1、云南省丽江市第一高级中学2020-2021学年高二物理上学期12月试题（含解析）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1. 如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线下列判断正确的是( )A. 电场线MN的方向一定是由N指向MB. 带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小C. 带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度【答案】C【解析】【分析】【详解】由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力分析一定是由M指向N，但是
2、由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故B错误，故C正确由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线，说明粒子一定受恒力，即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度，故D错误；故选C【点睛】依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况.2. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动
3、情况为()A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管【答案】D【解析】试题分析：通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况当导体转动后，我们可以认为电流向右偏内，受力也将发生变化，为了简便，我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况，再判出导体的运动情况解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处
4、的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故D正确，ABC错误；故选D【点评】解决本题的关键（1）清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；（2）能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况；（3）会找到一些有代表性的特殊位置求解3. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大B. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小C. a、
5、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbD. a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb【答案】C【解析】【分析】【详解】CDa处的磁感线比b处稀疏，则a点磁感强度比b点小。所以BaBb，故C正确，D错误；AB当将一小段通电导线放入磁场时，由于受到放置角度的限制，当通电导线垂直磁场时，受到的磁场力最大，平行时受磁场力为零，故虽然BaBb。但是无法比较导体所受的磁场力的大小，所以AB选项均不正确。故选C。4. 下列说法正确的是（）A. 只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用B. 由可知，磁感应强度大小与放在该处的一小段通电导线的IL乘积成反比C. 若一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则
6、该处磁感应强度一定为零D. 静电力对在电场中运动的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功【答案】A【解析】【分析】【详解】A电荷在磁场中运动时，当电荷运动的方向与磁场的方向平行时，不受力，其它情况肯定受力，A正确；B磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，由磁场本身决定，与导线受到的安培力以及电流强度I和导线长度L的乘积都无关，B错误；C当通电导线与磁场平行时，不受磁场力，故不能根据安培力为零说明磁感应强度为零，C错误；D静电力对在电场中的电荷不一定会做功，如电子绕原子核做匀速圆周运动，而洛伦兹力与电荷的运动方向总垂直，因此它对在磁场中的电荷却不会做功，D错误。故选A5. 如图所示、一
7、个不计重力的带正电子粒子以沿各图的虚线射入场中A中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外；B中是两条垂直纸面的长直导线中等大同向的电流，虚线是两条导线连线的中垂线；C中是圆环线圈中的电流、虚线过圆心且垂直圆环平面；D中Q、一Q是两个位置固定的等量异种点电荷的电荷量、虚线是两位置连线的中垂线其中，带电粒子能做匀速直线运动的是（）A. B. C. D. 【答案】BC【解析】【分析】当带电粒子所受的合力为零时才能做匀速直线运动，分析粒子的受力情况，从而作出判断【详解】A项：粒子带正电，粒子所受的电场力向上，由左手定则判断知洛伦兹力方向向上，故粒子的合外力不为零，则
8、带电粒子不可能做匀速直线运动，故A错误；B项：根据安培定则判断知虚线上合磁场为零，所以带电粒子不受洛伦兹力，因而带电粒子做匀速直线运动，故B正确；C项：由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，带电粒子能做匀速直线运动，故C正确；D项：根据等量异种电荷的电场线分布可知电场线与虚线垂直，带电粒子所受的电场力与其速度垂直，粒子不可能做匀速直线运动，故D错误故选BC【点睛】本题要紧扣匀速直线运动的条件：合力为零，掌握电场线和磁感线的分布情况，结合安培定则和左手定进行判断6. 一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力作
9、用。若重力势能增加3J，机械能增加0.5J，电场力对小球做功1J，则小球（）A. 重力做功为3JB. 电势能增加1JC 克服空气阻力做功0.5JD. 动能减少3.5J【答案】C【解析】【分析】【详解】A重力做功等于重力势能的减小量，重力势能增加3J，故重力做功-3J，A错误；B电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功1J，故电势能减少1J，B错误；C除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力做功和空气阻力，电场力做功1J，而机械能增加0.5J、所以克服空气阻力做功0.5J，C正确；D合力做功等于动能的增加量，合力做功等于各个分力做的功，总功为故动能减小2.5J，D错误。故
10、选C。7. 如图所示，在光滑绝缘的水平直线导轨上，有质量分别为2m和m，带电量分别为2q和的两个小球A、B相向运动，某时刻A、B两球的速度分别为和，若以后两球不会相碰，下列说法正确的是（）A. 小球A所受库仑力是小球B所受库仑力的2倍B. 系统的机械能守恒C. 两球相距最最近时的速度大小D. 小球相距最近时，系统增加的电势能为【答案】D【解析】【分析】【详解】AA、B两球之间的库仑力是相互作用力，等大反向，A错误；B两小球间的库仑力始终在做功并且不为0，故A、B两球总的机械能不守恒，B错误； C两球间的库伦力大小相等方向相反，a球的质量为2m，b球的质量m，b的加速度是a的加速度的2倍，两球靠
11、近过程，a、b都做减速运动，b的加速度大，b的速度先减小为零，然后b反向做加速运动，a继续做减速运动，当A、B两球速度相同时，两球相距最最近，根据动量守恒，则速度为解得C错误；D小球相距最近时，系统增加的电势能，根据解得D正确。故选D。二、多选题（本大题共5小题，共30.0分）8. 如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向下弯曲，则（）A. 导线中的电流从B到AB. 导线中的电流从A到BC. 若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现D. 电子束的径迹与AB中的电流无关【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB电流的方向与负
12、电荷运动的方向相反，所以阴极射线管内电流的方向向左；由图可知，电子受到的洛伦兹力的方向向下，所以阴极射线管处的磁场的方向垂直于纸面向里，由安培定则可知，AB中电流的方向向左故A正确，B错误；CD若要使电子束的径迹向上弯曲，则阴极射线管处的磁场的方向需向外，根据安培定则，可以改变AB中的电流方向来实现，故C正确,D错误。故选AC。9. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一点电荷在P点静止，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A. 电容器的电容变小B. 点电荷一定带负电C. 变小
13、D. 点电荷仍然静止【答案】CD【解析】【分析】【详解】A电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容C增大，A错误；B点电荷在P点静止，则电场力方向向上，但电场线方向不确定，所以不确定小球的电性，B错误；C根据电容C增大，电压U减小；故静电计指针偏角减小，C正确；D根据平行板电容器两极板间场强平行板电容器两极板间场强不变，根据小球受到的电场力不变，点电荷仍然静止，D正确。故选CD。10. 如图所示，三段长直导线a、b、c相互平行处在同一竖直面内，通有大小相同的电流，a、b间的距离等于b、c间的距离，电流方向如图所示，则下列判断正确的是（）A. 三段导线中a
14、段导线受到的安培力最大B. 三段导线中b段导线受到安培力最大C. 三段导线中c段导线受到的安培力最大D. 若将c段导线电流反向，则a、c两段导线受到的安培力大小相等【答案】BD【解析】【分析】【详解】ABC根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，三段导线中b段受到的安培力最大，AC错误B正确；D直导线a、b、c相互平行处在同一竖直面内，通有大小相同的电流，a、b间的距离等于b、c间的距离，将c段导线电流反向，a、c两段导线所处位置的磁场强度大小相同，则受到的安培力大小相等，D正确。故选BD。11. 电动势为E，内阻为r的电源与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示，设R02r，滑动变阻器最
15、大电阻Rab5r，下列选项正确的是（）A. 当R=0时，电源的输出功率最大B. 当R=0时，固定电阻R0上消耗的功率最大C. 当R=3r时，R上消耗的功率最大D. 当R=0时，电池效率最高【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A当电源的内阻与外电路电阻相等时电源的输出功率最大，则外电路电阻与电源的内阻越接近则电源的输出功率越大，则当R=0时，电源的输出功率最大，选项A正确；B当固定电阻R0上消耗的功率最大时，电路中的电流最大，此时总电阻最小，即R=0，选项B正确； C把定值电阻R0等效为电源的内阻，则当外电路R的电阻等于电源的等效内阻3r时，即当R=3r时，R上消耗的功率最大，选项C正确；D根
16、据即当外电阻电阻最大时电池效率越高，即当R=5r时，电池效率最高，选项D错误。故选ABC。12. 如图所示，在南北方向放置的长导线的正上方，用细线悬挂一条形磁铁，当导线通有图示的电流I后，则下列说法中正确的为（）A. 磁铁的N极向外转B. 磁铁的S极向外转C. 悬线的拉力大于磁铁的重力D. 悬线的拉力小于磁铁的重力【答案】BC【解析】【分析】【详解】长导线的正上方的磁场根据安培定则，磁场方向垂直纸面向里，因此条形小磁铁N极向里转，S极向外转，转动过程中，同时受到向下的吸引力，导致悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力。故选BC。三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）13. 某同学在用电流表和电压
17、表测定电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5的保护电阻R0，实验电路如图甲所示。(1)按图甲电路原理图将图乙实物连接起来；（ ） (2)该同学按上述电路原理图正确连接好实验电路，合上开关S后，测出的数据如下表所示。请你根据这些数据帮他在图中画出UI图象_，并由图得出电池的电动势E_ V，内阻r_ ；I/A0.100.150.200.30U/V1.201.000.800.60【答案】 (1). (2). (3). 1.5 (4). 0.5【解析】【分析】【详解】（1）1 根据图甲所示电路图连接实物电路图，先连接串联部分，依次将电源、电键、滑动变阻器、电流表连接，再将电压表并联在电源及定值电
18、阻两端即可，实物电路图如图所示（2）2 根据表中数据，做出U-I图像如图所示3 根据U-I图像在纵轴的截距表示电源的电动势，即为4 图像的斜率表示等效电源内阻，有解得14. 某同学想设计一个测量金属棒电阻率实验方案，实验室提供的器材有：A电流表A1（内阻，满偏电流） B电流表A2（内阻约，量程为） C定值电阻 D滑动变阻器 E干电池组 F一个开关和导线若干 G螺旋测微器，游标卡尺如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为_；如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为_。用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用_ 挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图
19、3所示，则金属棒的阻值约为_。 请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值。（ ）【答案】 (1). (2). (3). 1 (4). (5). 【解析】【分析】【详解】（1）1 金属棒直径2 金属棒长度（2）3 用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，示数偏小，则要倍率减小换成“”的倍率。4 金属棒的阻值约（3）5 由于题目中没有给出电压表，显然是用电流表A1与R0串联后组成电压表，为多测几组数据滑动变阻器采用分压接法，设计的电路图如图所示四、计算题（本大题共2小题，共22.0分）15. 如图所示，一对与水平面倾角为的光滑平行导轨固定，轨道间的距
20、离为L，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电动势为E、内阻为r的电源。将一根质量为m、电阻为R的直导体棒ab放在两轨道上，与两轨道垂直且接触良好，其他电阻不计。在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。（重力加速度为）求磁场对导体棒的安培力的大小；如果导轨所在空间的磁场方向可改变，为使导体棒保持静止，试确定匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。【答案】（1）；（2），垂直轨道平面斜向上【解析】【分析】【详解】（1）如图所示根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小（2）电路中的电流要使磁感应强度最小，则要求安培力最小根据受力情况可知，最小安培力 方向平行于轨
21、道斜向上，所以最小磁感应强度根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上16. 如图所示，在xoy平面内，第一象限中有匀强电场，场强大小为E，方向沿y轴正方向，在x轴的下方有匀强磁场，方向垂直于纸面向里，有一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子（不计重力），从y轴上的P点以初速度垂直于电场方向进入电场。经电场偏转后，沿着与x轴正方向成进入磁场，并能垂直于y轴进入第三象限。求：(1) p点离坐标原点的距离y；(2)匀强磁场的磁感应强度；(3)粒子从P点开始到离开磁场所用的时间t。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）粒子运动轨迹如图所示电子经过A点的速度大小电子从P到A过程，由动能定理得解得（2）由几何知识可得，电子在磁场中的轨道半径电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得（3）电子从P到A的过程，加速度为时间为从A到C再到D，由洛伦兹力提供向心力解得周期为由几何知识得：电子在磁场中运动过程速度的偏向角为270，则电子在磁场中运动的时间为粒子从P点开始到离开磁场所用的时间t