江苏省淮安市清江中学2020-2021学年高二(必修)上学期期中考试物理试题

江苏省淮安市清江中学【最新】高二（必修）上学期期中考试物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．根据磁感应强度的定义式B=F/(IL)，下列说法中正确的是（）A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B一定为零C．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零D．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同2．关于电压和电动势，下列说法正确的是( )A．电动势就是电源两极间的电压B．电压和电动势单位都是伏特，所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法C．电压U=Wq和电动势E=Wq中的W是一样的，都是静电力所做的功D．电压和电动势有本质的区别，反映的能量转化方向不同3．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小4．长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，则下列各图中，导线所受安培力的方向和大小说法中正确的是A．A图中导线所受力的方向为垂直导线斜向左上方，受力大小为F=BIL cosθB．B图中导线所受力的方向为垂直导线斜向左上方，受力大小为F=BIL cosθC．C图中导线所受力的方向为水平向右，受力大小为F=BIL sinθD．D图中导线所受力的方向为水平向右，受力大小为F=BIL5．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压，随I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大二、多选题6．质量相同,电荷相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是（不计重力）（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦兹力对M、N不做功D．M的运行时间大于N的运行时间7．在由电源、导线、电阻等元件所组成的电路中，以下说法正确的是( )A．电源的作用是使电源的正、负极两端保持一定的电势差B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行，且导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低C．通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D．电阻率大的导体，电阻一定很大8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，下列带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向正确的是A ．图()1为F qvB =洛，方向与v 垂直斜向上B ．图()2为F qvB =洛，方向与v 垂直斜向下C ．图()3为F qvB =洛，方向垂直纸面向外D ．图()4为12F qvB =洛，方向垂直纸面向里 9．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又垂直进入另一磁感应强度是原来的磁感应强度2倍的的匀强磁场，则（ ）A ．粒子的速率加倍，周期减半B ．粒子的速率不变，轨道半径减半C ．粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分之一D ．粒子的速率不变，周期减半10．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，现将它们串联到电路中，电动机和电炉都能正常工作的情况下，在相同时间内（ ）A ．电炉放热与电动机放热相等B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率11．如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E 和匀强磁场B ，有一个带正电的小球（电荷量+q ，质量为m ）从正效或平行的电磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球不可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（ ）A ．B ．C．D．三、实验题12．某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件，该组同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U和通过它的电流I的数据如下表所示：实验室提供的器材如下：A．电压表(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)B．电压表(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)C．电流表(量程0～50 mA，内阻约50 Ω)D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约1 Ω)E．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω，允许最大电流3 A)F．滑动变阻器(阻值范围0～200 Ω，允许最大电流0.5 A)G．电源(电动势6 V，内阻不计)H．开关，导线若干（1）同学做实验时，电压表应选用_____，电流表应选用____，滑动变阻器应选用____(用序号字母表示)．（2）请在下边的虚线框中画出实验电路图______．（3）根据表中数据，在图所示的坐标纸中画出该电器元件的I－U图线______．13．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.8 Ω的保护电阻R0，实验电路如图1所示．（1）连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，且接触良好；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b；b、c；d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是______________________________．（2）按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线将没连接的线连接起来____________．（3）排除故障后，该同学顺利完成实验，测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点，请画出U—I图____________，并由图求出：电池的电动势为______，内阻为_____．（4）考虑电表本身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：__________________________．四、解答题14．如图所示，在倾角为θ＝30 的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g ＝10m/s 2，要保持金属棒在导轨上静止，求：（1）金属棒所受到的安培力的大小；（2）通过金属棒的电流的大小；（3）滑动变阻器R 接入电路中的阻值．15．如图甲所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙中的A 、B 两直线所示，不考虑电表对电路的影响，（1）电压表1V 、2V 的示数随电流表示数的变化图像分别为U —I 图像中的哪一条直线； （2）试求定值电阻0R 、变阻器的总电阻分别为多少；（3）试求电源的电动势和内阻分别为多少16．带电粒子的质量m =1.7×10－27 kg ，电荷量q=1.6×10－19 C ，以速度v = 3.2×106 m/s 沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B =0.17 T ，磁场的宽度L =10 cm ，（重力忽略不计），如图所示．求：（1）求带电粒子在磁场中运动的半径；（2）求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角；（3）求带电粒子在磁场中运动的时间（保留一位小数）；（4）求带电粒子出磁场时偏离入射方向的距离d ．参考答案1．C【解析】试题分析：磁场的磁感应强度是磁场的特性，与导线受力、电流及导线长度无关，所以A 错误、B 错误；由安培力公式F =BIL 知，当B=0时，安培力等于零，所以C 正确；磁场方向与安培力方向、电流方向满足左手定则，即与安培力方向垂直，所以D 错误；考点：磁感应强度2．D【解析】试题分析：电压是指两极间或电场两点间的电势差，而电动势是反映非静电力做功本领大小的物理量，与电压是完全不同的物理量，但其单位都是伏特，故选项AB 错误、D 正确；电压定义式中的W 是指将电荷移动过程中电场力做的功，所以选项C 错误； 考点：电压和电动势3．B【详解】R 2的滑动触点向b 端移动时，R 2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R 3电压增大，R 1、R 2并联电压减小，通过R 1的电流I 1减小，即A 1示数减小，而总电流I 增大，则流过R 2的电流I 2增大，即A 2示数增大．故A 、C 、D 错误，B 正确．4．D【解析】电流方向与磁场方向的夹角为90θ︒-，则安培力sin 90cos F BIL BIL θθ=︒-=（）．方向垂直纸面向外，A 错误；电流的方向与磁场方向垂直，则安培力为F BIL =，方向垂直导线斜向左上方，B 错误；电流的方向与磁场方向垂直，则安培力F BIL =，方向垂直导线斜向左上，C 错误；电流的方向与磁场方向垂直，则安培力F=BIL ，方向为水平向右，D 正确．5．C【详解】根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir ，外电压随I 的增大而减小，故A 错误，C 正确；电源两端的电压实际上是路端电压，由A 的分析可知电源两端的电压，随I 的增大而减小，故B 错误；根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而I = E R r+，所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故D 错误。

故选C 。

6．BC【解析】磁场的方向向里，N 向左偏即受到向左的洛伦兹力，M 向右偏即受到向右的洛伦兹力，由左手定则判断出N 带正电荷，M 带负电荷，A 错误；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB =m v 2R ，半径为R =mv Bq ，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M 的速率大于N 的速率，B 正确；洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，所以洛伦兹力不做功，C 正确；根据周期公式T =2πm qB 可知粒子在磁场中运动周期和速度无关，由于两粒子的质量和电荷都相同，所以粒子在磁场中运动周期相同，从图中可知粒子在磁场中运动半周，即两粒子在磁场中运动时间都为周期的一半，所以M 的运行时间等于N 的运行时间，故D 错误．7．AB【解析】在电源外部，依靠电场力搬运电荷，而在电源内部，依靠非电场力搬运电荷，即把自由电子从正极搬迁到负极的，电源的作用是维持导线两端一定的电势差，A 正确；导线中的电场强度方向跟导线方向平行，根据沿电场线方向电势降低可知导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，B 正确；根据公式q I t=可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大，C 错误；根据公式L R S ρ=可知电阻的导体除了和电阻率有关之外还和导体的横截面积以及长度有关，电阻率大，导体电阻不一定大，故D 错误．8．AD【解析】图（1）中根据左手定则可知洛伦兹力方向应该垂直运动方向斜向上；大小为Bqv ，故A 正确；图（2）中为负电荷，其受力方向垂直于运动方向向左上方；大小为Bqv ，故B 错误；图（3）中速度方向与磁场方向平行，不受洛仑兹力，故C 错误；图（4）中将速度分解为水平和竖直方向，则竖直分速度受洛仑兹力，大小为602Bqv Bqvco =；方向垂直于纸面向里，故D 正确；故选AD ．点睛：本题考查了左手定则的直接应用，根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反．同时注意判断几何关系的判断，特别是平行的判断．9．BD 【详解】根据粒子在匀强磁场中运动的周期公式2mTBqπ=可知粒子在磁场中运动的周期跟速率无关，磁感应强度增大一倍，则周期减半，A错误D正确；粒子在磁场中运动过程中，受到的洛伦兹力垂直于速度方向，对粒子不做功，即速率不变，根据粒子做圆周运动的半径公式mvrBq=可知，速率不变，轨道半径减半，B正确C错误．10．ABD【解析】试题分析：对于电炉电路和电动机电路，焦耳定律都适用，欧姆定律只适用于电炉，不适用于正常工作的电动机；根据欧姆定律研究电炉两端的电压；电动机两端的电压大于电流与电阻的乘积．解：A、电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用．根据焦耳定律Q=I2rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等．故A正确．B、C、设电流为I，电阻为r，则电炉两端电压U炉=Ir，电动机两端电压U机＞Ir，所以U机＞U炉．即电动机两端电压大于电炉两端电压，故B正确，C错误．D、电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率．故D正确．故选ABD．【点评】此题要明确电动机工作时电功只能用W=UIt求，电热只能用焦耳定律求；电炉工作时，电热等于电功，W=UIt=I2rt．11．CD【详解】A图中，小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力，下降过程中速度一定变大，故洛伦兹力一定增大，不可能一直与电场力平衡，故合力不可能一直向下，故一定做曲线运动，故A错误；B图中小球受重力、向上的电场力、垂直向外的洛伦兹力，合力与速度一定不共线，故一定做曲线运动，故B错误；C图中小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力，若三力平衡，则粒子做匀速直线运动，故C正确；D图中粒子受向下的重力和向上的洛伦兹力，合力一定与速度共线，故粒子一定做直线运动，故D正确；故选CD.【点睛】本题考查了带电粒子在复合场中的运动问题；解题的关键在于洛伦兹力与速度垂直且与粒子速度方向垂直，要使粒子做直线运动，要么三力平衡，要么不受洛伦兹力.12．ACF【解析】（1）根据实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据的范围可知：电压变化的最大值为2.8V，所以电压表选A；电流表变化的最大值为30mA，所以电流表选C；由于该元件两端的电压变化较小，所以选用最大阻值大一些的滑动变阻器，故选F．（2）因为电压是从零开始的，故滑动变阻器采用分压接法；从表格中数据可知该元件的电阻较小，故采用电流表外接法，如图所示（3）根根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来．如图．13．R 断路 1.5 V (1.45-1.55) 0.09 Ω (0.080Ω-0.100Ω) 电压表内阻分流【详解】（1）闭合开关后电压表有读数，说明定值电阻，和开关良好，把两表笔分别接a 、b ；b 、c ；d 、e 时，示数均为0，说明b 、c ；c 、d ；d 、e 这三段有断路，又因为两表笔接c 、d 时，示数与电压表示数相同，说明c 、d 断路即R 断路．（2）实物图如图所示：（3）U-I 图像如图所示图线与纵坐标的交点为电源电动势E=1.5V ，斜率为电源内阻0.09U r I∆=-=Ω∆ （4）因为电压表存在内阻，对电流分流，电流表测得电流并不是电路的总电流，所以会对实验造成误差．14．（1）0.1 N （2）0.5 A （3）23 Ω【详解】(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡sin?30F mg ︒=安代入数据得0.1N F =安(2) 由F 安=BIL ，解得：0.5A I =(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R ，根据闭合电路欧姆定律得()E I R r =+，代入数据得23R =Ω15．（1）B ；A （2）3Ω；12Ω（3）81，==ΩE V r【解析】试题分析：（1）电压表1V 的示数随电流表示数的变化图像为B ，电压表2V 的示数随电流表示数的变化图像应为A（2）由乙图可知，电阻0R 的值等于AC 的斜率，即 06 1.5320.5U R I ∆-==Ω=Ω∆-； 当R 全部接入电路时，电路中电流最小，对应BC 线上的B 点，则07.5 0.5R R Ω=+，15312R =Ω-Ω=Ω；（2）对图线上的B 点，根据闭合电路的欧姆定律有：7.50.5E r =+对图线上的C 点，根据闭合电路的欧姆定律有：62?E r =+ 联立解得：81，==ΩE V r ；考点：考查了闭合回路欧姆定律的应用【名师点睛】本题考查对物理图象的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线．16．（1）0.2 m （2）3.2×106 m/s ；30°（3）3.3×10－8 s （4）2.7×10－2 m 【解析】（1）由2v qvB m r=得轨道半径276191.710 3.2100.21.6100.17mv r m m qB --⨯⨯⨯===⨯⨯ （2）由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2×106m/s. 由图可知偏转角θ满足0.1sin 0.50.2l r θ===，故30θ=︒. （3）带电粒子在磁场中运动的周期2m T qBπ=，可见带电粒子在磁场中运动的时间30136012t T T ︒⎛⎫== ⎪︒⎝⎭278193.14 1.710 3.31066 1.6100.17mt s s qB π--⨯⨯===⨯⨯⨯⨯（4）离开磁场时偏离入射方向的距离()21cos 0.21 2.710d r m m θ-⎛=-=⨯=⨯ ⎝⎭。