1、河北省唐山一中2020-2021学年高二物理上学期期中试题（选择考）（含解析）一、选择题（共15小题，1至10小题，每小题3分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意；11至15小题，每小题4分，每个小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分；共计50分。）1. 下列叙述中正确的是（）A. 电流方向总是从电源正极流向负极B. 当外电路接通时，电源的电动势将减少C. 电源两极间的电压始终保持不变D. 当外电路接通时，电源的端电压将减少【答案】D【解析】【详解】A在电源的外部，电流方向总是从电源正极流向电源负极，在电源的内部，电流方向总是从电源负极流向电
2、源正极，故A错误；B电源的电动势与外电路无关，故B错误；C在闭合电路中，并联在电源两端的电压表的示数是路端电压，随外电路电阻值的变化而变化，故C错误；D当外电路没有接通时，电源的端电压等于其电动势当外电路接通时，电源的端电压，将减小，故D正确。故选D。2. A、B、C、D四只灯泡的额定电压均为110V，额定功率相等，如图所示，接到220V电源上，闭合K时各灯泡正常发光，若K断开，则（）A. C、D正常发光B. B、C、D正常发光C. C灯被烧毁D. B、C、D均被烧毁【答案】C【解析】【详解】闭合K时各灯泡正常发光，若K断开，灯B、D并联后再与灯C串联，灯B、D并联后的电阻为灯C电阻的一半，则
3、灯C电压变为则灯C被烧毁，灯B、D并联部分的电压故选C3. 如图所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触头向上端移动时，两电压表示数V1、V2和电流表A1、A2的示数变化情况是（）A. V1变大，V2变大，A1变大，A2变大B. V1变小，V2变小，A1变小，A2变小C. V1变小，V2变大，A1变小，A2变大D. V1变大，V2变小，A1变大，A2变小【答案】D【解析】【详解】当滑动变阻器触头向上端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与定值电阻并联的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析可知总电流变小，电源的内电压变小，路端电压变大，即V1变大。由欧姆定律分
4、析可知电压表V2示数变小，变阻器与定值电阻并联电压变大，所以A1示数变大，因总电流变小，所以A2示数变小故选D。4. 如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为-Q和+2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一半径为r（2rL）空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点的场强大小为（）A. 水平向右B. 水平向左C. 水平向右D. 水平向左【答案】A【解析】【详解】两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为方向向左。根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小
5、为，方向向右。故选A。5. 长为L直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上,固定的很长直导线b与a平行放置,导体棒a与力传感器相连,如图所示(俯视图)a、b中通有大小分别为Ia、Ib的恒定电流,Ia方向如图所示,Ib方向未知.导体棒a静止时,传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力.下列说法正确的是( )A. Ib与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为B. Ib与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为C. Ib与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为D. Ib与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为【答案】B【解析】【分析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；根据F
6、=BIL求解B.【详解】因传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力，可知电流ab之间是相互吸引力，即两导线间的电流同向；根据，解得Ib在a处的磁感应强度B大小为，故选B6. 如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限粒子在磁场中运动的时间为A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】运动轨迹如图:即运动由两部分组成,第一部分是个周期,第二部分是个周期, 粒子在第二象限运动转过的角度为90，则运动的时间为；粒子在第一象限转过的角
7、度为60，则运动的时间为；则粒子在磁场中运动的时间为：，故B正确，ACD错误.7. 如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子最后落到P点，设OPx，下列图线能够正确反映x与U之间的函数关系的是()A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】在加速电场中，由动能定理得：，解得：，磁场中，洛伦兹力提供向心力，有：，得：则得：，都一定，则由数学知识得到，图象是抛物线，B正确8. 图为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁
8、场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（ ）A. 大小为B/v，粒子带正电时，方向向上B. 大小为B/v，粒子带负电时，方向向上C. 大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D. 大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关【答案】D【解析】当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域，有qvBqE，所以EBv假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上粒子带负电时，电场方向仍应向上故正确答案为D9. 如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环
9、中感应电流的方向（从上向下看），下列说法中正确的是A. 总是顺时针B. 总是逆时针C. 先顺时针后逆时针D. 先逆时针后顺时针【答案】C【解析】【详解】由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故C正确故选C10. 如图所示，空间中存在匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的方向水平且互相垂直。一带电微粒沿直线由a向b运动，在此过程中（）A. 微粒可能做匀加速直线运动B. 微粒可能做匀减速直线运动C. 微粒的电势能增加D. 微粒带一定带负
10、电荷【答案】D【解析】【详解】微粒受到重力、电场力和洛伦兹力作用，微粒做直线运动，其合力方向与速度方向共线，根据做直线运动的条件可知微粒的受力情况如图所示所以微粒一定带负电，电势能减小，微粒一定做匀速直线运动，否则速度变化，洛伦兹力变化，微粒做曲线运动，故ABC错误， D正确。故选D。11. 如图所示，虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间距相等。一电子（不计重力）射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势面的一些交点。由此可以判定（ ）A. a、b、c三个等势面的电势关系是B. O处的点电荷一定带正电C. 电子在1、4两个位置处的速
11、度相等D. 电子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做功绝对值的关系是W122W34【答案】AD【解析】【详解】A做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向凹侧，因此电子受力向右，从而电场线的方向向左，沿着电场线的方向电势降低，故，A正确；BO处的电荷与电子之间是排斥力，O处的点电荷一定带负电，B错误；C1、4两点处于同一等势面上，从1到4过程中，电场力做功为0，因此速度大小相等，但速度方向不同，C错误；D越靠近O点，电场线越密集，沿着电场线相同距离，电势差越大，因此根据因此位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做功绝对值的关系是W122W34，D正确。故选AD。12. 在如图所示的电路中，定值
12、电阻R的阻值为10，电动机M的线圈电阻值为2，a、b两端加有60V的恒定电压，理想电压表的示数为24V，由此可知（）A. 通过电动机的电流为5AB. 电动机输出的功率为60.48WC. 电动机线圈在1分钟内产生的热量为3000JD. 电动机消耗的功率为86.4 W【答案】BD【解析】【详解】A通过电动机的电流故A错误；B电动机的输出功率故B正确；C电动机线圈在1分钟内产生的热量故C错误；D电动机消耗的功率故D正确。故选BD。13. 如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是（）A.
13、 电源a比电源b内阻小B. 电源a比电源b电动势大C. R接到b电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率大于50D. R接到a电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率为50【答案】BD【解析】【详解】AB根据图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势，则有电源a比电源b内阻大，电源a比电源b电动势大，故A错误，B正确；CD电源的效率由图看出，电阻R接在电源a上时电路中电流为，短路电流为I，根据闭合电路欧姆定律得a电源的效率为50%，由图看出，电阻R接在电源b上时则电源b的效率大于50%，电源的图线与电阻R的UI图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由图读出电阻R接在电源a的电压和
14、电流较大，电源a的输出功率较大，故C错误，D正确。故选BD。14. 如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）A. 粒子的动动方向是abcdeB. 粒子带正电C. 粒子的运动方向是edcbaD. 粒子在下半周期比上半周期所用时间长【答案】BC【解析】【详解】带电粒子在磁场中由洛伦兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则由可得：，可见粒子的轨迹半径与速率成正比；因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半径减小，故说明粒子是由下向上穿过绝缘板，故运动方向为edcba； 故A错误，C正确； 粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带
15、正电，故B正确 因粒子转动的周期，在转动中磁感应强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下都经过半个周期，时间相等； 故D错误15. 如图所示，M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线上，现让橡胶盘由静止开始绕轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是A. 铝环N有沿逆时针方向的感应电流B. 铝环N有扩大趋势C. 橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下D. 橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上【答案】AD【解析】【详解】A、依据楞次定律，可知，穿过环N的磁通量，向上且增大，因此环N
16、有沿逆时针方向的感应电流，故A正确；B、C、D、胶木盘M由静止开始绕其轴线OO按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过N线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上，且铝环N有收缩的趋势故D正确，B、C错误故选AD【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，即感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化二填空、实验题（共2小题，每小题6分，计1
17、2分。）16. 用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A待测电阻Rx(大约100 )B直流毫安表A1(量程010 mA，内阻约100 )C直流毫安表A2(量程040 mA，内阻约40 )D直流电压表V1(量程03 V，内阻约5 k)E直流电压表V2(量程015 V，内阻约15 k)F直流电源(输出电压4 V，内阻不计)G滑动变阻器R(阻值范围050 ，允许最大电流1 A)H开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选_，直流电压表应选_(2)在方框内画出实验电路图_，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些(3)用铅笔按电路图将实物图连线_
18、【答案】 (1). A2 (2). V1 (3). (4). 【解析】【详解】（1）0-15V范围的电压表测量4V电压时，误差较大，所以选用电压表V1，但是选用电压表V1后待测电压最大为3V，所以电路中的最大电流为（2）电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以采用滑动变阻器的分压接法，因为被测电阻较小，所以采用电流表的外接法，如图所示（3）实物图如图所示17. 在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材：待测电流表（量程2mA，内阻约几十欧） 滑动变阻器（阻值范围050，额定电流1.5A）电阻箱（阻值范围0999.9） 电阻箱（阻值范围09999.9）电源（电动势2V，内阻
19、约为0.1） 电源（电动势6V，内阻约为20）另外有开关和导线若干(1)如果采用甲图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么在以上备用器材中，R1应选用_，电源应选用_（用所给器材的代号填写）；(2)实验时要进行的步骤有：A合上S1，断开S2 B合上S2 C记下R2的阻值 D调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度E调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半F按上图的电路连接好电路并将R1的阻值调至最大以上步骤的合理顺序是_；(3)在对改装好的电压表进行校对时，该同学已经选择好器材，如图所示。若要求对电压表的每一条刻度线都进行校对，请你将这些器材连接成测量电路。_【答案】 (
20、1). (2). (3). FADBEC (4). 【解析】【详解】首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理，设电源的电动势为E，内阻为r，S2打开时，电流表满偏电流为，实验要求，这样才有，当S2闭合时，R2和并联，并联后总阻值，这样才有S2闭合后，电路中总电流几乎不变，仍然近似等于，调节使电流表半偏为，所以流过的电流也为，所以。(1)12上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是，故实验器材应选择电源电动势尽可能大的，R1选用大量程的电阻箱。(2)3根据上述半偏法测量电流表内阻原理，则操作步骤为：按图所示的电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，合上S1，断开S
21、2，调节R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，合上S2，调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，记下R2的阻值。故合理顺序是FADBEC。(3)4电路连接如下图所示 三、计算题（共3小题，计38分）18. 如图1所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图2所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度v0沿平行板中轴线射入电容器，t1=3T时刻射出电容器，带电粒子的重力不计，求：(1)平行板电容器板长L；(2)粒子射出电容器时偏转的角度；(3)粒子射出电容器时竖直偏转的位移y。【答案】(1)3v0T；(2)；(3)【解析】【详解】(1)t=3T，水平
22、方向匀速直线运动Lv0t3v0T(2)射出电容器时，偏转角度为，则加速度为a=0T，竖直匀加速运动T2T，竖直匀速运动，2T3T，竖直匀减速运动vy=vy1aT=0所以=0(3)电场方向粒子先匀加速再匀速然后又匀加速至出电容器，0TT2T2T3Ty3=则y=y1y2y3=19. 在如图所示的电路中，R1=2 ，R2=R3=4 ，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，试求： （1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流.【答案】（1）1A；4V（2）6V；2（3）0.5A【解析】【详
23、解】（1）K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据公式可得，通过电源电流电源两端电压（2）K接a时，有E=U1+I1r=4+rK接b时，R1和R2串联，R外=R1+R2=6通过电源电流这时有：E=U2+I2r=4.5+0.75r解得：E=6V，r=2（3）当K接c时，R2与R3并联，并联电阻为所以R总=R1+r+R23=6总电流通过R2电流20. 如图所示，在平面直角坐标系中，AO是xOy的角平分线，x轴上方存在水平向左的匀强电场，下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，两电场的电场强度大小相等。一质量为m、电荷量为q的质点从OA上的M点由静止释放，质点恰能沿AO运动且通过O点进入
24、x轴下方区域，经偏转后从x轴上的C点进入第一象限内并击中AO上的D点(C点、D点图中均未标出)。已知OM20m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g10m/s2。求：(1)两匀强电场的电场强度E的大小；(2)OD的长L；(3)质点从M点出发到击中D点所经历的时间t。【答案】(1)(2) m(3)4.86s【解析】【详解】(1)质点在第一象限内受重力和水平向左的电场，沿AO做匀加速直线运动，所以有：Mg=qE，即；(2)质点在x轴下方，重力与电场力平衡，质点做匀速圆周运动，从C点进入第一象限后做类平抛运动，其轨迹如图所示：由洛伦兹力提供向心力得：，沿AO做匀加速直线运动，由运动学规律知：v2=2aOM，因为：，由类平抛运动规律知：R=vt3，联立解得：；(3)质点做匀加速直线运动有：，解得：t12s，质点做匀速圆周运动有：，质点做类平抛运动有：R=vt3，可得：t30.5s，质点从M点出发到击中D点所经历的时间为：t=t1t2t3= s4.86s。
