辽宁省丹东市2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

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满分100分，考试时间75分钟
命题人：张玉玺 李 姝 校对、审核：裴 为
选择题（本题共10小题。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，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1.关于磁感应强度，下列说法正确的是
A. 由可知，B与F成正比、与成反比
B. 通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即)
C. 通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线
拿走，该点的磁感应强度就为零
D. 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一
确定的，与通电导线无关
2.如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为
A. B.
C. D.
3. 如图所示，一根横截面积为S的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。棒单位长度所带电荷量为-q，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向
A．vq ，方向与v的方向相反 B．vqS，方向与v的方向相同
C．vqS ，方向与v的方向相同 D．vqS ，方向与v的方向相反
4.如图所示，匝数为n的线圈绕在铁芯上，线圈电阻为r，铁芯处于一个均匀减弱的磁场中，铁芯中磁通量随时间的变化率为k，磁场方向沿轴线向右穿过铁芯，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为。由此可知，下列说法正确的是
A．电容器左极板带正电
B．电容器右极板带正电
C．电容器所带电荷量为n2kc
D．在时间内通过定值电阻电荷量为
5.如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是
A．适当增大电场强度E
B．适当增大磁感应强度B
C．适当增大加速电场极板之间的距离
D．适当减小加速电压U
6.将一根粗细均匀的导线折成如图所示的闭合线框，线框上C、D连线的左侧是半径为r的半圆，右侧与C、D连线形成等边三角形。将线框放在光滑水平面上，其右侧为磁感应强度为B、方向垂直水平面向下的匀强磁场（虚线为磁场边界），现用外力拉着线框以速度v匀速向右进入该磁场，且运动过程中C、D连线与磁场边界始终平行，下列说法正确的是
A.线框进入磁场的过程中产生的感应电动势均匀增大
B.线框感应电流方向为顺时针方向
C. 线框进入磁场的过程中
D. C、D连线到达磁场边界时，C、D两端的电压为
7．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。质量相同的可看做质点的甲、乙两个小球，甲球不带电、乙球带负电。现将两个小球在轨道AB上分别从相同高度处由静止释放，都能通过圆形轨道最高点，则
A．经过圆形轨道最高点时，甲球的速度比乙球小
B．经过圆形轨道最高点时，甲球的速度比乙球大
C．经过轨道最低点时，乙球对轨道的压力大于甲球对轨道的压力
D．经过轨道最低点时，甲、乙两球对轨道的压力大小相等
8.如图所示，图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将干电池提供的直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法中正确的是
A. 开关闭合时电压表 eq \\ac(○,V)的示数为
B. 开关闭合时电压表 eq \\ac(○,V)的示数
C.实现点火的条件是
D.实现点火的条件是
9. 如图所示为交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动，线圈转动的过程中，下列叙述中正确的是
A．线圈在甲图所在位置处磁通量最大
B．线圈在乙图所在位置处磁通量最大
C．线圈在甲图所在位置处电流最大
D．线圈在乙图所在位置处电流最大
10.如图所示，直角三角形AOB（其两直角边OA=OB=），处于足够大的匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行。带正电的粒子在三角形平面内，从A点沿垂直于AO方向以速度v射出（如图），运动过程中经过B点，且粒子运动到B点时速度大小仍为v 。若O点电势为零，A点电势为，粒子的重力忽略不计，下列说法中正确的有
A.B点的电势为
B.粒子的比荷为
C.电场强度大小为
D.粒子由A点运动到B点的过程中，电势能先增大后减小
二、实验题（共2小题，共14分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程）
11．（6分）在“测量某未知材料的电阻率”的实验中，需要用伏安法测定这段材料两端的电压和通过其的电流，以及这段金属材料的长度和直径。
（1）如下图所示：
甲图中用20分度的游标卡尺测量金属材料的长度为_______cm；
乙图中用螺旋测微器测量金属材料的直径为_______mm。
（2）实验中，先将电压表接a点，读得两表示数分别为U1=3.0V，I1=3.0mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2=2.4V，I2=3.2mA，则下列说法正确的有
A.电压表接到b点误差较小
B.待测电阻的准确值是750Ω
C.待测电阻的准确值大于1000Ω
D.待测电阻的阻值介于750Ω到1000Ω之间
12.（8分）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大测量值为3 V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装为最大测量值为600 mA的电流表，则R1=___________Ω。（结果保留两位有效数字）。
（2）通过移动滑动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙所示的图像。某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则此时通过电源E的电流为_______mA（结果保留三位有效数字），电源E的电动势等于_________V，内阻等于_______Ω。（结果均保留三位有效数字）
三、计算题（共40分。解答过程必须写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只有最后结果的不给分）
13.（12分）长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场。一个带电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：
(1) 粒子从下极板边缘射出时的速率
(2) 匀强电场的电场强度大小。
14.（13分）如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于点O，二者夹角，在MO右侧区域存在一矩形匀强磁场，磁感应强度B=0.1T、方向垂直纸面向里，MO为磁场的一条边界线。现有一群质量为m=6.4×10-20kg电量为q=3.2×10-19C的带正电粒子在纸面内沿相同方向以不同大小的速度v（0≤v≤0.05m/s）从O点射入磁场，所有粒子从边界线MO射出时，速度方向均平行于PQ向左。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力(各问结果均保留2位有效数字），求：
（1）以速度大小为v=0.05m/s射入磁场的粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R及该粒子在边界线MO上的出射点到O点的距离L；
（2）粒子在磁场中的运动时间；
（3）矩形磁场区域的最小面积。
15.（15分）如图所示，倾角为θ的斜面内有一宽度为、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直斜面向下。将边长为a、质量为m、总电阻为的正方形导线框以某一速度沿斜面向上弹出，垂直磁场边界穿过磁场。线框向上离开磁场时的速度刚好是刚进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段距离，然后沿斜面向下运动并匀速进入磁场。正方形导线框与斜面间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为 g，整个运动过程中线框不发生转动。（忽略空气阻力）求：
(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度；
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度；（1、2问用字母表示）
(3)若已知a=10cm，m=10g，R=0.1Ω，θ=53°，b=30cm，B=0.5T，μ=0.5
试求线框在上升阶段通过磁场的过程中产生的焦耳热。（sin53°=0.8 cs53°=0.6，取g=10m/s2）