1、山西省怀仁市2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题（考试时间90分钟，满分100分）一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第1012题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1、在如图所示的电场中，a、b两点的电场强度相同的是（）A.B.C.D.2、如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，MOP=60，在M、N处各有一条长直导线垂宜穿过纸面导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将N处长直导线移至P处，则O点的磁感应
2、强度大小为B2，那么B2与B1之比为（）A.1:1B.1:2C.:1D.:23、如图所示，平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部，闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为，则下述说法正确的是（）A.电键k断开，A板向B板靠近，则增大B.电键k断开，A板向上移动，则增大C.保持电键k闭合，A板向B板靠近，则变小D.保持电键k闭合，A板向上移动，则变小4、如图所示，两根足够长的水平光滑平行金属导轨PQ和MN，它们相距为L，导轨左端连有阻值为R的定值电阻，导轨处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。垂直导轨放置的金属棒用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接
3、，物块c的质量是m，连接金属棒的细线平行于导轨。物块c由静止释放金属棒沿着导轨向右运动，当地重力加速度为g，金属棒的电阻不计。则（）A.金属棒做匀加速直线运动B.金属棒先做匀加速运动再做匀速直线运动C.金属棒的最大速度为D.金属棒的最大速度为5、如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，使其电阻发生变化，测得电压表V1的示数变化大小为U1，电压表V2的示数变化大小为U2，电流表A的示数变化大小为I，对于此过程下列说法正确的是A.通过电阻R1的电流变化量大于B.电源的输出功率一定增大，电源的效率也一定增大C.电源的输出功率变化量大小等于D
4、.比值1的大小为恒定不变6、如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时从A、管上端的管口无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（）A.A管是用铜制成的，B管是塑料用成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的7、如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m=50kg，电源电压U=100V，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I=5A，g取10m/
5、s2，由此可知（）A.电动机线圈的电阻r=2B.电动机线圈的电阻r=1C.此过程中无用功为50JD.该装置的效率为80%8、如图所示，在0x3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t=0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在090范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，a）点离开磁场，不计粒子重力下列说法正确的是A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB.粒子的发射速度大小为C.带电粒子的比荷为D.带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t09、如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成
6、45角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程x=ky2，且小球通过点P，已知重力加速度为g，则（）A.电场强度的大小为B.小球初速度的大小为C.小球通过点P时的动能为D.小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少10、一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）A.t=时刻，圆环有扩张的趋势B.t=时刻圆环有收缩的趋势C.T=和t=时刻，圆环内有相同的感应电流D.t=和t=时刻，圆环内有相同的感应电济11、如图所示，在直角三角形AOC的三条边
7、为边界的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，已知A=60，边AO的长度为a.现在0点放置一个可以向各个方向发射某种带负电粒子的粒子源，已知粒子的比荷为，发射的速度大小都为v0，且满足.粒子发射的方向可由图中速度与边CO的夹角表示，不计重力作用，关于粒子进入磁场后的运动，正确的是（）A.以=0和=60飞入的粒子在磁场中的运动的时间相等B.以60飞入的粒子，越大，在磁场中的运动的时间越大D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出12、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1:2，原线圈接有阻值为1的定值电阻R0，副线圈接有两个阻值均为2的定值电阻R1、R2，A、B两端接在u=5sin100t（V）的电
8、源上，则下列说法正确的是A.R0两端的电压为4VB.R1两端的电压为4VC.R0消耗的电功率为20WD.R2消耗的电功率为2W二、实验题（本题3小题，共12分）13（6分）、一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。A.电源E:电动势为3.0V，内阻不计；B.电压表V1:量程为03V，内阻约为1k；C.电压表V2:量程为015V，内阻约为4k；D.电流表A1:量程为03A，内阻约为0.1；E.电流表A2:量程为00.6A，内阻约为0.6；F.滑动变阻器R1：最大阻值为10；G.滑动变阻器R2:最大阻值为150；
9、H.开关S，导线若干（1）实验中电压表应选用_；电流表应选用_；滑动变阻器应选用_（请填选项前对应的字母）。（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图甲中把还需要连接的导线补在甲图。（3）如图乙所示，若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端，则小灯泡的实际功率约为_W（保留两位有效数字）。14（3分）、用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关导线外可供使用的实验器材还有:A.电压表V（量程3V）B.电流表A1（量程0.6A）C.电流表A2（量程3A）D.定值电阻R0（阻值4，额定功率4W）E.滑动变阻器R（
10、阻值范围020，额定电流1A）（1）电流表应选_；（填器材前的字母符号）（2）根据实验数据作出U一I图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势E=_V，内阻r=_。15（3分）、（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S应接_（选填“1”“2”“3”“4”或“5”）量程较大.（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3V的电压表内阻（如图乙），主要步骤如下:把选择开关拨到“100”的欧姆挡上；把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；把红表笔与待测电压表_（选填“正”或“负”）接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；换用_（选填“10”
11、或“1k”）欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，于是该同学记下了电阻数值；把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕.三、计算题（本题共3小题，总分40分。要求写出必要的文字叙述、公式、计算过程，否则不能得分）16（12分）、如图所示，M、N为正对平行竖直放置的金属板，现有一个质量m=4.010-22kg、电荷量q=+2.010-16C的带电粒子，从M板的中心O点由静止开始，经电压为U的加速电场后，以速度y=3.0104m/s从N板的中心小圆孔射出，水平进入边长L=0.5m的等边三角形ABC区域内，粒子恰好从点离开，该区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图
12、中未画出），不计粒子重力。求:（1）（6分）加速电压U的大小（2）（6分）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。17（12分）、如图甲所示，电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2的电阻，虚线00下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从0O上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。金属杆从静止开始，下落0.3m的过程中，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10m/s2，求：（1）（4分）金属杆刚进入磁场时，速度的大小v0；（2）（6分）金属杆从静止开始下落0.3m
13、的过程中，在电阻R上产生的热量Q；（3）（2分）在图丙的坐标系中，定性画出回路中电流随时间变化的图线，并说明图线与坐标轴围成面积的物理意义（以金属杆进入磁场时为计时起点）。18（16分）、如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E=2N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向、场强大小也为E的匀强电场，并在yh=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的F点以某一初速度恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向夹角为
14、=45），并从原点O进入第一象限。重力加速度g取10m/s2。求:（1）（4分）油滴在第三象限运动时受到的重力电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；（2）（6分）油滴在P点得到的初速度大小；（3）（6分）油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值。高二物理期末卷参考答案一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分；在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。题号123456789101112答案CBBBCDDADCADABDAD二、实验题（共12分）13、（共6分
15、）（1）B E F（2）连线如图:（3）（0.38-0.50W）14（3分）B 2.10 0.215.（3分）1 负 1k三、计算题（本题共3小题，总分40分。要求写出必要的文字叙述、公式、计算过程，否则不能得分）16（12分）、（1）据动能定理得6分（2）从A点进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹半径R可由几何关系求得：R=L=0.5m，2分据牛顿第二定律得，2分磁感应强度大小1分方向由左手定则判断应垂直纸面向里1分（具体情况酌情处理给分）17（12分）、（1）进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b，由左手定则判断出，杆ab所受的安培力竖直向上刚进入磁场
16、时由牛顿第二定律得:；联立解得:4分（2）通过图象得到h=0.3m时a=0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有；其中，联立得:3分从开始到下落0.3m的过程中，由能的转化和守恒定律有:，得到3分（3）电流随时间变化的图线如下图所示；图线与坐标轴围成的面积的物理意义是:某段时间内通过电阻的电荷量。2分（具体情况酌情处理给分）18（16分）（1）分析油滴受力可知，要使油滴做匀速直线运动，油滴应带负电，受力如图所示:由平衡条件和几何关系得:fcos45=qEfsin45=mg则油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比mg:qE:f=1:1:4分（2）对油滴在垂直PO方向上应用
17、平衡条件，有qvB=2Eqsin45代入数据解得4分（3）由（1）可知，油滴在第一象限内受到的重力等于电场力，故油滴在电场与重力场的复合场中做匀速直线运动，在电场、磁场、重力场三者的复合场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，由O到A匀速运动的位移为运动时间为油滴在复合场中做匀速圆周运动的周期，由几何关系知油滴由A到C运动的时间为：从C到N，粒子做匀速直线运动，由对称性知，运动时间t3=t1=0.1s则油滴在第一象限内总的运动时间为t=t1+t2+t3=0.828s设OA、AC、CN段在x轴上的投影分别为x1、x2、x3，则x1=x3=h=0.4m由（1）可知代入上式可得x2=3.2m，所以油滴在第一象限内沿x轴方向运动的总位移为x=x1+x2+x3=4m油滴离开第一象限时的位置坐标为（4.0m，0）。8分
