2020-2021学年西藏林芝市第二中学高二上学期第二学段考试物理试题 解析版

林芝市第二高级中学2020-2021学年高二第一学期第二学段
考试理综物理
一、选择题
1. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是( ) A. 磁感线从磁体的
N 极出发到磁体的S 极终止
B. 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向螺线管的北极
C. 赤道正上空的磁感线由北指南
D. 两条磁感线的空隙处不存在磁场 【答案】B 【解析】
磁感线在磁体外部由N 极指向S 极；内部由S 极指向N 极，A 错误；自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向表示磁场的方向，所以指向螺线管的北极，B 正确；由地磁场是从地理的南极指向北极，因此赤道上空的磁感线由南向北，C 错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱；只要某区域中有磁感线，则说明该部分都有磁场，包括空隙处，D 错误；选B. 【点睛】磁感线是描述磁场分布而假想的，磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N 极到S 极，而内部是从S 极到N 极.
2. 比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。

用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例。

下列不属于比值定义法的是（ ） A. p E q
ϕ=
B. F E q
=
C. Q C U
=
D. U I R
=
【答案】D 【解析】
【详解】A ．电势是电场本身具有的属性，电势的定义式为：
p E q
ϕ=
电势与电势能和电荷量的大小无关，A 错误；
B ．电场强度是电场本身具有的属性，电场强度的定义式为：
F E q
=
电场强度与电场力和电荷量的大小无关，B 错误；
C ．电容是描述电容器容纳电荷量本领大小的物理量，电容的定义式为：
Q C U
=
电容与电荷量和电势差的大小无关，C 错误； D ．公式：
U I R
=
是欧姆定律的表达式，闭合回路中电流与电压成正比，与电阻成反比，不是定义式，D 正确。

故选D 。

3. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则
A. a 、b 两点磁感强度大小相等
B. a 、b 两点磁感强度大小不相等，B a <B b
C. 同一小段通电导线放在a 处时所受的磁场力一定比放在b 处时大
D. 同一小段通电导线放在a 处时所受的磁场力可能比放在b 处时小 【答案】D 【解析】
【详解】AB. 由磁感线的疏密表示磁场的强弱，由图可知a 、b 两点磁感强度大小不相等，a 点磁感应强度比b 点的大，故A 错误，B 错误；
CD. 根据磁场力F =BIL sin θ，磁场力的大小不仅与磁感应强度B 的大小有关，还与电流方向与磁感应强度方向的关系有关，同一小段通电导线放在a 处时所受的磁场力有可能比放在b 处时小，故C 错误，D 正确． 故选D.
4. 如图是两电阻的伏安特性曲线，图线1表示的导体电阻为1R ，图线2表示的导体的电阻为
2R ，则1R 与2R 大小之比是( )
A. 3：1
B. 1：3
C. 1：2
D. 2：1
【答案】B 【解析】
题中图象是电阻的伏安特性曲线，其斜率k 等于电阻的倒数，1、2两图线的斜率比为3：1，所以R 1与R 2大小之比1：3，故B 正确，ACD 错误． 5. 下列说法中，正确的是（ ） A. 点电荷就是体积很小的
带电体 B. 点电荷是理想化模型，实际上不存在 C. 点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 D. 根据公式12
2
Q Q F k r =，当0r →时，F →∞ 【答案】B 【解析】
试题分析：只要带电体的大小和形状可以忽略时物体即可以看作点电荷；并不一定是体积很小的带电体，也不一定是带电荷量都很小的带电体，故AC 错误；点电荷是理想化模型，实际上不存在， B 正确；根据公式12
2
Q Q F k r =，当0r →时，两电荷就不能看做是点电荷了，库仑定律不适应了，故D 错误；
考点：考查了点电荷，库仑定律
【名师点睛】当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，根据点电荷的条件分析可以得出结论． 6. 如图所示，分别在M 、N 两点固定放置两个点电荷+Q 和-q(Q>q)，以MN 连线的中点O 为圆心的圆周上有A 、B 、C 、D 四点．下列说法正确的是
A. A点电势低于B点电势
B. A点场强大于B点场强
C. 将某正电荷从C点移到O点，电场力做负功
D. 将某正电荷从O点移到D点，电势能增加
【答案】BC
【解析】
试题分析：电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，即从+Q发出到—q终止，而沿着电场线的方向电势越来越低，因此A点电势高于B点电势，A错误；由于A、B关于O点对称，而+Q>—q，因此A点的场强大于B点的场强，B正确，若将某正电荷从C点移到O点，+Q对它做负功，而-q对它做正功，但由于Q>q因此电场力的合力做功为负，C正确，同样将某正电荷从O点移到D点，+Q对它做正功，-q对它做负功但由于Q>q，因此电场力的合力做正功，电势能减小，D错误．
考点：电场强度，电势，电势能，电场力做功．
7. 磁场中某区域的磁感线如图所示，下列论述正确的是
A. a、b两处的磁感应强度大小Ｂa＜Ｂb
B. a、b两处的磁感应强度大小Ｂa＞Ｂb
C. 两条磁感线的空隙处不存在磁场
D. 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由磁感线疏密可知B a＜B b，故A正确，B错误；
C．磁感线是人为引入，利用磁感线的疏密来表示磁场强弱的，两条磁感线的空隙处同样存在磁场，故C错误；
D．某点的切线方向就是该点的磁场方向，故D正确
8. 如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球M 靠近验电器的小球N(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（）
A. 金属球可能不带电
B. 金属球可能带负电
C. 金属球可能带正电
D. 金属球一定带负电
【答案】AB
【解析】
【详解】验电器原来带正电，要使张角减小，则应使N处的电子转移到金属箔处，根据电荷间的相互作用，M球可能带负电；若M球不带电时，则由于感应，M球左侧也会带上负电，故会产生同样的效果；故M球可以带负电，也可以不带电；故选AB．
二、非选择题
9. ⑴有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是_________mm．如图2，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是_________mm．
⑵有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA．要把它改装为量程0~3V的电压表，要____________ (填串联或并联）一个阻值为________Ω的电阻．
【答案】(1). 15.25(2). 0.740(3). 串联(4). 2970
【解析】
⨯，所【详解】（1）[1][2]．游标卡尺的主尺读数为1.5cm，游标读数为0.055mm=0.25mm
⨯+=；
以最终读数为：1.5100.2515.25mm
⨯=，所以最螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.0124.0mm0.240mm
+=．
终读数为：0.5mm0.240mm0.740mm
（2）[3][4]．电流表改装成电压表要串联电阻，所串阻值为：
3
3302970110g g U R R I -=
-=-=Ω⨯
．
10. 某同学利用如下实验器材测量干电池的电动势E 和内电阻r ： A 、待测干电池2节
B 、电流计mA （0~10mA ，内阻为10Ω） C
、电流表A （0~0.6A ，内阻很小） D 、定值电阻R （阻值290Ω） E 、保护电阻R 0（阻值3.0Ω） F 、滑动变阻器R 1（0~20Ω） G 、滑动变阻器R 2
（0~200Ω）
H 、开关一个，导线若干
（1）为调节方便，且测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应当选择____（填写实验器材前面的编号）
（2）请在虚线框中作出实验电路图_____．
（3）根据实验电路图补充完成下列实物电路图____．
（4）利用上述实验电路，测得多组实验数据，作出U —I 图线如下图所示，由图可知，每节干电池的电动势为______V ，内阻为________Ω．
【答案】(1). F(2). (3).
(4). 1.5(5). 1.0
【解析】
【详解】（1）两节干电池电动势约为3V，内阻很小，为方便实验操作，滑动变阻器应选F；（2）伏安法测电源电动势与内阻实验，电流表测电路电流，电压表测路端电压，由于干电池内阻很小，为使电压表示数变化明显，可以给电源串联一个保护电阻R0，电源与保护电阻R0组成等效电源；由所给实验器材可知，没有电压表，可以用电流计与定值电阻R组装成一个电压表，实验电路图如图所示：
（3）实物电路如下图：
（4）由图所示图象可知，电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值是3，则每节干电池的电动势
为E=3
2
V=1.5V
图象斜率的大小：k=U
I
=
30.5
Ω
0.5
-
=5Ω，k=R0+2r=3+2r，则每节干电池的内阻r=1Ω．
故答案为（1）F；（2）如图所示；（3）如图所示；（4）1.5；1
11. 电场中某区域的电场线分布如图所示,已知A点的电场强度E=3.0×104 N/C.将电荷量
q=4.0×10-8 C 的点电荷放在电场中的A点．.
(1)求该点电荷在A点所受电场力的大小F;
(2)在图中画出该点电荷在A点所受电场力的方向.
【答案】（1）1.2×10-3 N（2）如图：
【解析】
（1）点电荷在A点所受电场力
F=qE=4.0×10-8×3.0×104 N=1.2×10-3 N
（2）点电荷在A点所受电场力的方向如图所示；
12. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，MN为磁场的水平边界。

一带电荷量为q
+的粒子，以速度v从O点平行纸面垂直MN向下射入磁场，不计粒子的重力。

(1)判断该粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力的方向（答“水平向左”或“水平向右”）；
(2)求该粒子在磁场中所受洛伦兹力大小f。

【答案】(1)水平向右；(2) f qvB
=
【解析】
【详解】(1)由左手定则可知，该粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力的方向水平向右；
(2)该粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小
f=qvB
13. 如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场，和磁感应强度为B的匀强磁场，Y轴为两种场的分界线，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从
电场中坐标位置（-L，O）处，以初速度v0沿X轴正方向开始运动，且已知2 0
mv
L
qE
=（重力不计）．试求：
（1）带电粒子进入磁场时速度的大小？
（2）若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件？
【答案】（1
2v（2）(012
mv
d
qB
≤+
【解析】
【详解】（1）粒子做类平抛运动，进入磁场需要时间
L
t
v
=
电场力方向（竖直向上）运动的加速度
F Eq
a
m m
==
进入磁场时速度v g=a t
则有：2
00y mv Eq l v v m v qE =
⋅⋅= 所以进入磁场时速度为：22
02y v v v v =+=
（2）粒子进入磁场后在洛仑兹力作用下做圆周运动，如图所示：
由图可知：0
sin v v
θ= 解得：θ=45°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有：2
v qvB m R
=
可得：02mv mv
R qB qB
=
=
若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d 应满足：d ≤R （1+cosθ） 可得：212d l ⎛⎫
≤+
⎪ ⎪⎝⎭
联立可得：()
12mv d qB
≤
+ 14. 如图所示，电源电动势E =3V ，内阻r =3Ω，定值电阻R 1=1Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为10Ω，求：
（1）当滑动变阻器的阻值R 2为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？电阻R 1消耗的最大功率是
多少？
（2）当变阻器的阻值R 2为多大时变阻器消耗功率的最大？变阻器消耗的最大功率是多少？ （3）当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？电源的效率为多大？
【答案】（1）当变阻器阻值为0时，R 1消耗的功率最大，最大值为0.56W ；
（2）当变阻器阻值为4Ω时，变阻器消耗的功率最大，最大值为0.56W ；
（3）当变阻器阻值为2Ω时，电源输出功率最大，最大值为0.75W ；电源的效率为50%．
【解析】
【详解】（1）变阻器的阻值R 2=0时，R 1消耗的功率最大
由闭合电路的欧姆定律得
1E I R r
=
+ 电阻R 1消耗的最大功率 2max 10.56p I R ==W
（2）由闭合电路的欧姆定律得
112E I R R r
=
++ 变阻器消耗的功率 ()()222
122
12124R E P I R R r R R r R ==⎡⎤+-⎣⎦++ 当R 2=R 1+r =4Ω时，变阻器消耗的功率最大
()
22R m
1E P 0.564R r ==+W （3）电源输出功率 ()
()()222122
212121-4E R R E P R R r r R R r R R +==++⎡⎤+⎣⎦++
当r =R 2+R 1时，电源输出功率最大R 2=r ﹣R 1=2Ω，
2
max
0.75 4
E
P W
r
==
电源的效率1212100%50%R R R R rη+=⨯=++。