1、湖南省湖南师大附中2020-2021学年高二物理上学期期中试题时间：90分钟 满分：100分一、单选题（本大题共10小题，每题3分，共30分）1.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度和电势均相同的是（ ）A.B.C.D. 2.安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流.设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其等效电流强度I和方向为（ ）A. 顺时针B. 顺时针C. 逆时针D. 逆时针3.在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献.他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法.下列叙述不正确的
2、是（ ）A.法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法B.库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值C.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法D.电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式4.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是（ ） ABCD5.一电动自行车动力电源上的铭牌标有“ ”字样，假设工作时电源（不计内阻）的输出电压恒为，额定输出功率为，由于电动机发热造成损耗（其他损耗不计），电动自行车的效率为，则下列说法正确的是（ ）A.额定工作电流为B.电池充满电后总电量为C.自行车电动机的内阻为D.自行车保持额
3、定功率行驶的最长时间是6.如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，已知电场线平行于所在的平面，一个电荷量为的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了，由B移到C的过程中电场力做功，下列说法正确的（ ）A.B、C两点的电势差B.电场方向由B指向AC.负电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加D.该电场的场强为7.如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系.一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q磁针N极指向与x轴之间的夹角为.实验测得与距原点的距离x之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为.下列说法正确的是（
4、 ）A.P的右端为S极B.P的中轴线与地磁场方向平行C.P在处产生的磁感应强度大小为D.处合磁场的磁感应强度大小为8.空间有一电场，在x轴上到间电势随x的变化关系如图所示，图线关于轴对称.一质量为m、电荷量为的粒子仅受电场力作用，以沿方向的初速度，从x轴上的点向右运动，粒子的运动一直在x轴上，到达原点O右侧最远处的坐标为，点与点间的电势差为，则（ ）A，B.， C.， D.，9.如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地.初始电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态.下列说法正确的
5、是（ ）A.减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低B.减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低C.将下极板上移，带电油滴向上运动D.断开开关S，带电油滴将向下运动10.如图所示，光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心，N为轨道交点.两轨道之间宽度为，匀强磁场方向竖直向上，大小为.质量为的金属细杆置于轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为的恒定电流时，其可以沿轨道由静止开始向右运动.已知，金属杆始终垂直轨道，沿水平方向，则（ ）A.金属细杆在水平段运动的加速度大小为B.金属细杆运动至P点时的向心加速度大小为C.金属细杆运动至P点时的
6、速度大小为0D.金属细杆运动至P点时对每条轨道的作用力大小为二、多选题（本大题共5小题，每题4分，共20分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）11.在基本的逻辑门电路中，当输人信号有一个为“0”时，输出信号为“0”的逻辑门电路可能是（ ）A.与门B.或门C.非门D.以上都不对12.示波管的内部结构如图甲所示.如果在偏转电极、之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心.如果在偏转电极之间和之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中（a）、（b）所示的两种波形.则（ ）A.若和分别加电压（3）和（1），荧光屏上可以出现图乙中（a）所示波形B.若和分别加电压（4）和（1
7、），荧光屏上可以出现图乙中（a）所示波形C.若和分别加电压（3）和（2），荧光屏上可以出现图乙中（b）所示波形D.若和分别加电压（4）和（2），荧光屏上可以出现图乙中（b）所示波形13.如图所示，电池的电动势为E，内阻为r，电阻，滑动变阻器的总阻值为，电表为理想电表，在滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）A.电压表示数最大值为B.电源的输出功率一直减小C.电源的效率先增大后减小D.电流表示数在间变化14.如图是质谱仪的工作原理示意图，不计重力的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E，粒子沿直线
8、穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片，板S下方有磁感应强度为的匀强磁场.下列说法正确的是（ ）A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里B.粒子在速度选择器中一定做匀速运动C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D.比荷越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P15.如图甲所示，两平行金属板、的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为.已知时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场.则（ ）A.部分粒子会打到两极板上B.每个粒子在板间运动
9、全过程，所受电场力的冲量都为0C.运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过D.有（，）时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场三、实验题（本大题共2个小题，共15分）16.（8分）为了较精确地测量某定值电阻的阻值，某兴趣小组先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量.现准备了以下器材：A.多用电表B.电压表V（量程，内阻约）C.电流表（量程、内阻）D.电流表（量程、内阻约为）E.定值电阻（）F.滑动变阻器R（）G.电源（电动势，内电阻较小）H.导线、开关若干（1）在用多用电表粗测时，该兴趣小组首先选用“”欧姆挡，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关换用合适倍率挡；按正
10、确操作规程再次测量该待测电阻的阻值，此时欧姆表的指针位置如图乙所示，其读数是_.（2）请在线框内画出能准确测量电阻的电路图（要求在电路图上标出元件符号）.（3）请根据设计的电路图写出的测量表达式_.（用U、和表示电压表V、电流表和的示数）（4）若欧姆表内部电路如丙图所示，其中灵敏电流表满偏电流为，内阻为，电池电动势为，内阻为，表内滑动变阻器最大阻值为，欧姆表刻度刻好.当电池电动势下降为，内阻增大为时，欧姆表重新调零后，测得阻值为，则待测电阻的真实阻值为_.17.（7分）某同学在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只的保护电阻，实验电路如图甲所示.（1）该同学按上述电路原理图
11、正确连接好实验电路，合上开关S后，当滑动变阻器的滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数几乎不变，直到当滑动触头P滑至邻近B端时，电压表的示数急剧变化，出现上述情况的原因是：_（2）该同学顺利完成实验，测出的数据如下表所示.请你根据这些数据帮他在图乙中画出图象，并由图得出电池的内阻_0.100.170.230.301.201.000.800.60（3）内阻的测量值_真实值（请填序号：A.大于 B.等于 C.小于），原因是_.（请填序号：A.电压表的分流 B.电流表的分压）四、计算题（本大题共3小题，共35分）18.（10分）如图所示，一带电荷量为、质量为m的小
12、物块处于一倾角为的光滑斜面上（斜面固定在桌面），当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止.重力加速度取g，.求：（1）水平向右电场的电场强度；（2）若将电场强度减小为原来的，电场强度变化后物块下滑距离L时的动能.19.（10分）电子质量为m、电荷量为e，从坐标原点O处沿平面射入第一象限，射入时速度方向不同，速度大小均为，如图所示.现在某一区域加一方向向外且垂直于平面的匀强磁场，磁感应强度为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏上，荧光屏与y轴平行，求：（1）荧光屏上光斑的长度；（2）所加磁场范围的最小面积.20.（15分）如图所示，光滑平台处于水平向右的匀强电场中（图中区域I
13、），其场强，区域II存在场强未知的竖直向上的匀强电场，区域III存在场强未知的竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电量为的小球从A点无初速度释放，距离为L，的距离也为L.小球恰经过点上方处的P点再进入区域III做匀速圆周运动后又能无碰撞地滑上平台并刚好回到A点.重力加速度为g，求：（1）区域III内电场的电场强度；（2）区域III内匀强磁场的磁感应强度B；（3）小球从A点开始至回到A点的运动时间t.物理参考答案一、单选题（本大题共10小题，每题3分，共30分）题号12345678910答案BCBCDDCBCD1.B2.C 【解析】电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周
14、期为根据电流的定义式得：电流强度为因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故C正确，ABD错误.3.B4.C5.D 【解析】由可知，额定电流，故A错误；动力电源充满电后总电量，故B错误；电动自行车的热功率，则由可得，故C错误；根据电池容量，电流为，则可得，故D正确.故选D.6.D 【解析】由B移到C的过程中电场力做功，根据得：B、C两点的电势差，故A错误；点电荷由A移到B的过程中，电势能增加，根据电场力做功与电势能的变化关系得：点电荷由A移到B的过程中，电场力做功，A、B两点的电势差，B、C两点的电势差，所以C与中点的连线为等势面，根据等势面与电场线垂直的特点且，可
15、得电场方向由A指向B，故B错误；，根据得：负电荷由C移到A的过程中，电场力做正功，所以电势能减小，故C错误；在连线取一点D为该线中点，则，所以C、D电势相等，连线为等势线，而三角形为等腰三角形，所以电场强度方向沿着方向，由A指向B，因为，由几何关系得：，则，解得该电场的场强为：，故D正确.故选D.7.C 【解析】当x趋向无穷大时，小磁针N极所指的方向为地球磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，趋向1，则趋向，即小磁针的方向与x轴的方向垂直，所以x轴的方向为向东.当x轴非常小时，小磁针的N极沿x轴方向，即向东.由图可知，开始时N极背离O点，所以O点处的磁极是N极.故A错误；由以上的分析可
16、知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直.故B错误；由乙图可知，处，则，P在处产生的磁感应强度大小为，所以.故C正确；处合磁场的磁感应强度大小为.故D错误.8.B 【解析】由于粒子初速度不为零，因此从点加速到O点电场力做功小于从O点减速到点克服电场力所做的功，因此点与O点之间的电势差小于点与O点的电势差，根据电势和x的变化关系图象可知，由图知点处电势无穷大，因此有；从点到点过程中，依据动能定理得：解得：，故选项A、C、D错误，B正确.9.C 【解析】根据，减小极板的正对面积，电容C减小，由于二极管具有单向导电性，图中电容器只能充电不能放电，在直流电路中，电容器视为断路，电容器两端的电压等于电
17、阻R两端的电压，根据可知，电容器电量减少，但由于电路中有二极管，电容器放电时二极管处于截止状态，所以电容器不能放电，得，电场强度E变大，油滴所受电场力变大，油滴所受合力向上，带电油滴会向上移动，P点与下极板的距离不变，E变大，则P点的电势升高，故AB错误；当电容器的下极板向上移动时，极板间距离减小，电容器的电容变大，电容器所带的电量Q变大，电容器充电，由知电容器板间场强变大，油滴所受电场力大于重力，带电油滴向上运动，故C正确；断开开关S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器带电量Q不变，电容C不变电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故油滴仍然处于平衡状态，故D错误.故选C.10.
18、D 【解析】根据牛顿第二完律得：金属细杆开始运动时的加速度大小为；故A错误.设金属细杆运动到P点时的速度大小为v.从M到P过程，由动能定理得：则得：；故C错误.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为.故B错误.在P点，设每一条轨道对细杆的作用力大小为N，由牛顿第二定律得：代入数据解得：由牛顿第三定律得细杆在P点对每一条轨道的作用力大小为.故D正确.二、多选题（本大题共5小题，每题4分，共20分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）题号1112131415答案ABACACDBDBC11.AB12.AC 【解析】要在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象.偏转电极要接入锯齿形电压，即扫描电压.
19、B和D在偏转电极所加的电压（4）不可能在水平向完成偏转，而A和C在偏转电极接入的是（3）锯齿形电压可实现显示的为偏转电压上加的是待显示的信号电压.故AC正确，BD错误.13.ACD 【解析】外电路是滑动变阻器两部分并联再与定值电阻串联，当滑片位于a、b时，外电路阻值最小为R，内外电阻相等，电源输出功率最大，电流表示数最大为，电压表示数最大为，故A正确；当滑动变阻器被滑片分成阻值相等的两个电阻时，外电路阻值最大为，干路电流最小为，所以在滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中，随着总外阻先变大后变小，电源的效率先增大后减小，电压表示数和电流表示数先减小后增大，而外电阻始终比电源内阻大，由图象，知电源
20、输出功率先减小后增大。电流表示数变化范围为，故B错误，CD正确.14.BD 【解析】由加速电场方向可知粒子带正电，粒子在速度选择器中做直线运动，电场力方向向右，因此粒子受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知磁场垂直于纸面向外，故A错误；在速度选择器中粒子做直速运动，受到的电场力和洛伦兹力大小相等，合力为零，故B正确；根据知，速度大小为的粒子能通过速度选择器，故C错误；根据知，比荷越大，则半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，故D正确.15.BC 【解析】带电粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上，做加速度大小不变、方向周期性变化的变速直线运动，由时刻进入电场的粒子运动情况可知，
21、粒子在平行板间运动时间为交变电流周期的整数倍，在时间内带电粒子运动的加速度，由匀变速直线运动规律得同理可分析时间内的运动情况，所以带电粒子在沿电场方向的速度v与图线所围面积成正比（时间轴下方的面积取负值），而经过整数个周期，图象与坐标轴所围面积始终为零，故带电粒子离开电场时沿电场方向的速度总为零，故B正确，D错误；带电粒子在时刻射入时，侧向位移最大，故其他粒子均不可能打到极板上，故A错误；当粒子在时刻射入且经过T离开电场时，粒子在时达到最大速度，此时两分位移之比为，即，可得，故粒子的最大速度为，因此最大动能为初动能的2倍，故C正确.三、实验题（本大题共2个小题，共15分）16.（8分）（1）1
22、80（2分）（2）（2分）（3）（2分）（4）290（2分）【解析】（1）由甲图可知指针的偏角太大，说明倍率选的太大，故选“”欧姆挡.由图乙可知指针所指的刻度数为18，再乘以倍率，阻值约为.（2）电路如图所示，和串联组成电压表；滑动变阻器阻值较小，为测量方便，采用分压式接法.（3）由欧姆定律知，电阻（4）若电动势为，则此时调零时，内部电阻为，此时指针在指在中值位置时对应的电阻应为，所以调零后接入电路的电阻将变小；由对应的电流列出关系式：，故对应时的电阻.17.（7分）（1）滑动变阻器的总电阻太大（2分）（2） （2分）（1分）（3）C（1分） A（1分）四、计算题（本大题共3小题，共35分）1
23、8.（10分）【解析】（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，2分由二式可得电场强度2分（2）若电场强度减小为原来的，则变为2分电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理则有：2分可得动能：2分19.（10分）【解析】（1）如图所示，初速度沿x轴正方向的电子，沿弧运动到P点，为荧光屏上光斑的最高点，初速度沿y轴正方向的电子，沿弧运动到Q点，为荧光屏上光斑的最低点，电子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得2分解得2分光斑长度2分（2）所加磁场的最小面积是以为圆心、R为半径的阴影部分，其面积大小为4分20.（15分）【解析】根据题意，做出小球的运动轨迹示意如图所示.（1）小球在区域III做匀速圆周运动，则：2分解得：1分（2）小球在区域I内做匀加速运动，设到达O点时速度为由动能定理有：1分得出小球从O到P做类平抛运动，设经过时间到达P点，速度为v有：1分1分1分得出，1分由动能定理得：1分设小球从边界进入区域III时速度与的夹角为，有：1分得出，小球在区域III内做匀速圆周运动，有：得出1分得：1分（3）根据题意：从A到O，小球做匀加速运动，有：1分得出小球在区域III内做匀速圆周运动，有：1分得出对小球运动全程，有：得：1分
