北京市房山区2020-2021学年上学期高二期末考试物理试题

这是一份北京市房山区2020-2021学年上学期高二期末考试物理试题，共12页。试卷主要包含了单项选择题，实验题，计算论证题等内容，欢迎下载使用。

本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题纸交回，试卷自行保存。
一、单项选择题（每小题3分，共42分。）
1. 在下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 电势差B. 电场强度C. 电势能D. 电动势
【答案】B
2. 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、2两点的电场强度相等
B. 2、3两点的电场强度大小相等
C. 1、2两点的电势相等
D. 2、3两点的电势相等
【答案】BD
3. 如图是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，下列关系不正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
4. 下列说法是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是（ ）
A. 根据电场强度定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B. 根据公式可知，磁感应强度B与通电导线所受到的磁场力F成正比，与电流I和导线长度L的乘积IL成反比
C. 电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向
D. 磁场中某点磁感应强度B的方向，与通电导线在该点所受磁场力F的方向相同
【答案】A
5. 如图所示，根据某实验作出关于金属导体A、B的伏安特性曲线。则从图像中可以看出（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
6. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r．当滑动变阻器的滑片P向左移动时 ( )
A. 电流表的示数变小，电压表的示数变大
B. 电流表的示数变大，电压表的示数变小
C. 电流表的示数变大，电压表的示数变大
D. 电流表的示数变小，电压表的示数变小
【答案】B
7. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若
A. 保持S不变，增大d，则θ变大
B. 保持S不变，增大d，则θ变小
C. 保持d不变，减小S，则θ变小
D. 保持d不变，减小S，则θ不变
【答案】A
8. 如图所示，等间距的平行实线表示电场线，虚线表示一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹，a、b为运动轨迹上的两点。若不计粒子所受重力和空气阻力的影响，带电粒子仅在静电力作用下从a向b运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 场强方向一定是沿图中实线向左
B. 该粒子运动过程中速度不断增大
C. 静电力对该粒子做负功
D. 该粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
【答案】B
9. 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）
A. 线框有两边所受的安培力方向相同
B. 线框所受安培力的合力为零
C. 线框所受安培力的合力方向向右
D. 线框所受安培力的合力方向向左
【答案】D
10. 如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射。它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示。若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，则可以采取下列的正确措施为（ ）
A. 使电场强度增大B. 使粒子电量增大
C. 使入射速度增大D. 使磁感应强度减小
【答案】C
11. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）
A. 回旋加速器是利用电场来加速带电粒子，利用磁场使带电粒子旋转的
B. 带电粒子在回旋加速器中不断被加速，因而它做匀速圆周运动一周的时间越来越短
C. 两D形盒间所加交变电压越大，同一带电粒子离开加速器时的动能就越大
D. 交变电流的周期是带电粒子做匀速圆周运动周期的一半
【答案】A
12. 图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里，云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用，分析此径迹可知粒子（ ）
A. 带正电，由下往上运动
B. 带正电，由上往下运动
C. 带负电，由上往下运动
D. 带负电，由下往上运动
【答案】A
13. 如图所示是洛伦兹力演示仪的实物图和示意图。电子枪可以发射电子束。玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行（ ）
A. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变
B. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小
C. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变
D. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小
【答案】D
14. 麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器正在充电
B. 两平行板间的电场强度E在减小
C. 该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场
D. 两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
【答案】A
二、实验题（每空2分，共18分。）
15. 用图示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：
a、安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b、选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图中A、B、C、D、E、F……所示。
c、通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作、、、、……
d、以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)在下列仪器和器材中，还需要使用有___________（填选项前的字母）。
A．电压合适的50Hz交流电源 B.刻度尺
C.电压可调的直流电源 D.秒表 E.天平（含砝码）
(2)在图中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v﹣t图像___________。
(3)观察v-t图像，判断小车做什么运动，并说明理由___________。
【答案】 (1). AB (2). (3). 小车运动v-t图像是一条倾斜直线，加速度恒定，做匀加速直线运动
16. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图所示，则这次测量的读数D=___________mm。
(2)为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（×1挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图所示，则这次测量的读数R=___________ Ω。
(3)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、滑动变阻器（总阻值10Ω，额定电流2A）、开关外，电压表应选用___________，电流表应选用___________（选填器材前的字母）。
A.电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
B.电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
C.电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）
D.电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
(4)若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式ρ=___________。
(5)若采用图所示的电路测量金属丝的电阻，仅考虑电压表内阻的影响，将电压表的左端从a点换接到b点，电流表的示数___________（填“变大”“变小”“不变”），请分析原因___________。
【答案】 (1). 1.700mm (2). 3 (3). A (4). C (5). (6). 变大 (7). 电压表的分流作用影响
三、计算论证题（本题共4小题，共40分。）
17. 如图所示，细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量q的小球，将它们放在水平方向的匀强电场中，小球静止时的位置为A点，小球静止时细线与竖直方向成θ角。
(1)画出小球的受力示意图；
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小；
(3)若图示位置将细绳剪断，说明并分析小球将做什么运动。
【答案】(1)；(2)；(3)做初速度为零的匀加速直线运动
18. 如图所示为某公园大型滑梯，滑梯长度，滑梯平面与水平面夹角，滑梯底端与水平面平滑连接。一质量为60kg的同学从滑梯顶端由静止滑下，与倾斜接触面间的动摩擦因数。已知，，，求：
(1)该同学沿滑梯滑至底端过程中重力所做的功；
(2)该同学沿滑梯滑至底端过程中受到的摩擦力大小；
(3)该同学沿滑梯滑至底端时的速度大小。
【答案】(1)3600J；(2)240N；(3)
19. 如图所示，两相同极板A与B长度l为6.0cm，相距d为2cm，极板间的电压U为200V。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度，电子电荷量，质量，g取。把两板间的电场看作匀强电场，求：
(1)电子重力与所受静电力的比值；
(2)电子的加速度大小；
(3)电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y的大小。
【答案】(1)；(2)；(3)
20. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行分析研究，宏观规律是由微观机理所决定，找出二者的内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示，一段横截面积为S的直导线，单位体积内有n个自由电子，自由电子电量为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。
(1)请根据电流的公式，推导电流微观表达式I；
(2)原子中电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？
(3)如图所示，将图示导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为安培力，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
【答案】(1)见解析；(2)；(3)见解析
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