四川省成都市第七中学2019-2020学年高二上学期期末热身考试物理试题含答案

成都七中高2021届高二上期末热身考试
物理试题
本试卷分选择题和非选择题两部分。

第Ⅰ卷（选择题）1页至4页，第Ⅱ卷（非选择题）5页至8页，共8页，满分100分，考试时间90分钟。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卷上。

2.作答时，将答案写在答题卷上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，只将答题卷交回。

第Ⅰ卷 选择题（44分）
一、单项选择题（每题3分，共24分，有错或不选均得0分）
1、中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。

进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感
线分布如图所示，结合上述材料，下列说法正确的是( )
A ．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极是磁针的北极，
指北的磁极是磁针的南极
B ．对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北
极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强
C ．形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的
D ．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置
2、如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的直线穿过竖直挡板MN 上的小孔O ，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（ ）
A ．垂直于纸面向里，甲的比荷最大
B ．垂直于纸面向里，丙的比荷最大
C ．垂直于纸面向外，丙的比荷最大
D ．垂直于纸面向外，丁的比荷最大
3、如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab ＝5 cm ，bc ＝3 cm ，ca ＝4 cm 。

小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。

设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则( )
A ．a 、b 的电荷同号，k ＝169
B ．a 、b 的电荷异号，k ＝169
C ．a 、b 的电荷同号，k ＝6427
D ．a 、b 的电荷异号，k ＝6427
4、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线
b 是某电阻R 的U -I 图像。

在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光
电池的内阻为( )
A ．5.5 Ω
B ．7.0 Ω
C ．12.0 Ω
D ．12.5 Ω
10、如图所示，一个氢离子1
1H 和一个氦离子4
2e H 同时从同一点由静止开始，经同一电
场加速后垂直射入同一偏转电场中，最终打在与偏转电场平行的竖直
荧光屏上，整个过程中不考虑两离子间的相互作用，则两离子（ ）
A ．将先后打在荧光屏上的同一点
B ．将同时打在荧光屏上的同一点
C ．打在荧光屏上时速度大小之比为2：1
D ．打在荧光屏上时速度大小之比为2：1
11、如图所示，梯形abdc 位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60°、30°，e 为cd
的重中点，cd ＝2ab ＝4 cm ，已知a 、b 两点的电势分别为4 V 、0，将电荷量q ＝1.6×10－3 C
的正电荷由a 点移动到c 点，克服电场力做功6.4×10－3 J ，则下列的说法中正确的是( )
A ．电势差U ce =U ed =4V ，e 点的电势0
B ．将电荷量q ＝1.6×10－3
C 的正电荷由e 点移动到b 点，电场
力做功6.4×10－3 J
C ．匀强电场的场强大小为400 V/m ，方向垂直bd 斜向上
D ．匀强电场的场强大小为400 V/m ，方向垂直ab 向上
12、空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a ）中虚线MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。

t =0时磁感应强度的方向如图（a ）所示：磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图（b ）所示，则在t =0到t =t 1的时间间隔内( )
A ．圆环所受安培力的方向始终不变
B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
C ．圆环中的感应电流大小为004B rS t ρ
D ．圆环中的感应电动势大小为2
00
π4B r t 13、如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a 、b ，相距为d ，a 、b 间的电场强度
为E ，今有一带正电的微粒从a 板下边缘以初速度v 0竖直向上射入电场，
当它飞到b 板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d 的狭缝穿过b 板进入bc 区域，bc 区域的宽度也为d ，所加电场的场强大小仍为E ，但方向竖直向上，磁感应强度方向垂直
纸面向里，磁感应强度大小等于E v 0
，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( ) A ．微粒在ab 区域的运动时间为v 0g
B ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径r ＝2d
C ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为πd 3v 0
D ．微粒在ab 、bc 区域中运动的总时间为(π＋6)d 2v 0
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、实验题（第14题6分，第15题8分，共14分）
14、（6分，每空1分）用实验测一电池的内阻r 和一待测电阻的阻值R x 。

已知电池的电动势约6 V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。

可选用的实验器材有：
e
电流表A1(量程0～30 mA)；电流表A2(量程0～100 mA)；电压表V(量程0～6 V)；滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)；开关S一个，导线若干条。

某同学的实验过程如下：
Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。

Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R
的阻值，测出多组U和I的值，并记录。

以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。

Ⅲ.断开开关，将R x改接在B、C之间，A与B直接相
连，其他部分保持不变。

重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图
线，图线与横轴I的交点坐标为(I0,0)，与纵轴U的交点坐
标为(0，U0)。

回答下列问题：
（1）电流表应选用_______，滑动变阻器应选用
________。

（2）由图乙的图线，得电源内阻r＝________Ω。

（3）用I0、U0和r表示待测电阻的关系式R x＝
________，代入数值可得R x。

（4）若电表为理想电表，R x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围______，电压表示数变化范围________。

(选填“相同”或“不同”)
15、（8分，每小问2分）某同学在物理实验室找到一个大滑动变阻器R1（约为0～200Ω）（如图甲所示），发现上面的电阻丝又细又密，为了想知道绕制电阻丝的长度L，他进行了如下的主要实验步骤：
步骤一：测量金属丝的直径：该同学先用螺旋测微器测量了3位置露出的电阻丝的直径多次，其中一次的测量结果（如乙图所示），然后取多次测量的平均值并记作d；
步骤二：查找金属丝的电阻率：查找出该同学通过对该变阻器生产厂家网站的查询，得到了绕制电阻丝材料的电阻率并记作ρ；
步骤三：他利用如下器材较准确的测量出该滑动变阻器的总阻值，并算出了电阻丝的长度L。

A、电源E（电动势3V，内阻未知）
B、滑动变阻器R2（0～10Ω，允许通过最大电流0.6A）
C、毫安表A1（量程10mA，内阻r1=100Ω）
D、电压表V1（量程3V，内阻约为5000Ω）
E、单刀单掷开关K一个
F、导线若干
请你根据所学知识回答下列问题：
Ⅰ.如乙图所示的读数为____________mm；
图甲 图乙
Ⅱ.若该同学测电阻时，要求自己多测几组数据，并且电压从0开始变化，
（1）请你帮他在方框内画出他测电阻的实验电路图（标明所用器材代号表示）。

（2）在进行实物连线时应将待测滑动变阻器的 和 接线柱接入电路中。

（3）处理数据时，该同学利用实验数据作出U —I 图像，得出该图像的斜率并记作k ；则该滑动变阻器绕制电阻丝长度的表达式：L =__________（用k 、d 、ρ、π、r 1表示）
四．计算题（共4个小题，总分42分，要求写出解答过程）
16、（8分）如图所示的天平可用于测定磁感应强度，天平的
右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L ，共 N 匝，线圈下端悬在
匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。

当线圈中通有方向如图所示的
电流I 时，在天平左右两边加上质量各为m 1､m 2的砝码，天平平
衡。

当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天
平重新平衡。

（1）判断磁场方向是垂直于向里还是向外？并说明理由。

（2）求出磁感应强度B 的表达式。

17、（8分）如图所示，固定的光滑绝缘轻质杆MN 与水平面的夹角为θ，MN 的长度为L 。

一质量为m 、电荷量为q 、可看作质点的带正电小球P 穿在杆上。

已知小球P 在运动过程中电荷量保持不变，静电力常量为k ，重力加速度值为g 。

（1）现把另一可看作质点的带正电小球W 固定在杆的M 端，小球P 恰能静止在MN 的中点O 处。

求小球W 的电荷量Q 。

（2）若改变小球W 的电荷量至某值，将小球P 从N 点
由静止释放，P 沿杆恰好能到达MN 的中点O 处。

求电荷W 在O 、N 两点间的电势差U ON 。

（结果用m 、g 、q 、k 、L 、θ表示）
18、（12分）如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E ＝5 3 N/C ，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B ＝0.5 T 。

有一
带正电的小球，质量m ＝1×10－6 kg ，电荷量q ＝2×10－6 C ，正以速度v
在图示的竖直面内做
匀速直线运动，当经过P 点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁
感应现象)，取g ＝10 m/s 2。

求：
(1)小球做匀速直线运动的速度v 的大小和方向；
(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P 点所在的这条电场线经历的时
间t 。

(结果可用根号表示)
P
W M
O
N θ
19、（14分）如图所示，在xOy平面内的第一象限内，x＝4d处竖直放置一长为L＝43 d的粒子吸收板AB，在AB左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。

在原点O 处有一粒子源，可沿y轴正向射出质量为m、电荷量为＋q的不同速率的带电粒子，不计粒子的重力。

（1）若射出的粒子能打在AB板上，求粒子速率v的范围；
（2）若在点C(8d,0)处放置一粒子回收器，在B、C间放一挡板(粒子与挡板碰撞无能量损失)，为回收恰从B点进入AB右侧区间的粒子，需在挡板右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。

①试求出所加磁场的磁感应强度大小和此类粒子从O点发射到进入回收器所用的时间。

②若所加磁场的边界为矩形，且其中一边与BC平行，则所加磁场对应的面积至少是多大？
成都七中高2021届高二上期末热身考试
物理试题
一、 单项选择题（每题3分，共24分，有错或不选均得0分）
1、B
2、A
3、D
4、A
5、B
6、D
7、D
8、D
二、多项选择题（每题4分，共20分，全对得4分，对而不全得2分，有错或不选得0分，）
9、BD 10、AD 11、BC 12、BC 13、ABC
14、(1)A 2 R 2 (2)25 (3)U 0I 0
－r (4)相同 不同 15、Ⅰ.0.397或0.398或0.399 Ⅱ.（1）电路图2分（分压、内接各2分）（2）3 4
（3）（k-r 1）πd 2/4ρ
16、(8分)解：（1）B 的方向垂直纸面向里（1分）
假设B 的方向垂直纸面向里时，由左手定则，线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，安培力方向反向变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，右边应加砝码，假设正确，故B 的方向垂直纸面向里。

（2分）
（2）设线框的质量为m 0，天平平衡时：
图示电流方向：m 1g = m 0g +m 2g +NBIL （2分）
电流反向后：m 1g = m 0g+ m 2g +mg -NBIL （2分）
联立解得：B=mg
2NIL （1分）
17、（8分）（1）小球P 受重力、支持力和电场力作用恰好静止在轻质杆的O 点 由力的平衡条件有
......2分
解得 ......2分
（2）小球P 由N 点静止释放到O 点的过程中由动能定理有
......2分
......2分
18、（12分）解：(1)小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在
同一平面内，合力为零，有：q v B ＝q 2E 2＋m 2g 2（2分）
解得v ＝20 m/s （1分）
速度v 的方向与电场E 的方向之间的夹角θ满足tan θ＝qE mg
（2分） 代入数据解得tan θ＝3θ＝60°（1分）
(2)撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a ，有
a ＝q 2E 2＋m 2g 2
m
（2分） 设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x ，有x ＝v t （1分）
设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y ，有y ＝12
at 2 （1分） a 与mg 的夹角和v 与E 的夹角相同，均为θ，又tan θ＝y x
（1分） 联立解得t ＝2 3 s ≈3.5 s （1分）
19、（14分）解：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力
提供向心力。

①若粒子打在吸收板AB 的下边界A 点，设粒子的速率为v 1，由
图中几何关系可知圆心在O 1点，粒子的轨道半径r 1＝2d
由牛顿第二定律可得：
qv 1B ＝mv 12r 1，联立解得：v 1＝2qBd m
（2分） ②若粒子打在吸收板AB 的上边界B 点，设粒子的速率为v 2，由图中几何关系可知圆心在C 点，粒子的轨道半径r 2＝8d
由牛顿第二定律可得：qv 2B ＝m v 22r 2，联立可得：v 2＝8qBd m
（2分） 所以射出的粒子能打在AB 板上，粒子的速度需满足2qBd m ≤v ≤8qBd m
（1分） （2）①经过B 点的粒子能够到达C 点，设磁场的磁感应强度为B ′。

由图中几何关系知粒子的半径r ＝8d 2n
(n ＝1,2,3…) （1分） 由牛顿第二定律可得：qv 2B ′＝m v 22r
（1分） 联立可得：B ′＝2nB (n ＝1,2,3…) （1分）
粒子从O 到B 的时间t 1＝mθqB ＝πm 3qB
（1分） 粒子从B 到C 的时间t 2＝n 2T ＝n 2×2πm qB ′＝πm 2qB
(n ＝1,2,3…)（1分） 故粒子从O 到C 的时间t ＝t 1＋t 2＝5πm 6qB
（1分） ②从图知：图中几何关系知粒子的半径r ＝8d 2n
(n ＝1,2,3…) 则：该矩形磁场的：长l 1=8d ,宽l 2＝8d 2n
(n ＝1,2,3…)至少的面积：S=32d 2n （3分）。