广东省深圳市高级中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题+Word版含答案【KS5U+高考】

深圳高级中学（集团）2020-2021学年第一学期期末考试

高二物理

一．单项选择题（共7个小题，每题4分，共28分。每小题只有一个选项是正确的）

1．关于静电场，下列说法正确的是（    ）

A．将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加

B．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大

C．在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的

D．电势降低的方向就是电场强度的方向

2．相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（    ）

A． B． C． D．

3．从1822年至1831年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”．在他的研究过程中有两个重要环节：（1）敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想；（2）通过大量实验，将“磁生电”（产生感应电流）的情况概括为五种：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是（    ）

A．环节（1）提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发

B．环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释

C．环节（2）中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”

D．环节（2）中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件

4．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生．如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、C构成电容器．已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系：电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转．若矿井渗水（导电液体深度A增大），则电流表（    ）

A．指针向右偏转，A、C构成的电容器充电

B．指针向左偏转，A、C构成的电容器充电

C．指针向右偏转，A、C构成的电容器放电

D．指针向左偏转，A、C构成的电容器放电

5．如图所示，纸面内两点之间连接有四段导线：、、、，四段导线的粗细相同、材料相同；匀强磁场垂直于纸面向内，现给两端加上恒定电压，则下列说法正确的是（    ）

A．四段导线受到的安培力的方向不同 B．四段导线受到的安培力的大小相等

C．段受到的安培力最大 D．段受到的安培力最小

6．如图所示，是光滑的金属轨道，沿竖直方向，沿水平方向，是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在杆滑动的过程中，下列判断正确的是（    ）

A．感应电流的方向始终是由

B．感应电流的方向先是由，后是由

C．受磁场力的方向垂直杆向左

D．受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上

7．如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为，金属环总电阻为，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度为，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为、电阻为的均匀导体棒，当导体棒摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为．已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒摆到竖直位置时两端的电压大小为（    ）

A． B． C． D．

二．多项选择题（共3个小题，每题6分，共18分。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分）

8．如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场，质量为m、电荷量为的粒子在环中做半径为R的圆周运动，A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子顺时针飞经A板时，A板电势升高为U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变，以下说法正确的是（    ）

A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为

B．在粒子绕行的整个过程中，A板电势可以始终保持为

C．在粒子绕行的整个过程中，每一圈的周期相同

D．为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，则粒子绕行第n圈时的磁感应强度为

9．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值，当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，理想电流表、的示数变化量的绝对值分别为、，理想电压表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ）

A．电压表V的示数减小  B．电流表、的示数均减小

C．与的比值等于电源内阻r D．电源的输出功率逐渐增大

10．如图所示，和为两条平行的虚线，上方和下方都有范围足够大，且磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在上．带电粒子从A点以初速度与成30°角斜向右上方射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是（    ）

A．若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），它仍能经过B点

B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度大小相同

C．此带电粒子既可以带正电荷，也可以带负电荷

D．若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与成60°角斜向右上方，它将不能经过B点

三．实验题（2个小题，共14分）

11．（6分）在“练习使用多用电表”的实验中，请回答下列问题：

（1）甲同学先用多用电表的欧姆挡“”测量标有“200V   100W”的白炽灯的电阻时发现指针偏转角度过大，为了减小测量误差，下列选项中合理的操作顺序为______（填写选项前的字母）．

A．将选择开关旋转到“”的位置

B．将选择开关旋转到“”的位置

C．用两表笔与白炽灯连接好并读数

D．将两表笔短接，进行欧姆调零

（2）甲同学按正确的实验操作，指针停在如图甲所示的位置，则此白炽灯电阻的测量值为______．

（3）乙同学发现该多用电表“直流50V”挡损坏了，但“直流10V”挡能正常使用．打开电表外壳发现电路板上的电阻被烧坏了，如图乙所示．若表头A的满偏电流为，则应用______的电阻替换就可以修好“直流50V”挡．

12．（8分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组自制了一个西红柿电池组，设计了如图所示的实验电路测定电流表的内阻，并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻，请协助完成实验．

（1）闭合开关和，调节电阻箱并记录电阻箱的示数R、电流表（灵敏）的示数和电压表的示数，由此可知电流表的内阻为______（用上述测量量表示）．

（2）闭合开关和，调节R，读出电流I和电压U，并测出多组数据，作出图线可得出电池组的电动势和内阻，此种办法测量的内阻与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）．

（3）断开，闭合，仅由多组电流表示数I和电阻箱的示数R，运用实验数据作出图线为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，则该电池组的电动势为______，内阻为______（用k、b、表示）．

四．计算题（共3小题，第13题11分，第14题13分，第15题16分，总共40分）

13．（11分）如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，，，其中沿电场线方向，和电场线方向成60°角，一个电荷量为的正电荷从a点移到b点时静电力做功为，求：

（1）匀强电场的场强E；

（2）电荷从b移到c，静电力做功；

（3）a、c两点间的电势差．

14．（13分）如图所示，一个内壁光滑绝缘的环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为R，圆心O与A端的同一竖直线上，在连线的右侧，有一竖直向上的电场强度的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．现有一个质量为m、电荷量为的小球（可视为质点）从圆筒的C端由静止释放，进入连线右边的区域后从该区域的边界水平射出，然后，刚好从C端射入圆筒，圆筒的内径很小，可以忽略不计．则：

（1）小球第一次运动到A端时，对轨道的压力有多大?

（2）匀强磁场的磁感应强度为多大?

15．（16分）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置。在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

（1）如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为l．金属棒在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e。请根据电动势定义，推导金属棒切割磁感线产生的感应电动势；

（2）英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发感生电场，感生电场与静电场不同，如图2所示它的电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，我们把这样的电场称为涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。如图3所示在某均匀变化的磁场中，将一个半径为x的金属圆环置于半径为r的圆形磁场区域，使金属圆环与磁场边界是相同圆心的同心圆，从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，金属圆环的电阻为，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。已知电子的电荷量为e，若磁感应强度B随时间t的变化关系为（且为常量）。

a．若，求金属圆环上a、b两点的电势差；

b．若x与r大小关系未知，推导金属圆环中自由电子受到的感生电场力与x的函数关系式，并在图4中定性画出图像。

深圳高级中学（集团）2020-2021学年第一学期期末考试答案

高二物理

一．单项选择题（共7个小题，每题4分，共28分。每小题只有一个选项是正确的）

二．多项选择题（共3个小题，每题6分，共18分。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分）

三．实验题（2个小题，共14分）

11．（1）BDC （2）120 （3）40

12．（1） （2）偏小 （3）    

四．计算题（共3小题，第13题11分，第14题13分，第15题16分，总共40分）

13．答案   （1） （2） （3）

解析 （1）设a、b间距离为d，由题设条件有．

．

（2）设b、c间距离为，b、c两点沿场强方向距离为．

解得   ．

（3）正电荷从a移到c静电力做功，

又，则

解得

14．．答案（1） （2）

解析 （1）由机械能守恒定律：

到达A点时，由牛顿第二定律得：

由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力：

由以上各式解得：

（2）带电小球进入复合场后，所受的电场力

所以它将做匀速圆周运动，穿出复合场后做平抛运动，设平抛运动的时间为t，

在水平方向上有：

竖直下落的高度

因此，小球在复合场中做匀速圆周运动的半径

由洛伦兹力提供向心力得：

由以上各式解得：

15【答案】（1）见解析 （2）a．；b．；图像见解析

【详解】

（1）金属棒向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛仑兹力，是这个力充当了非静电力。非静电力的大小

从N到M非静电力做功为

由电动势定义可得

（2）a．由可得

根据法拉第电磁感应定律

因为，所以

根据闭合电路欧姆定律得  

联立解得

b．在很短的时间内电子的位移为，非静电力对电子做的功为

电子沿着金属圆环运动一周，非静电力做的功

根据电动势定义

当时，联立解得

当时，磁通量有效面积为

联立解得

由自由电子受到的感生电场力与x的函数关系式，可得图像