山西省阳泉市2020-2021学年高二上学期期末物理（理科）试题

这是一份山西省阳泉市2020-2021学年高二上学期期末物理（理科）试题，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（本题包括10个小题，每小题3分，共30分。在每小题中的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 下列说法正确的是
A. 带电粒子在电场和磁场中都一定会受到力的作用
B. 电场和磁场都可用假想的闭合曲线进行形象的描述
C. 物体的带电量不可能小于
D. 比较磁通量时，需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过，因为磁通量是矢量
2.如图所示，a、b两点位于以负点电荷－Q(Q＞0)为球心的球面上，c点在球面外，则
A．a点电势比c点低B．b点电势比c点高
C．a、b两点场强相同D．b点场强的大小比c点小
3．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。达到静电平衡后，下列说法正确的是
A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零
C．金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为零
4.一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度为－v0做直线运动，其v－t图象如图所示。粒子在t时刻运动到B点，3t时刻运动到C点，以下判断正确的是
A．A、B、C三点的电势关系一定为φB＞φA＞φC
B．A、B、C三点的场强大小关系一定为EC＞EB＞EA
C．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少
D．粒子从A点经B点运动到C点，电场力一直做正功
5．如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系XOY，当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′＝2 V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′＝－1 V时，荧光屏上光点的坐标为(4，－2)。则当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′＝1 V，同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′＝－2 V时，荧光屏上光点的坐标为
A．(2，－4) B．(4，－2)
C．(2，2) D．(4，2)
6.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,该导体单位长度内的自由电子数为n,每个自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I,则下列说法中正确的是
A.自由电子定向移动的速率为v0
B.自由电子定向移动的速率为v=IneS
C.自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D.自由电子定向移动的速率为v=Ine
7．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时
A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的电功率为0.75 W
C．L2的电阻为12 Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值等于4∶1
8．图甲是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图乙是其示意图．利用铅与稀硫酸的化学反应，该装置可以将化学能转化为电能。图中M为电池正极(二氧化铅棒上端)，N为电池负极(铅棒上端)，P、Q分别为与正、负极非常靠近的探针(探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应)。用电压传感器(可看做理想电压表)测量各端间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是
A．外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向由P指向Q
B．该电池的电动势约为0.59 V
C．该电池的电动势约为1.51 V
D．该电池的内阻约为2.5 Ω
9.如图所示的匀强磁场磁感应强度大小为2 T，方向与水平面夹角为θ(sinθ＝0.6)，质量0.4 kg、长为0.5 m的金属棒PQ垂直磁场放在水平面上，金属条与水平面间的动摩擦因数为0.25，当给金属条通入大小为4 A、由P流向Q的电流时，金属条的加速度大小为(重力加速度大小为10 m/s2)
A．0 B．2.5 m/s2
C．4.5 m/s2 D．5 .5m/s2
10.如图所示，在空间存在与水平方向成θ角的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，若一质量为m、电荷量为q的小液滴在此空间做匀速直线运动，则以下说法正确的是
A．小液滴速度大小为，方向垂直纸面向里
B．小液滴速度大小为，方向垂直纸面向里
C．小液滴速度大小为，方向垂直纸面向外
D．小液滴速度大小为，方向垂直纸面向外
二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错者或者不答的得0分）
11．下列所示各图中，小磁针涂黑的一端为小磁针的N极，其指向正确的是
12.如图所示，固定的绝缘斜面处于沿水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.2J，金属块克服摩擦力做功0.6J，重力做功2.0 J，则以下判断正确的是
A．金属块带负电
B．金属块克服电场力做功1.2 J
C．金属块的机械能减少1.8 J
D．金属块的重力势能和电势能之和减少0.2 J
13.如图所示，平行板电容器C通过滑动变阻器R2、定值电阻R1和电源（电动势为E，内阻为r）相连，R2的最大阻值为2（R1+r），O为滑动变阻器R2中点（未标出），电压表为理想电表。当R2的滑片P位于O点时，电容器两极板间的带电液滴恰好静止。若滑片P由O点向下移动，下列判断正确的是
滑动变阻器R2的功率减小
带电液滴向上做加速运动
电压表的示数减小
定值电阻R1在单位时间内产生的热量变多
14.如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是
A 粒子带负电
B. 粒子带正电
C. 粒子在P点的动能小于在Q点动能
D. 粒子在P点电势能小于在Q点电势能
15.如图所示，AOB为一边界为14圆的匀强磁场，O点为圆心，D点为边界OB的中点，C点为边界上一点，且CD // AO。现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计粒子重力)，其中粒子1从A点正对圆心射入，恰从B点射出，粒子2从C点沿CD射入，从某点离开磁场，则可判断
A. 粒子2必在B点射出磁场
B.粒子2在B、C之间某点射出磁场
C.粒子1与粒子2的速度偏转角度应相同
D.粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3∶2
三、实验题（本题包括2个小题，每空2分，共14分）
16．（8分） 某中学实验小组的同学在测量阻值约为200 Ω的电阻Rx的阻值时，从实验室选取了如下的实验器材：
电动势为E＝3 V、内阻可忽略不计的电源
量程为15 mA的电流表A1、rA1≈100 Ω
量程为300 μA的电流表A2、rA2＝1 000 Ω
最大值为20 Ω的滑动变阻器R1
最大值为2 000 Ω的滑动变阻器R2
定值电阻R3＝9 000 Ω
定值电阻R4＝200 Ω
开关S以及导线若干
请回答以下问题：
(1) 为了减小实验误差，小组的同学设计了如图所示的电路图，并从以上实验器材中选择合适的实验器材，则滑动变阻器应选 ，定值电阻应选
（选填实验器材的符号）。
(2)某次操作时，将滑动变阻器的滑动触头移到合适位置，此时电流表A1的读数为8 mA，电流表A2的读数为150μA，通过计算可得，电阻Rx的阻值为______Ω（结果保留整数） 。
(3)由该电路中产生的系统误差分析可知，该电阻Rx的测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)．
17.（6分） 如图a所示，是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E=1.5V，内阻r=1Ω，灵敏电流计满偏电流Ig=10mA，内阻为rg=90Ω。
(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的“×10Ω”挡位时，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为 Ω，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图b所示，则该电阻的阻值为 Ω。
(2)多用电表长时间使用后,电源内阻变大，电动势变小，此因素会造成被测电阻的测量值比真实值 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、计算题（本题包括3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，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．（14分）如图所示，一电荷量为q、质量为m的带电粒子以初速度v0由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，不计重力作用。求：
(1) Q点射出时粒子的速度大小v；
(2) 带电粒子由P到Q在竖直方向的偏移量；
(3)匀强电场的场强E的大小。
19.（9分） 有一电动机，其铭牌上标有“100V，50W”，当给此电动机接上100V的电源使其正常工作时，测得它可以将重10N的物体以3的竖直速度匀速提起。求此电动机的线圈电阻。
20.（13分）如图所示，边长为L的正方形abcd区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子均从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场，甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场。已知甲粒子的速度大小为v，甲、乙两带电粒子的电荷量之比为1∶4，质量之比为1∶2，不计粒子重力。求：
(1)乙粒子的速度大小；
(2)甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比。
2020-2021学年度第一学期期末考试试题
高二理科物理（选修3-1）试题参考答案和评分标准
一、单项选择题（本题包括10个小题，每小题3分，共30分。在每小题中的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. C 2.A 3． C 4.C 5．A 6.D 7．B 8．D 9.D 10. B
二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错者或者不答的得0分）
11.AC 12．BC 13. ABD 14. BD 15. AD
三、实验题（本题包括2个小题，每空2分，共14分）
16．(8分) (1)R1 R3 (2) 191 (3)等于
(6分) (1)150 60 (2) 偏大
四、计算题（本题包括3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，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．（14分）
（1）由类平抛运动的规律和几何知识得：
粒子在Q点竖直方向的分速度为：vy＝v0ct30°＝eq \r(3)(2分）
粒子在Q点的速度为：v＝eq \r(v02＋vy2)(2分）
v＝(1分）
设粒子在竖直方向的偏移量为y，粒子在电场中的运动时间为t，
则有y＝＝eq \f(\r(3),2)(2分）
水平方向做匀速直线运动，则有d＝(2分）
由以上两式得：y＝eq \f(\r(3),2)(1分）
由电场力做功等于粒子动能的变化，得：
Eqy＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mv02＝eq \f(3,2)(2分）
E＝eq \f(\r(3)mv02,qd)(2分）
19.（9分）
电动机正常工作时输出的机械功率为：P机=Gv=10×3W=(2分）
所以其正常工作发热功率为：P热=P-P机=（50-30）W=(2分）
其正常工作电流为：(2分）
根据焦耳定律：P热=I2 (2分）
可得电动机内阻：r=80Ω(1分）
20. （13分）
解析 (1)如图所示,由几何关系得r甲＝(1分）
r乙＝eq \f(\r(3),6)(1分）
对于甲、乙两粒子，洛伦兹力提供向心力，qvB＝meq \f(v2,r)(2分）
可得v＝eq \f(qBr,m)，因为q甲∶q乙＝1∶4、m甲∶m乙＝1∶2，所以v甲∶v乙＝63
v乙＝(2分）
(2)由T＝eq \f(2πr,v)＝eq \f(2πm,qB)(2分）
t＝eq \f(θ,2π)(1分）
可得t＝eq \f(θm,qB)
由图中几何关系可得θ甲＝30°=π(1分）
θ乙＝120°=2π(1分）
所以甲、乙两粒子在磁场中运动的时间之比为t甲∶t乙＝1∶(2分）