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1、湖北省随州一中2020-2021学年高二物理上学期期中试题 （考试时间：90分钟 满分：100分）一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1关于电势差的计算公式，下列说法正确的是A电势差的公式UAB说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B把电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB0C电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功D电势差的公式UAB中，UAB与移动电荷的电荷量q无关2如图所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点已知在P、Q连线上某
2、点R处的电场强度为零，且PR2RQ则Aq12q2Bq14q2Cq12q2Dq14q23如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的AB1BB2 CB3 DB44如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小5如图所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面
3、向里一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是 6如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机小灯泡L上标有“9 V9 W”字样，电动机的线圈电阻RM1 若灯泡正常发光时，电源的输出电压为15 V，此时A电动机的输入功率为36 W B电动机的输出功率为5 WC电动机的热功率为6 WD整个电路消耗的电功率为15 W7带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场，如图所示，运动中粒子经过b点，OaOb若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点
4、垂直y轴进入电场，粒子仍能过b点，粒子重力不计，那么电场强度E与磁感应强度B之比为Av0 B C2v0 D8如图所示，匀强电场中有一个以O为圆心、半径为R的圆，电场方向与圆所在平面平行，A、O两点电势差为U，一带正电的粒子在该电场中运动，经A、B两点时速度大小均为v0，粒子重力不计，以下说法正确的是A粒子在A、B间是做圆周运动B粒子从A到B的运动过程中，动能先增大后减小C匀强电场的电场强度ED圆周上，电势最高的点与O点的电势差为U二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，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）9美国物理学家密
5、立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量如图所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则A此时极板间的电场强度EB油滴带电荷量为C减小极板间电压，油滴将加速下落D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动10边长为L的正方形金属框匀速穿过如图所示的有界匀强磁场，磁场宽度为d（dL），则线框进入磁场过程和从磁场另一侧穿出过程相比较( )A产生的感应电流方向相同B所受安培力方向相同C线框穿出磁场产生的电能和进入磁场产生的电能相等D线框穿出磁场产生的电能比进入磁场产生的电能多11在x轴上有两个点电荷q
6、1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示下列说法正确的有Aq1和q2带有同种电荷Bx2处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能增大D负电荷从x1移到x2，受到的电场力减小12如图所示，质量为m、带电荷量为+q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上(杆表面不光滑)，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B，现给环一向右的初速度vo，则下列情况可能发生的是A环将保持匀速运动，环的机械能不变B环将向右减速运动，最后静止，损失的机械能是C环将向右减速运动，最后匀速运动，损失的机械能是D环将向右减速运动，最后匀速运动，损失的机械能三、非选择题（本题共6小题，共60分）13（4分）回答
7、下列问题：（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是()A测电压时，应按图甲连接方式测量B测电流时，应按图乙连接方式测量C测电阻时，应按图丙连接方式测量D测二极管的正向电阻时，应按图丁连接方式测量（2）用伏安法测电阻时，R的测量值比真实值偏大时接在位置 （填“”或“”）。14（10分）老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻R1(阻值未知)，电压表V(量程为3.0 V，内阻很大)，电阻箱R(099.99 )，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干某同学连接了一个如图所示的电路，他接下来的操作是：a拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位
8、置后，将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20 V，然后断开S1；b保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示)，然后断开S1(1)请你解答下列问题：图甲所示电阻箱的读数为_，图乙所示的电压表读数为_V由此可算出定值电阻R1的阻值为_(计算结果取三位有效数字)(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S2切换到A，多次调节电阻箱，闭合S1，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图丙所示的 图像由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E_V，电源内阻r_(计算结果保留三位有效数字)15（6分）如图
9、所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电荷量为+q小球A的右侧固定放置带等量电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，若细线上的拉力为0，求小球B的电性及16（9分）如图所示，在水平面上，平放一半径为R的光滑半圆管道，管道处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，另有一个质量为m、带电量为q的小球(1)当小球从管口沿切线方向以速度v0射入时，求小球对管道侧壁的作用力大小；(2)现把管道固定在竖直面内，且两管口
10、等高，磁场仍保持和管道平面垂直，如图所示，空间再加一个水平向右、场强E的匀强电场(未画出)，若小球仍以v0的初速度沿切线方向从左边管口射入，求小球在管道运动全程中获得的最大速度17（14分）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g10 m/s2(忽略ab棒运动过
11、程中对原磁场的影响)，求：(1) ab棒1.5 s-2.1s的速度大小及磁感应强度B的大小；(2)金属棒ab在开始运动的1.5 s内，通过电阻R的电荷量；(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量18（17分）如图所示，光滑绝缘水平面内有足够大的直角坐标系xOy，第二象限内有水平向左、垂直于y轴的电场强度E2.5102 N/C的匀强电场，第一象限(包含y轴)内有竖直向下的匀强磁场B1，第四象限有竖直向下的匀强磁场B2(图中未画出)在整个x轴上有粒子吸收膜，若粒子速度垂直于膜，可以穿过该膜，且电荷量不变，速度大小不变；若粒子速度不垂直于膜，将被膜吸收不计膜的厚度一质量为m5.0
12、109 kg，电荷量为q2.0104 C的带负电的粒子，从A点(20，0)以初速度v02.0102 m/s沿y轴正方向开始运动，通过y轴上B点(图中未画出)，之后将反复通过膜，而没有被膜吸收不计粒子重力求：(1)B点距坐标原点O的距离yB；(2)匀强磁场B1大小；(3)匀强磁场B2的取值范围高二期中考试物理试题答案1.D2.B 解析设RQr，则PR2r，有kk，q14q2.3.C 解析根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向，如图，根据平行四边形定则知H点的合场强可能为B3方向故C项正确，A、B、D三项错误，故选C项4.A 解析对金属棒MN受力分析如图所示，由平衡条件可知F安mgtan，而F
13、安BIL，即BILmgtan，则I，m，B，故A正确，C、D错误.角与悬线长度无关，B错误.5A 解析线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流方向应为正方向，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流方向应为负方向，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由EBLv，可知感
14、应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误.6B 解析A、B、C项，灯泡正常发光，则电路电流为：IIL1 A；电动机的电压为：UMUUL1596 V，故电动机的输入功率为：P入UMI616 W；电动机的热功率为：PQI2RM1211 W；电动机的输出功率为：P出P入PQ6 W1 W5 W；故B项正确，A、C两项错误；D项，电源的输出电压为12 V，电源内阻不可忽略，已知电路电流，无法求解电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故D项错误；故选B项7.C 解析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，O为圆心，故OaOb，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，故Obv0t，Oat2，联立以上各式解得
15、2v0，故选项C正确.8D 9.AC10.BC 11. BD12.ABD 13(1)BD （2）14(1)20.00 2.80 5.45 (2)2.86 0.26415.（6分）解析小球B带正电 （2分）小球A受竖直向下的重力mg、水平向左的库仑力F库，由平衡条件知，当斜面对小球的支持力FN的大小等于重力与库仑力的合力大小时，细线上的拉力等于零，如图所示，则tan （2分）所以 （2分）16.（9分）(1)对小球由牛顿第二定律有： 解得： （2分）由牛顿第三定律知：小球对管道侧壁的压力为 （1分）(2)在管道运动全程中获得的最大速度：.解析(1)小球在水平面上只受到洛仑兹力作用，故qv0Bm
16、（2分）解得：v0 （1分）(2)求最大速度方法一：当小球到达管道中方位角为的位置(如图所示)时，应用动能定理有：mgRsinEq(RRcos)mv2mv02 （2分）即：v22gR2gR(sincos)对函数ysincos求极值，可得45时，ymax （2分）所以vm （2分）求最大速度方法二：如图所示，根据场的叠加原理，小球所受的等效重力为：mgmg （1分）tan1 即45 （1分）小球在等效重力场的最低点时，即当小球到达管道中方位角为45时，速度最大由动能定理：mgRsinqE(RRsin)mvm2mv02 （2分）解得：vm （2分）17 （1）（1分）（1分）（1分）（1分）（2分
17、）（2分）（1分）（2分）（2分）（1分）18(1)B点距坐标原点O的距离yB为40 m(2)匀强磁场B1大小为1.25104 T(3)当匀强磁场B2的方向竖直向上时磁感应强度大小大于0 T，当匀强磁场B2的方向竖直向下时磁感应强度大小不小于1.5104 T解析(1)设带电粒子在电场中的加速度为a，运动时间为t1，则qEma （1分）|xA|at12 （1分）yBv0t1 （1分）解得：a1.0103 m/s2，t10.2 s，yB40 m （1分）(2)设带电粒子在B点速度为vB，沿x轴正方向分速度为vx，vB与y轴正方向夹角为，则vxat1 （1分）tan （1分）vB2v02vx2 （1
18、分）解得：vx2.0102 m/s，vB2102 m/s，45 （2分）粒子通过B点后在匀强磁场B1中做匀速圆周运动，且反复通过吸收膜，而没有被膜吸收，则粒子速度垂直于膜即垂直于x轴设粒子做匀速圆周运动的圆心为O1，轨道半径为r1，则：qvBB1m （1分）r1cosyB （1分）解得：r140 m，B11.25104 T （1分）(3)粒子第一次垂直于x轴即垂直于膜穿过膜后，将在第四象限做匀速圆周运动如果匀强磁场B2的方向竖直向下，粒子向x轴负方向偏转：若粒子从负y轴上离开第四象限，速度方向与y轴正方向夹角，如果大于和等于90，粒子不再回到y轴，如果小于90，粒子将运动到负x轴上，且不垂直于x轴，被膜吸收 （1分）若粒子从正x轴离开第四象限，粒子速度一定垂直于x轴，进入第一象限，然后在第一象限做半个圆周运动后垂直于膜穿过膜进入第四象限，并且穿过点在上次穿过点的右边，所以会反复通过膜，而没有被膜吸收这种情况，粒子在第四象限做圆周运动轨道半径最大为r2m，匀强磁场B2大小最小为B2m，则2r2mr1r1sin （1分）qvBB2mm （1分）设这种情况匀强磁场B2大小B2，则B2B2m解得：B2m103 T1.5104 T （1分）即：B21.5104 T （1分）综上所述：当匀强磁场B2的方向竖直向下时磁感应强度大小B21.5104 T.