北京市西城区2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

这是一份北京市西城区2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题，共11页。试卷主要包含了0×10-17kg，q=1，5m，0m，07； 0等内容，欢迎下载使用。

本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）
1．磁场中某一点磁感应强度的方向与
A．小磁针S极在该点所受磁场力的方向一致
B．运动的正点电荷在该点所受磁场力的方向垂直
C．一小段通电直导线在该点所受磁场力的方向一致
D．正点电荷在该点运动的速度方向垂直
2．如图， A、B 为一对等量同种电荷连线上的两点 （其中 B 为中点），C 为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为 q 的负点电荷自 A 沿直线移到 B 再沿直线移到 C，则该电荷的电势能的变化情况是
A．先增大后减小B．一直减小
C．先减小后增大 D．一直增大
3．下列关于电磁波和能量量子化的说法正确的是
A．量子的频率越高，其能量越大
B．法拉第最先预言了电磁波的存在
C．微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长顺序由短到长
D．从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站，至少需要103s
I
t
O
甲
乙
R
4．用如图甲所示的装置观察电容器的充、放电现象，图中用电流表符号表示电流传感器。单刀双掷开关S原来跟2相接，现开关改接1，电流传感器所得I-t图像如图乙所示。待充电完成后，开关接到2，则电流传感器得到的I-t图应是
I
t
O
I
t
O
O
I
t
O
I
t
A B C D
5．在如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻元件的电压与电流的关系。现用该电源直接与元件连接成闭合电路。则此时
A．电源将其它能转化为电能的功率为18W
B．该元件的电阻为2Ω
b
2
U/V
4
6
8
0
I/A
2
4
1
3
a
C．该元件发热功率为6W
D．电源外电路与内电路消耗功率之比为2:3
6．要测绘一个3.8V灯泡L的伏安特性曲线，选用了电池组（电动势为4 V，内阻约为0.04Ω）、电流表（量程0～0.6 A，内阻约0.3Ω）、电压表（量程0～5 V，内阻约5kΩ）、开关、导线和滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）。为了安全、准确地完成实验，应该选用的电路图为
R
L
E
S
A
V
×
R
L
V
A
E
S
×
R
L
E
S
A
V
×
R
L
V
A
E
S
×
C
B
D
A
乙
O
t/s
I/A
T
I0
甲
O
t/s
I/A
T
I0
-I0
7．两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为
A． 1: B． 5∶4 C．3∶4 D．3∶2
8. 如图是一个双量程的电流表，使用A、B两个端点时量程为0~1A；使用A、C两个端点时量程为0~0.1A。已知表头的内阻 Rg为500 Ω，满偏电流 Ig 为1mA，则
A．R1≈45Ω
B．R2≈50Ω
C．R1=10R2
D．R2=9R1
9．我国新能源电动汽车和5G的普及，都需要大量的电力支持。设我国东部省份新增电动汽车400万辆，其中1/16的车处于充电状态，平均每个充电桩40千瓦；5G基站的数量是500万个，一个5G基站需要4千瓦的供电。利用西电东送的战略，把西部以清洁能源为主所发的电，采用800kV特高压直流输电，送到东部省份，输电电阻为1Ω。则既要满足新增电动车充电需求又要满足5G基站供电需求，发电厂所发电的总功率中，消耗在输电导线上的电功率约为
A.10万千瓦 B.140万千瓦 C.2000万千瓦 D.3000万千瓦
L
v
α
q
m
如图，真空中有一带电粒子，质量为m、电荷量为q，以速度v垂直于磁场边界进入磁感应强度为B的匀强磁场，穿出磁场时速度方向和入射方向的夹角为α＝37°。不计粒子所受重力。已知：m=6.0×10-17kg，q=1.5×10-15C，v=1.0×102m/s，B=2.0T。则有界匀强磁场的宽度L为
0.5m
1.2m
1.6m
2.0m
二、多项选择题（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，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。）
11．如图，取一对不带电的，有绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触。把带正电荷的物体C移近导体A，会发现两端的金属箔均张开。然后先手持绝缘柱把导体A和B分开，再移开C。移开C之后，下列说法正确的是
A．A带正电，B带负电
B．A带负电，B带正电
C．A、B上的金属箔片完全闭合
D．A、B上的金属箔片仍张开一定角度
12. 如下左图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。则
A．当开关S突然闭合时，A灯泡马上亮，B灯泡逐渐亮
B．当开关S突然闭合时，A、B灯泡均马上亮，之后B灯泡逐渐熄灭，A灯泡变得更亮
C．当开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭
D．当开关S由闭合变为断开时，A灯泡马上熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭
L
A
B
S
13．如上右图所示，用条形磁铁的磁极靠近铝环，下列关于电磁感应现象的说法正确的是
A．N极靠近闭合的铝环A，环A被排斥，环A中有逆时针方向的电流
B．N极靠近断开的铝环B，环B不动，但环B中有逆时针方向的感生电场
C．S极靠近闭合的铝环A，环A被吸引，环A中有顺时针方向的电流
D．S极靠近断开的铝环B，环B被吸引，环B中有顺时针方向的感生电场
14. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为e，质量为m）经电压为U1的电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的匀强电场，两极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为U2。电子射出电场时速率为v，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y。则下列判断正确的是
l
y
d
A
B
e
m
U1
U2
v
A．
B．
C．
D．
三、实验题（本题共2小题，共20分。）
15．（1）用图1所示的多用电表测量一个阻值约为2kΩ的电阻，要用到图中三个部件K、S和T。请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件________（填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。
②将选择开关旋转到“Ω”挡×100的位置。
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，旋动部件________（填字母“K”、“S”或“T”），使电表指针对准电阻的________。（填“0刻线”或“刻线”）
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图2所示，该电阻的阻值为________Ω。
⑤图1
测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。
图2
（2）如图3所示，H是一根表面均匀地镀有很薄的电阻膜的长陶瓷管(其长度L约为50cm，直径D约为10cm)。镀膜材料的电阻率ρ已知，管的两端有导电箍MN。若只给你米尺、电压表、电流表、电源E、阻值较大的滑动变阻器R，和开关S及若干导线，请依下列设计完成膜层厚度d的测定：
①实验中应测定的物理量是________。
②用符号画出测量电路图。
③计算膜层厚度的公式是________。
④为了检验测量结果，如图4再用螺旋测微器测量金属膜的厚度为________mm。
0
20
10
图4
图3
M
N
H
16．用如图所示电路测一个充电宝在电量100%时的电动势E和内电阻r，测量数据如下表：
电压表
电流表
充电宝
保护电阻
开关
滑动变阻器
I/A
U/V
（1）在U-I图中画出五组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点做出U-I图线，并由图线求出：E＝________V，r＝________Ω。（结果保留两位小数）
（2）某位同学在做实验过程中，当滑动变阻器滑片在某一位置时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当把滑片移动到另一位置时，电压表和电流表读数分别为U2和I2。由此两组数据可得充电宝的电动势为E＝________。
（3）第（1）题中用图像处理多组测量数据求得结果的方案甲，与第（2）题中用两组数据代入方程求得结果的方案乙相比较，方案________可以减小偶然误差。
四、论述、计算题（本题共4小题，共34分。）
解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。）
17.（8分）有一个密封盒，其表面有一灯泡L与一可变电阻器R。为了探究密封盒里灯泡L和可变电阻R是如何连接的，小明首先选用了内阻可忽略的3V的低压电源，连接了如图所示的电路，闭合开关，灯泡L发光；他将可变电阻器的电阻R增大，观察电流表示数及灯泡亮度，结果记录在下表中。
A
内阻可忽略的低压电源
电流表
灯泡L
可调电阻器R
开关
密封盒
（1）请判断盒中的R与L是如何连接的，并说明理由；利用表中的数据，求灯泡的电阻值。
（2）将两个1.5V的旧电池串联来代替低压电源，进行同样的实验。发现当R增大时，灯泡的亮度会发生变化，请解释这一现象。
18.（6分）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴OO′以角速度ω匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
在下图中画出0时刻，沿固定轴OO′从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
L
K
N
M
B
30°
ω
O
O′
求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
B
O
19．（10分）对物理现象、概念、规律的描述可以采用多个方法，比如文字描述、公式法、图示法、图像法等。
（1）请根据电场强度的定义和库仑定律推导出电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式。在图1中用有向线段画出点电荷的电场线的大致分布，并用虚线画出等势面的大致分布。
（2）如图2，以产生匀强电场的电容器正极板所在位置为O点，建立x轴；取向右为E的正方向，正极板的电势为零，在图3中分别完成E-x图、φ-x图，用图线表示电场强度E、电势φ沿x轴(x>0)的变化情况。
O
x
E
O
x
图2
图1
O
x
φ
图3
F
洛
F
安
l
20．（10分）如图，一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。将导线放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，且电流方向与B垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为，推导=。
北京市西城区2020 — 2021学年度第一学期期末试卷
高二物理参考答案 2021.1
一、单项选择题（每小题3分，共30分。）
二、多项选择题（每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。）
三、实验题（除15题（2）①空、16题（1）图外，其余每空或每图1分，共20分。）
A
S
V
M
E
H
R
N
15．（1）①S ③T； 0刻线 ④1.9×103
（2）①L、D、U、I（4分）
②见图
③d＝eq \f(LρI,πDU)
④0.671
（1）见图（5分）；5.07； 0.11 （2） （3）甲
U/V
I/A
0.90
1.10
1.30
1.50
1.70
1.90
4.85
4.90
4.95
5.00
四、论述、计算题（本题共4小题，共34分。）
17．（1）灯泡L发光，电流表示数随可变电阻R改变而变化，说明L与R既没有断路也没有短路，它们不是串联就是并联；假设L与R串联，则L亮度应随R改变而变化，但L亮度实际不变，可判断L与R是并联。由于低压电源内阻可忽略，路端电压U=E；并联电路有 代入数据解得RL = 10Ω （4分）
（2）当R增大时，外电路电阻增大；电池有内阻，根据闭合电路欧姆定律，路端电压也增大；则并联的L两端电压增大，灯泡亮度发生变化。 （4分）
B
O
30°
M
N
i
18．（1）见图 （2分）
（2）0时刻，线框中产生的感应电动势瞬时值
e0 = BSω cs30°
经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式
e = BSω cs(30°+ωt) （4分）
19．（1）在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷。
根据库仑定律检验电荷受到的电场力 ；
根据电场强度的定义得（4分）
电场线、等势面的大致分布见右图 （2分）
O
x
E
O
x
φ
（2）见下图 （4分）
20．设时间内通过导体横截面的电量为，有（2分）
每个自由电子所受的洛伦兹力 （2分）
设导体中共有N个自由电子 （2分）
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和 （2分）
由安培力公式，有 得 （2分）
U/V
4.97
4.92
4.91
4.90
4.86
I/A
0.91
1.18
1.45
1.55
1.90
R/Ω
I/A
灯泡亮度
5
0.9
保持不变
15
0.5
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
C
D
A
B
D
B
B
题号
11
12
13
14
答案
BD
BD
AB
ACD