1、天津市耀华中学20202021学年度第一学期第二次阶段检测高二年级物理学科试卷一、单项选择题（共6小题，每题4分，在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1. 在匀强磁场中一个电子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）A. 粒子的速率加倍，周期减半B. 粒子速率不变，轨道半径减半C. 粒子速率减半，轨道半径减半D. 粒子的速率不变，周期加倍【答案】B【解析】【详解】BC带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动。设原磁场的磁感应强度为B1，另一个磁场的磁感应强度为B2。由题意可知得又带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，则带电粒子垂直进入另一
2、个磁场中做匀速圆周运动，得得所以粒子速率不变，轨道半径减半，B正确，C错误；AD由可得同理，带电粒子垂直进入另一个磁场中做匀速圆周运动，则结合可得所以周期减半，AD错误。故选B。2. 如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡。不考虑灯泡电阻随温度的变化，在变阻器R的滑片P向上移动过程中，下列判断中正确的是（）A. 路端电压变大B. L1变亮，L3变暗C. L2变暗，L3变亮D. 电源内阻上消耗的功率变小【答案】C【解析】【详解】A由题意可知，在变阻器R的滑片P向上移动过程中，R的阻值变小，电路中的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的总电流变大，则电路中的内压为内压将变大，电动势不变，
3、所以电路中的路端电压将变小，A错误；BC由A选项分析可知，电路中的总电流变大，所以流过灯泡L3的电流也变大，灯泡L3变亮。两端电压变大，所以可知灯泡L2的电压变小，流过灯泡L2的电流变小，灯泡L2变暗。流过灯泡L1的电流为电流将变大，所以灯泡L1变亮，C正确，B错误；D电源内阻上消耗的功率为电路中的总电流变大，所以电源内阻上消耗的功率变大，D错误。故选C。3. 如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时A. 可能做匀加速直线运动B. 一定做曲线运动C. 只有重力做功D. 电场力对小球一定做正功【答案】B【解析】【
4、详解】AB过程中，重力做正功，即物体的速度越来越大，所以无论电荷带正电荷还是带负电，电场力和洛伦兹力都不会一直平衡，所以粒子受到的合力和运动方向不在一条直线上，故一定做曲线运动，A错误B正确；C过程中小球在水平方向上有位移，故电场力还做功，C错误；D当洛伦兹力大于电场力时，需要克服电场力做功，故电场力做负功，D错误。故选B。4. 水平面上有 U 形导轨 NMPQ，它们之间的宽度为 L，M 和 P 之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量 为 m 的金属棒 ab，棒与导轨的动摩擦因数为 (滑动摩擦力略小于最大静摩 擦力)，通过棒的电流强度为 I，现加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向
5、垂直于金属棒 ab，与垂直导轨平面的方向夹角为 如图所 示，金属棒处于静止状态，重力加速度为 g，则金属棒所受的摩擦力大小为A. BILsin B. BILcos C. (mgBILsin )D. (mgBILcos )【答案】B【解析】导体棒受到的安培力为F=BIL，对导体棒受力分析，根据共点力平衡可知，f=Fcos=BILcos，故B正确，故选B.5. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为下列判断正确的是A B. C. D. 【答案】D【解析】试
6、题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本
7、题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况6. 如图，在倾角为a光滑斜面上，与底边平行放置一根长为L、质量为m、通电电流为I的直导体棒欲使此导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场在磁场方向由竖直向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，关于磁感应强度B说法正确的是A. 此过程中磁感应强度B逐渐增大B. 此过程中磁感应强度B逐渐减小C. 此过程中磁感应强度B的最小值为D. 此过程中磁感应强度B的最大值为【答案】C【解析】【分析】导体棒受三个力，重力G、支持力和安培力，三力平衡，合力为零，其中重力的大小和方向都不
8、变，支持力的方向不变，安培力的方向由沿斜面向上逐渐变为竖直向上，根据平行四边形定则分析【详解】对导体棒受力分析，受重力G、支持力和安培力，三力平衡，合力零，将支持力和安培力合成，合力与重力相平衡，如图所示：从图中可以看出，安培力先变小后变大，由于，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度先减小后增大；由图可以看出当平行于斜面时有最小值，解得：，此过程中安培力竖直向上时最大为mg，故B的最大值为：，故C正确，ABD错误二、多项选择题（本题共4小题；每小题6分，共24分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）7. 如图所示，水平
9、放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源，带电粒子以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出。若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，不计粒子重力，则带电粒子（）A. 将打在下板上B. 仍沿原轨迹运动由下板边缘飞出C. 可能不发生偏转，沿直线运动D. 若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央【答案】BD【解析】【详解】ABC将上板上移一小段距离，即两板间距离变大，由电容的决定式可得即电容变小，由题意可知，两极板所带电荷量不变，则可得，两极板间电压变小，由可知，两极板间的场强不变。当小球仍以相同的速度v0从原处飞入时，粒子仍沿原轨迹运动由下板边
10、缘飞出，所以B正确，AC错误；D若上板不动，将下板上移一段距离，即两板间距离变小，由ABC选项分析同理可知，两极板间的场强不变，当小球仍以相同的速度v0从原处飞入时，带电粒子到下极板的距离变小了，粒子在电场中偏转的时间变短了，水平位移将变短，所以小球可能打在下板的中央，所以D正确。故选BD。8. 如图所示，真空中有四点A、B、C、D在一条直线上，ABBCCD，如只在A点放一电量为Q的点电荷时，B点场强为E，若再将等量异号的点电荷Q放在D点，则( )A. B点场强为，方向水平向右B. B点场强为，方向水平向右C. BC线段的中点场强为零D. B、C两点的场强相同【答案】BD【解析】【详解】AB只
11、在A点放一电量为Q的点电荷时，B点场强为E，则若再将等量异号的点电荷Q放在D点，Q 与Q在 B点产生场强均水平向右，所以B点场强方向水平向右故A项错误，B项正确；CQ 与Q在 BC中点产生场强均水平向右，BC中点处场强不为零故C项错误DQ 与Q在 C点产生场强均水平向右，所以C点场强方向水平向右，即B、C两点的场强相同故D项正确。故选BD。9. 地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动由此可以判断( )A. 如果油滴带正电，它是从N点运动到M点B. 如果油滴带正电，它是从M点运动到N点C. 如果水平电场方向向左
12、，油滴是从M点运动到N点D. 如果水平电场方向向右，油滴是从M点运动到N点【答案】BC【解析】【详解】AB根据做直线运动的条件和受力情况（如图所示）可知，如果油滴带正电，由左手定则判断可知，油滴的速度从M点到N点，故B正确，A错误；CD如果水平电场方向向左，油滴带正电，电场力水平向左，由左手定则判断可知，油滴的速度从M点到N点若油滴带负电，电场力水平向右，洛伦兹力方向垂直于直线，油滴所受的合力不可能为零，速度变化，洛伦兹力也随之变化，油滴将做曲线运动故如果水平电场方向向左，油滴是从M点运动到N点如果水平电场方向向右，同理可知，油滴带负电，油滴是从N点运动到M点故C正确D错误。故选BC。10.
13、如图甲所示电路中的小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，PQ为I轴的垂线，下列说法中正确的是A. 随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大B. 对应P点，小灯泡的电阻为C. 若在电路甲中灯泡L两端的电压为U1，则电阻R两端的电压为I1RD. 对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积【答案】AD【解析】【详解】A图线上的点与原点连线的斜率等于电阻大小，由数学知识可知，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大故A正确；B对应P点，小灯泡的电阻为，故B错误；C在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电流为I2，则电阻R两端的电压
14、为I2R，故C错误；D由恒定电流的功率公式P=UI，推广可知，对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积故D正确三、填空题（每空4分，共24分）11. 如图所示，两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间匀强磁场中，它们分别以v1、v2的速率射出磁场，则v1：v2=_，通过匀强磁场所用时间之比t1、t2=_。【答案】 (1). 1:2 (2). 3:2【解析】详解】1粒子运动轨迹如下图所示电子垂直射入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有， 根据电子做圆周运动的半径则得电子在电场中的运动速度之比等于电子做圆周运动的半径之比，根据几何关系有所以电子在电场中的速度之比为2
15、电子在磁场中做圆周运动的周期以v1运动的电子在磁场中运动的时间以v2运动的电子在磁场中运动的时间 所以电子在磁场中运动的时间之比为12. 用螺旋测微器测金属导线的直径，其示数如图所示，该金属导线的直径为_mm。【答案】1.8791.881【解析】【详解】1螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为0.0138.0mm=0.380mm，所以最终读数为1.880 mm。13. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的其他器材有：A.电压表V（03V，内阻约为3k）B.电流表A（00.6A，内阻约为1）C.滑动变阻器R（020，额定电流1A）D.定值电阻R0（2，额定电流1A）E.开
16、关和导线若干(1)为了防止调节过程中电流过大，该同学用定值电阻R0当保护电阻，请根据实验要求在图答题卡上的虚线框中画出电路图_；(2)连接好电路后，该同学测出几组电流、电压的数值，并画出图像如上图所示，由图像可知该电池的电动势_V，内电阻_。【答案】 (1). (2). 1.5 (3). 0.5【解析】【详解】(1)1本实验要测一节干电池的电动势和内阻，干电池的内阻不大，只有几欧，所以由题中所给数据可知，应采用电流表外接法测电源的内阻。同时，为了防止调节过程中电流过大，该同学用定值电阻R0当保护电阻，即将定值电阻R0与电源串联在电路中。电路图如图所示(2)23由闭合电路的欧姆定律可得化简可得结
17、合图像可得四、计算题（每题14分，共28分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）14. 如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形AD边长为L，AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)，求：(1)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；(2)电场强度E的大小；(3
18、)磁场的磁感应强度B的大小和方向【答案】（1）（2）（3）,磁场方向垂直纸面向外【解析】试题分析： (1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：Lv0t (1分)竖直方向：t (1分)得vyv0 (1分)则P点的速度为vv0 (1分)速度与水平方向的夹角为，tan1，所以45(1分)(2) vyat， a， Lv0t，解得E (5分)(3) 由几何关系可知，粒子在磁场中转过的圆心角为45 (1分)由几何关系得rL (2分)粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvBm (1分)得B (1分)磁场方向垂直纸面向外 (1分)考点：带电粒子在匀强电场中的类平抛和匀强磁场中的匀速圆周运动，注意运用数学知识
19、解决物理问题15. 如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s
20、1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值【答案】(1) (2) (3) 【解析】(1)粒子从S1到达S2的过程中，根据动能定理得qUmv2 解得粒子进入磁场时速度的大小v(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvBm 由得，加速电压U与轨迹半径r的关系为U当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0R对应电压U0(3)M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短 根据几何关系可以求得，对应粒子在磁场中
21、运动的半径rR由得粒子进入磁场时速度的大小v粒子在电场中经历的时间t1粒子在磁场中经历的时间t2粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3粒子从S1到打在收集板D上经历的最短时间为tt1t2t3本题考查带电粒子在复合场中的运动，电场力做功等于粒子动能的变化量，由此可求得粒子进入磁场时的速度大小，根据粒子的偏转半径和洛伦兹力提供向心力可求得电压大小，当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径与磁场半径相等，由此可求得临界电压大小，M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短，先找圆心后求半径，根据半径公式求得粒子在磁场中的速度，根据圆心角求偏转时间