2021淮北一中高二上学期期末考试物理试题含答案

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淮北一中2020-202学年度高二第一学期期末考试物理试卷 考试时间：90分钟 满分：100一、单选题（每题4分，共32分）1．下列说法正确的是（　　）A．电动势公式中的W与电压中的W一样，都是电场力做的功B．电势降低的方向就是电场强度的方向C．若电荷由A点移到B点的过程中，除电场力做正功外，还有其它力做功，但电势能的减少量仍等于这一过程中电场力所做的功D．处于静电平衡的导体，由于导体内部场强为零，所以导体内的电势也为零2．如图所示，真空中存在两个等量的正点电荷，A、B是两点电荷连线上的两点，到中点O的距离相等，C、D是两点电荷连线中垂线上的两点，到中点O的距离也相等。若取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）A．O点的电场强度为零，电势也为零B．A、B两点的电场强度相同C．负电荷从C点移动到B点，其电势能减小D．负电荷从D点移动到C点，电场力一直做正功3．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．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力作用下运动时，在磁场力的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　）A．向右加速运动 B．向左加速运动C．向右匀速运动 D．向左减速运动5．如图所示的电路中，电源内阻为r，当R1的滑片向右移动时，R1的阻值变化为ΔR1，电压表V1和电压表V2的示数的变化为ΔU1和ΔU2，电流表A的示数的变化为ΔI，电表均视为理想电表，ΔR1、ΔU1、ΔU2、ΔI均取绝对值，则（　　）A．电压表V1的示数变大 B．C． D．6．如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向．下列关于金属棒的说法不正确的是( )A．金属棒一直向右运动 B．金属棒受到的安培力在一个周期内做正功C．金属棒的速度随时间周期性变化 D．金属棒受到的安培力随时间周期性变化7．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（　　）A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大B．k越大，传感器灵敏度 越高C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小8．如图所示，半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，圆形磁场边界上有A、C、N三点，一个比荷为2×106C/kg、带正电的粒子（粒子重力可忽略不计），从A点以的速度垂直于直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且，则（　　）A．带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1cmB．带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定不在圆形磁场的边界上C．若带电粒子改为在圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，则粒子一定从N点射出D．若要实现带电粒子从A点以原速度v0入射、从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为二、多选题(每题4分，选不全2分，共16分)9．某电场的电场线分布如图实线所示，一带电粒子在电场力作用下经A点运动到B点，运动轨迹如虚线所示。粒子重力不计，下列说法中错误的是（　　）A．若粒子带正电，其加速度和动能都增大，电势能增大B．若粒子带正电，其动能增大，加速度和电势能都减小C．若粒子带负电，其加速度和动能都增大，电势能减小D．若粒子带负电，其加速度和动能都减小，电势能增大10．如图所示，直导体棒水平放置在倾斜角为α的光滑导轨上，空间有平行于纸面的匀强磁场。当导体棒通以垂直于纸面向里的电流时，能在光滑导轨上保持静止。则磁场方向可能是下列图中的（　　）A． B． C． D．11．将一面积为S=0.04m2，匝数n=100的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化规律如图所示，线圈总电阻为2Ω，则（　　）A．在0~2s内与2s~4s内线圈内的电流方向相反 B．在0~4s内线圈内的感应电动势为0.8VC．第2s末，线圈的感应电动势为零 D．在0~4s内线圈内的感应电流为0.4A12．如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上0~x2间各点的电势分布如图乙所示，则（　　）A．0~x1与x1~x2的电场方向相反B．在0~x2间，场强先增大后减小C．若一正电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐增大D．从O点由静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在0~x2间一直做加速运动三、实验题（13题每空1分，共4分；14题电路图4分，第二问每空2分，共8分）13．⑴有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是_________mm．如图2，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是_________mm． ⑵有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA．要把它改装为量程0~3V的电压表，要 ____________ (填串联或并联）一个阻值为 ________ Ω的电阻．14．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学在实验室找出了下列器材：A．电流表G（满偏电流10mA，内阻rg=10Ω）B．电流表A（0~0.6A，内阻不计）C．滑动变阻器R0（0~100Ω，1A）D．定值电阻R（阻值990Ω）E.开关与导线若干F.待测电源（E、r未知）（1）根据现有的实验器材，设计电路图，要求用题中所给仪器符号标在电路图中，请画在图甲所示的方框中__________。（2）如图乙所示是该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1-I2图线（I1为电流表G的示数， I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（均保留两位有效数字）四、解答题（6＋6＋6＋8＋14=40分）15．如图所示，匀强电场的电场强度大小，方向水平向右，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离。将电荷量的正点电荷从A点移至B点。求：(1)电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功及AB两点的电势差；(2)已知B点的电势，那么A点的电势是多少伏特？16．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳缠绕在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=2 A和U=6 V，重物P上升的速度v=0.8 m/s。已知重物的质量m=1 kg，g=10 m/s2。求：(1)电动机的机械效率η；(2)电动机线圈的电阻R。17．如图所示，倾角θ=30°的两光滑金属导轨ab、cd平行放置，且导轨足够长，电阻可忽略，其间距L=1m。磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上，一质量m=0.2 kg、电阻R0=1Ω的金属棒MN垂直放置在导轨ab、cd上，且始终与导轨接触良好。将并联的电阻R1=3Ω，R2=6Ω通过开关S连接在两导轨顶端。重力加速度g取10 m/s2，闭合开关S后，将金属棒由静止释放，下滑x=2m时刚好达到最大速度，求：(1)金属棒的最大速度的大小；(2)金属棒从静止到刚好达到最大速度过程中电阻R1上产生的焦耳热。（第(2)问保留两位有效数字）18．如图所示，一粗糙、绝缘斜面，倾角θ=37°处于垂直纸面向里的匀强磁场中。匀强磁场的磁感应强度B=4.0T．一质量m=0.02kg，带电量q=+10-2C的带电体（可视为质点）从斜面上的某点由静止开始下滑，下滑过程中物体克服摩擦力做功Wf=0.08J．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，斜面足够长）．试求：（1）物体在斜面上运动的最大速率；（2）物体沿斜面下滑的最大距离。19．如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy的第一象限与第四象限内有一条垂直于x轴的虚线MN、MN与x轴的交点为D。在y轴与虚线MN之间有匀强电场与匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小为E1；x轴上方的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B1，x轴下方的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B2，B1 = 2B2。在第二象限内有水平向右的匀强电场，场强大小为E2。一个质量为m、电荷量为+ q的带电液滴从P点由静止释放，恰经过原点O进入第四象限后，开始做匀速圆周运动。已知P点坐标为（- 3d，4d），B1 = （g为重力加速度），液滴通过O点后穿过x轴一次，最后垂直于MN射出磁场，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求：(1)场强E1、E2的大小；(2)虚线MN与y轴的距离；(3)液滴从P点释放到离开磁场的时间。2020-202学年度高二第一学期期末考试物理参考答案1．C2．C3．C4．B5．C6．B7．BA．根据左手定则可知，电荷将在洛伦兹力的作用下向上下偏转，因此上下表面之间存在电势差，前、后表面不存在电势差，A错误；BD．设霍尔元件长、宽、高分别为a、b、c如图所示，达到平衡时又整理的①可知电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越大有①式可得从而因此k越大，传感器灵敏度（）越高，B正确，D错误；C．由于电子运动的方向与电流方向相反，根据左手定则可知，电子向下偏转，上表面电势高，C错误。故选B。8．CD．当带电粒子在A点入射，从N点出射，则磁场圆以AN为直径时面积最小，最小面积故D错误。9．ABD10．AC11．BD12．BD13．15.25 0.740 串联 2970 14． 9.0 10 （1）应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示。（2）由电路图可知，电流表G与定值电阻串联充当电压表，则由闭合电路欧姆定律可得整理得由数学知识可知，图像与纵坐标的交点为，故电源的电动势为。图像的斜率的绝对值 解得电源内阻15．(1)8×10-6J，400V；(2)700V (1)电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功AB两点的电势差(2) 已知B点的电势 可得16．(1) 66.7%；(2) 1 Ω (1)电动机提升物体过程中，消耗的电功率为电动机提升物体的机械功率为电动机的机械效率为(2)电动机提升物体过程中，线圈的发热功率为根据焦耳定律可求出线圈的电阻17．(1) ；(2) (1)当杆平衡时，达收尾速度vm对杆总电阻为联立并代入数据解得(2)从静止到刚好达到收尾速度过程中，由能量守恒定律有代入数据解得Q=1.1JR1，R2上产生的总热量R1上产生的热量联立可得18．（1）4.0m/s（2）2m（1）物体下滑后，受到垂直斜面向上的洛伦兹力，当斜面的支持力FN=0时，物体即脱离斜面．物体脱离斜面时的洛伦兹力需满足的条件：qvB=mgcosθ最大速率： （2）由于洛伦兹力不做功，当物体刚脱离斜面时，根据动能定理得．即mgΔh-Wf=mv2得Δh=1.2m故沿斜面下滑的最大距离s=Δh/sinθ=2m19．(1)E2 =；(2)6d；(3) (1)液滴在第一、四象限内做匀速圆周运动电场力与重力大小相等、方向相反，故有E1q = mg则E1=在第二象限，液滴在P点由静止释放后沿直线运动，设液滴进入磁场时速度方向与x轴成α角则tanα ==解得α = 53°合力必沿PO方向，所以tanα =解得E2=(2)设液滴经过O点时的速度大小为v，则3E2qd + 4mgd =mv2解得v =液滴在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示在x轴下方磁场中有qvB2= m可得R2= 3d同理可解得液滴在x轴上方磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径R1= d所以虚线MN与y轴的距离x = 2R2sin53° + R1sin53° = 6d(3)液滴在第二象限的加速度a = 液滴在第二象限的运动时间t1== 2液滴在x轴上方磁场中做匀速圆周运动的周期T1==液滴从P点移动到离开磁场的时间t = t1 += (4 +)