放入磁场中的电流元受力方向即该点的磁场方向
3. 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ. 如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是（ ）
A. 金属棒质量变大，θ角变大 B. 两悬线等长变短，θ角变小
C. 棒中的电流变大，θ角变大 D. 磁感应强度变大，θ角变小
4. 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）．则（ ）
A． 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B． 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C． 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D． 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左
5.如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A. 2 B. 2
C. 1 D. 22
6. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F. 两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为（ ）
A. 112 F B. 34 F C. 43 F D. 12F
7.(A)如图所示，在半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场。一个电子以速度为V0，从M点沿半径方向射入该磁场，从N点射出，速度方向偏转了60。则电子从M到N运行的时间是 ( )
A． 2πRV0 B． 2πR3V0
C． πR3V0 D．3πR3V0
(B)质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示. 下列表述正确的是（ ）
A. M带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率
C. 洛仑兹力对M、N做正功 D. M的运行时间大于N的运行时间
8.（A）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表. 初始时与S0 、S均闭合，现将S断开，则（ ）
A .的读数变大，的读数变小 B. 的读数变大，的读数变大
C .的读数变小，的读数变小 D. 的读数变小，的读数变大
（B)在右图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是（ ）
A. 变大，变大 B. 变小，变大
C. 变大，变小 D. 变小，变小
9.（A）如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )
A.O点的电场强度为零,电势最低
B.O点的电场强度为零,电势最高
C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低
（B）如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( )
A.1、2两点的场强相等 B.1、3两点的场强相等
C.1、2两点的电势相等 D.2、3两点的电势相等
10. 一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球 ( )
A.做直线运动 B.做曲线运动
C.速率先减小后增大 D.速率先增大后减小
11.如图，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机M的电阻RM=1Ω，电阻R=1.5Ω，此时电动机正常工作，理想电压表的示数为3V．则 （ ）
A．电动机两端的电压为2V B．电动机两端的电压为6V
C．电动机转化为机械能的功率为12W D．电动机转化为机械能的功率为8W
12. 如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（ ）
A.导线中电流强度变大 B.线框向右平动
C.线框向下平动 D.线框以长直导线为轴转动
13.（A） 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是( )
A.电场方向沿cb方向
B.坐标原点处的电势为1 V
C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
（B）下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有（ ）
A. 电场强度 E=Fq B.电场强度E=Ud
C. 电场强度 E=kQr2 D.电场力做功W=Uq
14.（A）如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放与粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（ ）
A．a、b一起运动的加速度减小
B．a、b一起运动的加速度增大
C．a、b物块间的摩擦力减少
D．a、b物块间的摩擦力增大
（B）有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是 ( )
A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力不做功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
玉门油田第一中学2020-2021学年第一学期期末考试
高二物理答题卷
班级__________ 姓名__________ 考号__________
一、选择题
二、填空题(每空2分，共20分。)
15. 在匀强磁场中，某一通电导线与磁场方向垂直，导线长L=0.2m，导线中电流I=1A，其所受到的安培力F=0.4N，则该匀强磁场的磁感应强度B=______T，若导线中的电流增大为2A，此时导线所受到的安培力F′=_________N。
16. 面积0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是______Wb，当导线环转过90°时，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为______Wb
17. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：
电流表A1(量程0～30mA);
电流表A2(量程0～100mA);
电压表V(量程0～6V);
滑动变阻器R1(阻值0～5Ω);
滑动变阻器R2(阻值0～300Ω);
开关S一个,导线若干条。
某同学的实验过程如下：
Ⅰ.设计如图甲所示的电路图,正确连接电路。
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图乙所示的图线。
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。
回答下列问题：
①电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。
②由图乙的图线,得电源内阻r= Ω。
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx= ,代入数值可得Rx。
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围 ,电压表示数变化范围 。(选填“相同”或“不同”)
三、计算题(本题共4小题，共38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. (8分)（A）如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω．一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．金属导轨是光滑的，取g=10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力大小；
（2）通过金属棒的电流；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
（B）如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态. 已知金属棒长L＝0.1m，质量m＝0.05kg，棒中通有I＝10A的向右的电流，取g =10m/s2.
（1）若磁场的磁感应强度B=0.2T，求此时金属棒受到的安培力F的大小；
（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小.
19. （10分）一电子（e，m）以速度V0与x轴成30°角从O点垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经一段时间后，打在x轴上的P点，如图所示，则：
（1）P点到O点的距离为多少？
（2）电子由O点运动到P点所用的时间为多少？
20. （10分） 如图所示,长L=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)小球所受电场力F的大小。(2)小球的质量m。(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度V的大小。
y
x
P1
P2
P3
0
21.（A） （10分）如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y ＝-2h处的P3点。不计重力。求
（l）电场强度的大小。
（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。
（3）磁感应强度的大小。
（B）如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强E的大小。
(2)粒子从电场射出时速度v的大小。
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
物理答案
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。）
A卷
B卷
二、填空题(每空2分，共20分。)
15. 2； 0.8 16. 0.2； 0
17. ①A2 R2 ②25 ③ QUOTE -r ④相同 不同
三、计算题(本题共4小题，共38分。)
18. （A）（1）作出金属棒的受力图，如图．
则有F=mgsin30° F=0.1N
（2）根据安培力公式F=BIL得
得I=FBL=0.5A
（3）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r）
解得： R=EI-r=23Ω
（B）（1） 0.2N (4分) （2） 0.5T (4分)
19.带电粒子在磁场中偏转，其轨迹如图，
根据洛伦兹力提供向心力则有
qvB=mv2r ,得 r=mvBqT=2πmBq
即PO=r=mv0eB ，运动时间t=T6=16 2πmBq=πm3eB
20. (1)根据电场强度定义式可知,小球所受电场力大小为:F=qE=1.0×10-6×3.0×103N=3.0×10-3N。
(2)小球受力分析如图所示
根据共点力平衡条件和图中几何关系有:mgtan37°=F
解得:m=4.0×10-4kg。
(3)撤去电场后,由动能定理可得:mgl(1-cs37°)=mν2-0
解得:v==2.0m/s。
y
x
P1
P2
P3
0
2h
h
2h
θ
v
C
21. （A）（1）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P1到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律及运动学公式有
qE ＝ ma ①
v0t ＝ 2h ②
③
由①、②、③式解得 ④
（2）粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0，以v1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度和x轴的夹角，则有
⑤
⑥
⑦
由②、③、⑤式得v1＝v0 ⑧
由⑥、⑦、⑧式得 ⑨
⑩
（3）设磁场的磁感应强度为B，在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
⑾
r是圆周的半径。此圆周与x轴和y轴的交点分别为P2、P3。因为OP2＝OP3，θ＝45°，由几何关系可知，连线P2P3为圆轨道的直径，由此可求得
r＝ ⑿
由⑨、⑾、⑿可得

（B）(1)匀强电场场强E=Ud
(2)根据动能定理qU=12mv2,解得v=2qUm
(3)根据洛伦兹力提供向心力qvB=mv2R
解得R=mvqB=1B2mUq

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
A
C
D
D
C
D
B
B
BC
BD
AB
BD
AC
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
A
C
D
D
C
A
B
D
BC
BD
AB
AD
BC