山东省商河县第一中学2020-2021学年高二期中考试物理试卷含答案

里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。电荷量为 2e
的正离子以某一速度从 a 点垂直磁场边界向左射出，当它运动到 b 点时，击中并吸收
了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互
作用，则它们在磁场中的运动轨迹是(
)
5．在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离 r 的关系如图所
2
第Ⅱ卷
二、实验题（共 2 小题，满分 12 分） 16.(4 分)用如图所示的装置进行以下实验: A.先测出滑块 A、B 的质量 M、m 及滑块与桌面间的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速 度g B.用细线将滑块 A、B 连接,使 A、B 间的弹簧压缩,滑块 B 紧靠 在桌边 C.剪断细线,测出滑块 B 做平抛运动的落地点到重垂线的水平 距离 x1 和滑块 A 沿桌面滑行的距离 x2 (1) 为 验 证 动 量 守 恒 定 律 , 写 出 还 需 测 量 的 物 理 量 及 表 示 它 们 的 字 母: _____________________。 (2)若 mv 为不变量,需验证的关系式为 ______________。 17．(8 分)一同学测量某干电池的电动势和内阻． (1) 甲 图 所 示 是 该 同 学 正 准 备 接 入 最 后 一 根 导 线 (图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材 操作上存在的两个不妥之处． (2)实验测得的电阻箱阻值 R 和电流表示数 I，以及
强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．如果微粒做匀速直线运动，则下列
说法正确的是(
)
A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用
B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用
C．匀强电场的电场强度 E＝2mg q
D．匀强磁场的磁感应强度 B＝mg qv
11．(多选)等离子体气流由左方连续以速度 v0 射入 P1 和 P2 两极板间的匀强磁场中，ab
的伏安特性曲线如图乙所示。当开关 S 闭合后，电路中的总电流为 0.25 A，则此时
(
)
A．0～1 s 内 ab、cd 导线互相吸引 C．2～3 s 内 ab、cd 导线互相吸引
B．1～2 s 内 ab、cd 导线互相吸引 D．3～4 s 内 ab、cd 导线互相吸引
A．L2 的电阻为 12 Ω B．L1 消耗的电功率为 0.75 W C．L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4 D．L1 两端的电压为 L2 两端电压的 2 倍
(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的 指针位置如乙图所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω.
三、本题共 4 小题，共 43 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。 只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位. 18.（10 分）光滑水平面上有一质量为 M 的滑块，滑块的左侧是一光滑的圆弧，圆弧半 径为 R＝1 m．一质量为 m 的小球以速度 v0 向右运动冲上滑块．已知 M＝4m，g 取 10 m/s2，
1 计算的 数据见下表：
I R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1/A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 I 1
该同学根据表中数据，在方格纸上作出了 R­ 关系图象．由图象可计算出该干电池 I
的电动势为________V；内阻为________Ω.
C．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化
D．穿过线圈的磁通量变化量越大，感应电动势越大
2．一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电
子数为 n，电子的质量为 m、电荷量为 e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，
自由电子定向运动的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小为(
7．关于电磁感应现象，下列说法正确的是( )
A．线圈放在磁场中就一定能产生感应电流
B．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流
C．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化
D．穿过线圈的磁通量变化量越大，感应电动势越大
8.如图，真空中有两个等量异种点电荷 A、B，M、N、O 是 AB 连线的垂线上的点，且 BO>AO.
物理试题
第Ⅰ卷
一、选择题（本题共 15 小题，1-10 题只有一个选项符合题目要求的每小题 3 分；11-15
题多个选项符合题目要求，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答
的得 0 分.）
1．关于电磁感应现象，下列说法正确的是(
)
A．线圈放在磁场中就一定能产生感应电流
B．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流
7.解析：选 C 感应电流产生的条件是，只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈中
才会有感应电流产生，故 A 错误；闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若
6．如图所示，有一倾角为 30°的光滑斜面，匀强磁场垂直斜面，匀强电场沿斜面向上
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并垂直斜面底边。一质量为 m、带电荷量为 q 的小球，以速度 v 在斜面上做半径为 R
的匀速圆周运动。则(
)
A．带电粒子带负电
mv B．匀强磁场的磁感应强度大小 B＝
qR
C．匀强电场的场强大小为 E＝mg q
D．带电粒子在运动过程中机械能守恒
1
一质子仅在电场力作用下，其运动轨迹如图中实线所示．设 M、N
12．(多选)如图所示，A 和 B 为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带
两点的场强大小分别为 EM、EN，电势分别为φM、φN.下列判断中正
确的是(
)
电小球，开始时开关 S 闭合，滑动变阻器的滑动头 P 在 a 处， 此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)，下列
磁通量变化量越快，感应电动势越大，而穿过线圈的磁通量变化量大，感应电动势不
一定大，故 D 错误
U
LU
2.解析：I＝ ，I＝neSv，R＝ρ ，E＝ ，联立得 E＝ρnev，故选 C。
R
SL
mgsin θ
到，E＝
，故 B 正确，C 错误。虽然洛伦兹力不做功，但电场力做功，则粒子
q
在运动过程中机械能不守恒，故 D 错误。
B．将其磁感应强度增大为原来的 4 倍
C．将 D 形金属盒的半径增大为原来的 2 倍
D．将两 D 形金属盒间的加速电压增大为原来的 4 倍
14．(多选)如图所示，光滑水平面上有甲、乙两辆小车，用细线相连，中间有一个被 压缩的轻弹簧(弹簧未与小车固定)，小车处于静止状态．烧断细线后，由于弹力的作 用两小车分别向左右运动．已知甲、乙两小车质量之比为 m1:m2＝2:1，下列说法正确的 是( ) A．弹簧弹开后甲、乙两小车速度大小之比为 1:2 B．弹簧弹开后甲、乙两小车动量大小之比为 1:2 C．弹簧弹开过程中甲、乙两小车受到的冲量大小之比为 1:1 D．弹簧弹开过程中弹力对甲、乙两小车做功之比为 1:4 15．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡
示(取无穷远处电势为 0)。电场中四个点 A、B、C 和 D 的φ－r 关系对应图中的 a、b、
c 和 d 点。则下列叙述正确的是(
)
A．该点电荷一定是负电荷
B．A、B、C 和 D 点的电场强度方向一定相同
C．A、C 两点的电场强度大小之比为 9∶1
D．将一带正电的试探电荷由 A 点移动到 C 点和由 B 点移动到 D 点，电场力做功相同
1 若小球刚好没跃出 圆弧的上端，求：
4 (1)小球的初速度 v0 是多少？ (2)滑块获得的最大速度是多少？
3
19．(10 分)如图所示，光滑平行金属导轨 PP′和 QQ′之间距离为 1 m 且足够长，都
处于同一水平面内，P 和 Q 之间连接一电阻 R＝10 Ω，整个装置处于竖直向下的匀强 磁场中，B＝2 T．现垂直于导轨放置一根导体棒 MN，电路中导轨和导体棒电阻不计， 用一水平向右 F＝5 N 的力拉动导体棒 MN 从静止开始运 动，则 (1)导体棒中的电流方向？(回答 M→N 还是 N→M) (2)当导体棒匀速运动时，棒中的电流大小是多少安？ (3)导体棒做何种运动？求最终的速度．
21．(12 分)如图所示，在 xOy 平面内有虚线 OP 为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域， OP 与 x 轴成 45°角，OP 与 y 轴之间的磁场方向垂直纸面向外，OP 与 x 轴之间的电场 平行于 x 轴向右，电场强度为 E，在 y 轴上有一点 M，到 O 点的距离为 L，现有一个质 量为 m，带电量为＋q 的带电粒子从静止经电压为 U 的电场加速后从 M 点以垂直 y 轴的 速度方向进入磁场区域(加速电场图中没有画出)，不计带电粒子的重力，求： (1)从 M 点进入匀强磁场的带电粒子速度的大小？ (2)为使带电粒子刚好不能进入电场区域，则磁感应强度 B 应为多大？
A．EM>EN
B．A 点电荷一定带正电
C．φM>φN D．若质子从 N 运动到 M，电场力做正功
9.如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半
判断正确的是(
)
A．小球带负电
B．当滑动头从 a 向 b 滑动时，细线的偏角θ变小
处在磁场中．在Δt 时间内，磁场的方向不变，大小由 B 均匀地增
C．当滑动头从 a 向 b 滑动时，电流计中有电流，方向从上向下
大到 2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
D．当滑动头从 a 向 b 滑动时，电源的总功率一定变小
Ba2 A.
2Δt
nBa2 B.
2Δt
nBa2 C.
Δt
2nBa2 D.
Δt
10.如图所示，质量为 m，带电荷量为－q 的微粒以速度 v 与水平方向成 45°角进入匀
4
着斜面的分力相平衡，故粒子带正电，故 A 错误；由上分析，根据牛顿第二定律得 qvB
v2
mv
＝m ，得到，B＝ ，重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时，则有 Eq＝mgsin θ得
R
qR
物理试题答案
1.解析：选 C 感应电流产生的条件是，只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈中
才会有感应电流产生，故 A 错误；闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，若
)
mv2 A．
2eL
mv2Sn B．
e
C．ρnev
ρev D．
SL
3．在光滑水平地面上匀速运动的装有沙子的小车，小车和沙子总质量为 M，速度为 v0，
在行驶途中有质量为 m 的沙子从车上漏掉，沙子漏掉后小车的速度应为(
)
A ． v0 B. Mv0
M－m
C. mv0 M－m
D.
M－m v0 M
4．如图所示，a、b 是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向
穿过线圈的磁通量变化，则产生感应电流，若穿过线圈的磁通量不变，则没有感应电
流，故 B 错误；电磁感应现象中，感应电流的磁场总阻碍原来磁场的磁通量的变化，
即原来的磁场增强，则感应电流的磁场与原磁场方向相反，若原磁场减弱，则感应电
流的磁场与原磁场方向相同，故 C 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的
直导线与 P1、P2 相连接，线圈 A 与直导线 cd 连接．线圈 A 内有如图乙所示的变化磁场，
且规定向左为磁场 B 的正方向，如图甲所示，则下列叙述正确的是( )
13．(多选)用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为
原来的 4 倍，可采用下列哪几种方法(
)
A．将其磁感应强度增大为原来的 2 倍
(3)改变匀强磁场的磁感应强度的大小，使带电粒子沿 y 轴负方向进入匀强电场，则带
电粒子从 x 轴离开电场时的位置到 O 点的距离为多少？
20．(11 分)如图所示，在平面直角坐标系 xOy 的第四象限有垂直纸 面向里的匀强磁场，一质量为 m＝5.0×10－8 kg、电量为 q＝1.0× 10－6 C 的带电粒子，从静止开始经 U0＝10 V 的电压加速后，从 P 点 沿图示方向进入磁场，已知 OP＝30 cm(粒子重力不计，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝0.8)，求： (1)带电粒子到达 P 点时速度 v 的大小； (2)若磁感应强度 B＝2.0 T，粒子从 x 轴上的 Q 点离开磁场，求 OQ 的距离； (3)若粒子不能进入 x 轴上方，求磁感应强度 B′满足的条件．