山西省太原市2020-2021学年高二(上)期末物理试题
展开(考试时间:下午2:30-4:00)
说明本试卷为闭卷笔答答题时间90分钟满分100分。
一、单项选择题:本题包含10小题每小题3分,共30分。请将正确选项前字母填在下表内相应位置。
1. 如图,阴极射线管水平放置,左端为阴极,右端为阳极,电子在高压作用下由阴极加速飞向阳极。如果将阴极射线管放入磁场中使射线向下偏转,则磁场方向为( )
A. 垂直纸面向外B. 垂直纸面向里
C. 平行纸面向左D. 平行纸面向上
【答案】B
2. 如图,平放的铝锅锅边上焊一接线柱a,锅中央底部焊另一接线柱b,竖直向下的强磁场穿过铝锅。在锅中倒入一定量的水银,若a、b经导线接直流电源,水银将会旋转起来。下列判断正确的是( )
A. 若a接正极、b接负极,水银将顺时针旋转
B. 若a接正极、b接负极,水银将逆时针旋转
C. 若仅将磁场反向,水银的旋转方向将不会改变
D. 若把锅中的水银换成盐水则不会旋转
【答案】A
3. 如图是一个火警报警器的逻辑电路图,Rt是热敏电阻低温时电阻很大,高温时电阻很小,R是分压电阻。要做到低温时电铃不响,火警时温度升高,电铃响起,图中虚线圆框内应接入( )
A. 与门B. 非门
C. 或门D. 与非门
【答案】B
4. 如图,MN是点电荷Q产生电场中的一条电场线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示,则( )
A. Q可能带负电,且位于M左侧
B. 从a到b的过程中,带电粒子的速度逐渐减小
C. 从a到b的过程中,带电粒子的加速度逐渐减小
D. 带电粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能
【答案】D
5. 六根长直导线水平放置,其横截面如图所示,导线位于正六边形的六个顶点上,每条导线中通有大小相同的电流,方向如图。已知每条导线在正六边形中心O点处产生的磁感应强度大小均为,则O点处的磁感应强度( )
A. 大小为零
B. 大小为,方向沿x轴正方向
C. 大小为,方向沿y轴正方向
D. 大小为,方向沿y轴负方向
【答案】C
6. 洛伦兹力演示仪,可用来观察带电粒子在磁场中的偏转。如图,玻璃泡(P)内有电子枪和加速电极,一对励磁线圈(M)位于玻璃泡的前后。当M中通有恒定电流时,P所在处会产生匀强磁场,改变M中的电流,磁感应强度会改变;电子枪发出电子,改变加速电极的电压,电子获得的速度会改变。当M中的电流沿逆时针方向时,电子枪垂直磁场向右发射电子后,可看到P内电子束的径迹呈圆形,则( )
A. P处磁感应强度的方向垂直于M所在平面向里
B. P内的电子束沿顺时针方向做圆周运动
C. 若只增大M中的电流,电子束的径迹呈圆形且半径变大
D. 若只增大加速电压,电子束的径迹半径增大
【答案】D
7. 按如图的电路连接好装置、闭合开关后,发现无论滑动变阻器的滑片移到任何位置电流表均无示数,而电压表示数接近电源的电动势。如果电路只存在一处故障,则出现故障的部位可能是( )
A. 电流表断路B. 开关S断路
C. 待测电阻断路D. 滑动变阻器R断路
【答案】C
8. 如图,正方形线框ABCD由四根相同的均匀导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直线框顶点A、B与直流电源两端相接。已知导体棒AB受到的安培力大小为F,则线框ABCD受到的安培力的大小为( )
A. B. FC. D. 0
【答案】A
9. 如图,空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场。质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的速度水平抛出,小球从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平。已知A、B、C三点在同一直线上,且。下列说法正确的是( )
A. 小球在电场内所受电场力是重力的2倍
B. 小球从A到B的时间与从B到C的时间相等
C. 小球从A到B与从B到C的加速度大小相等
D. 小球到达C点时的速度仍为
【答案】D
10. 如图,正方形abcd中,以a为圆心、ab为半径的圆内有垂直正方形平面向外的匀强磁场。一带电粒子从b点沿ba方向以射入磁场恰好从d点离开磁场;若该粒子从b点以速度沿原方向入射,离开磁场后恰好能通过c点。不计粒子的重力,则粒子速度v的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
二、多项选择题:本题包含5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确。全部选对的得3分选不全的得2分,有错者或不答的得0分。请将其字母标号填入下表相应位置。
11. 类比法是物理学中重要思想方法。在电场中放入试探电荷q,用静电力F与q的比值定义电场强度E;类比电场,在磁场中垂直磁场放入电流元IL,用安培力F与IL的比值定义磁感应强度B。下列说法正确的是( )
A. B与F、I、L均无关,由磁场本身决定
B. 改变IL与磁场的方向关系,若F为零,则此处的磁感应强度为零
C. 磁感应强度B的方向与IL在此处受安培力F的方向相同
D. IL所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度方向
【答案】AD
12. 如图,一绝缘粗糙斜面固定,处于方向垂直于斜面向上的匀强磁场中,当水平导体棒内通有方向垂直纸面向里的恒定电流I时,金属杆可静止在斜面上。下列说法正确的是( )
A. 若仅将电流方向变为垂直纸面向外,金属杆一定能静止在斜面上
B. 若仅将电流方向变为垂直纸面向外,金属杆可能沿斜面下滑
C. 若仅将磁场方向变为水平向右,金属杆一定不能静止在斜面上
D. 若仅将磁场方向变为水平向左,金属杆可能静止在斜面上
【答案】BD
13. 在如图的电路中,C是极板水平放置的平行板电容器,开关、均闭合时极板间悬浮着一带电油滴。以下说法正确的是( )
A. 仅断开后,电容器两极板间的电场强度不变
B. 仅断开时,油滴向上运动
C. 仅断开后,电容器两极板间的电场强度增大
D. 仅断开时,油滴向上运动
【答案】CD
14. 如图,竖直平面内,光滑绝缘圆管倾斜固定,与水平面的夹角为30°,处于水平向左的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B中。一带电小球,以速度沿管轴方向斜向下方做匀速直线运动,并无碰撞地进入管内(管道内径略大于小球直径)。下列判断正确的是( )
A. 小球带正电荷
B.
C. 若进入管道时撤去电场,小球在管道内的加速度将保持不变
D. 若进入管道时撤去磁场,小球在管道内速率将保持不变
【答案】ACD
15. 如图,边界OM与ON间有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度为B。边界ON上有一粒子源S,沿平行于纸面向磁场内各个方向发射大量带电荷量为+q、质量为m的相同速率的同种粒子,其中部分粒子能从边界OM射出磁场。已知,,且从OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为。不考虑粒子间的相互作用,则( )
A. 粒子的速率为
B. 粒子的速率为
C. 从OM射出的粒子,射出时与O点的最远距离为2d
D. 从OM射出的粒子,射出时与O点的最远距离为
【答案】BD
三、实验题:本题共2小题,共17分。请将答案填在题中横线上或按要求做答。
16. 图甲为多用电表的示意图其中S、K、T为可调节部件。某同学用该电表测量一电阻的时进行了下列操作,请补全其操作
(1)调节可调部件________,使指针指在________(填“电流”或“欧姆”)0刻度;
(2)调节可调部件________,使它的尖端指向欧姆挡“×100”位置;
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件________,使指针指向________(填“电流”或“欧姆”)0刻度位置;
(4)将红黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端待指针稳定后示数如图乙中b所示;
(5)调节可调部件K,使它的尖端指向________(填“×1k”、“×10”或“×1”)位置,重复步骤(3)(4)中的操作;
(6)待指针稳定后,示数如图乙中a所示,则________。
(7)测量完毕后应调节可调部件K,使它的尖端指向________位置。
【答案】 (1). S (2). 电流 (3). K (4). T (5). 欧姆 (6). ×10 (7). 190 (8). OFF
17. 用图1装置测量的电阻值、以及电池组的电动势E和内阻r时,图中两数字电流表可视为理想电表,将的读数记为、的读数记为。实验主要步骤如下,完成下列填空:
(1)将电阻箱的阻值调到________(填“最大值”、“最小值”或“任意值”),然后闭合S;
(2)调节电阻箱的值为时,、,可求得________;
(3)继续改变电阻箱的阻值,得到两组电流表的读数分别为:,;,。将这两组数据描在图2中,连同其他数据作出图线______;
(4)根据图线可求得________V,________。(保留三位有效数字)
【答案】 (1). 最大值 (2). 1000.0(1000或1k均可) (3). (4). 3.32(3.23~3.39) (5). 7.38(7.18~7.73)
四、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的演算步骤,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. 用满偏电流的电流表改装而成的欧姆表,欧姆调零后用它测量的标准电阻时指针恰好指在处;如果用它测量一个未知电阻时,指针指在2.0mA处。求欧姆表内电池的电动势E及的阻值。
【答案】1.5V;250Ω
19. 物理学家阿斯顿首次制成了质谱仪并用其确定了氖两种同位素,证实了同位素的存在,其原理如图所示。、两极板间同时存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场,以不同速度从O点平行极板进入、的多个氖核能沿虚线运动且通过进入匀强磁场的氖核,最终分别打在照相底片上的C、D两点。已知,,不考虑氖核间的相互作用。
(1)经过时,氖核的速度是多大?
(2)若打到底片上C点的一种粒子是氖20,则打在D点的是氖的哪种同位素?
【答案】(1);(2)氖22
20. 如图甲中质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、,并处于竖直向下(沿z轴负方向)的匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I时,平衡后处于图乙所示的位置,此时悬线与竖直方向的夹角。已知两条绝缘细线长均为s,重力加速度为g。(取,)
(1)求磁场磁感应强度的大小;
(2)若将导线拉到图甲位置由静止释放,求导线摆到图乙位置时速度的大小。
【答案】(1);(2)
21. 如图,水平放置的光滑平行金属导轨,左端与电源相连右端与半径的光滑圆弧金属导轨相接,导轨宽度,电阻不计。导轨所在空间有竖直向下的匀强磁场磁感应强度。一根导体棒垂直导轨放置,质量,导体棒与导轨接触良好。接通电源后,导体棒由静止从位置平行导轨向右运动,经过冲上圆弧导轨,当时速度达最大。设此过程中,通过导体棒的电流恒定,已知ab间距,求在该过程中:(取,,)。
(1)导体棒受到安培力的大小;
(2)通过导体棒的电流;
(3)导体棒的最大动能。
【答案】(1)0.8N;(2)4A;(3)0.16J
22. 如图,平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限在与间的区域内存在垂直于平面向外的有界匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子,以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动,经过电场后从x轴上的点进入磁场,并恰能垂直于磁场的下边界离开磁场。不考虑粒子的重力,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小。
【答案】(1);(2)
23. 电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由相距为d的两块平行放置的导体板组成如图甲所示。大量电子由静止开始经加速电场加速后连续不断地从两板正中央沿方向射入偏转电场。当两板不带电时,这些电子通过两板间的时间为;当在两板间加最大值为、周期为的电压(如图乙所示)时,所有电子能从两板间通过,且穿过匀强磁场后均垂直打在荧光屏上。已知磁场的磁感应强度B,电子的质量为m、电荷量为e。不考虑电子的重力及其间的相互作用,求:
(1)0时刻进入偏转电场的电子在电场中偏转的距离;
(2)垂直打在荧光屏上的电子束的宽度;
(3)匀强磁场的宽度L。
【答案】(1);(2);(3)
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