福建省东山二中2020-2021学年高二(上)期末物理试题含答案解析

福建省东山二中【最新】高二（上）期末物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献．下列描述中符合物理学史实的是A．安培发现了电流的磁效应B．奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力C．库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律D．法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律2．真空中两个完全相同、带异种电荷的导体小球A和B（视为点电荷），A带电荷量为+3Q，B带电荷量为﹣Q，彼此间的引力为F．把两导体小球互相接触后再移回原来各自的位置，这时A和B之间的作用力为F′，则F与F′之比为（）A．3：1 B．9：1 C．1：3 D．1：93．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=40cm，ad=10cm，ae=5cm，若将A 与B接入电路时，电阻为R1；若将C与D接入电路时，电阻为R2，则R1：R2为（）A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．16：14．如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( )A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小5．如图，MN是放置在匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金属板，实线表示其运动轨迹，由图可知( )A．粒子带正电B．粒子运动方向是abcdeC．粒子运动方向是edcbaD．粒子上半周运动所用时间比下半周所用时间长6．如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态，保持B板不动，A板逐渐上移，则（）A．电容器的电容变大B．电阻R中有从a流向b的电流C．液滴带电性质无法确定D．液滴将向上运动7．如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁（质量为m），铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合．则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图象可能是（）A．B．C．D．8．如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直，在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内。

一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上。

初始，给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。

已知重力加速度为g，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E=√3mgq，则以下说法正确的是A．小球的初速度v0=2mgqBB．若小球的初速度为3mgqB，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C．若小球的初速度为mgqB，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止D．若小球的初速度为mgqB ，则运动中克服摩擦力做功为3m2g22q2B2二、多选题9．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（）A．减小墨汁微粒的质量B．减小墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压D．增大墨汁微粒的喷出速度10．如图所示，平行直线表示电场线，但未标方向，一带正电微粒只受电场力作用，以某初速度从A点运动到B点，动能逐渐增大，则（）A．电场线方向从右向左B．电场线方向从左向右C．微粒的运动轨迹可能是轨迹aD．微粒的运动轨迹可能是轨迹b11．如图所示，a，b灯分别标有“3.6V，2.5W”和“3.6V，4.0W”，闭合开关，调节R，能使a、b都正常发光．断开开关后重做实验，则（）A．闭合开关，a将慢慢亮起来，b立即发光B．闭合开关，a、b同时发光C．断开开关，a、b都逐渐熄灭D．断开开关，a逐渐熄灭，b灯闪亮一下再熄灭12．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=100cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的（）A．线圈中的感应电流方向为逆时针方向B．电阻R两端的电压随时问均匀增大C．前4s内通过电阻R的电荷量为4×10﹣2CD．线圈电阻r消耗的功率为4×10﹣2W三、填空题13．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，如图甲所示的读数是______mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是______mm．四、实验题14．某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，他先把选择开关旋到“×1k”挡，测量时指针偏转如甲图所示，为了比较精确的测量，他进行了下列合理的操作：A．将换挡旋钮调至“×__Ω”倍率；B．重新将红、黑两表笔短接，调节__调零旋钮（填图甲中“A”或“B”）使指针指到图中欧姆表刻度盘中的__刻度线位置；（填“0”或“∞”）C．将待测电阻两端金属线与红、黑两表笔接触，这时刻度盘上的指针位置如乙图所示，则该定值电阻阻值为__Ω．15．某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率．待测合金丝Rx的电阻约为5Ω．提供的仪器有：A．电压表（内阻约为10kΩ，量程为3V）B．电流表（内阻约为3Ω，量程为0.6A）C．电流表（内阻约为0.1Ω，量程为3A）D．滑动变阻器（阻值为0～5Ω，额定电流为2A）E．电源（电动势为5V，内电阻为1Ω）F．一个开关、若干导线①测量时，电流表应选__．（填序号）②该同学根据以上仪器连接实验线路，为了较精确地测量同时要求实验中电流表示数变化范围尽量宽，请你用笔画线代替导线，在图乙中将电路补充完整．③实验中，测出合金丝的两端电压为U，电流强度为I，直径为d，长度为L，则该合金丝的电阻率的表达式ρ=__（用所给符号表示）．五、解答题16．电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点．一个电荷量q1=4.0×10﹣8的负点电荷，放在电场中的A点时所受电场力为F1=2.0×10﹣4N．（1）求A点电场强度的大小EA；（2）将q2=2.0×10﹣8C的正点电荷放入电场中的A点，求q2受到的电场力F2的大小和方向；（3）如果将点电荷q1从电场中的A点移到B点，电场力做功W AB=8.0×10﹣7J，求A、B两点间的电势差UAB．17．如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，闭合电键S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=4Ω，求：（1）电源的内电压U内；（2）通过电动机M的电流IM；（3）电动机的输出功率P出．18．某同学自制一电流表，其原理如图所示．质量为m的均匀细金属杆MN与两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L2，MN 的长度为L3，且L3＞L1．当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ad、bc中点连线重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g．（1）当电流表的示数为零时，求每条弹簧的伸长量；（2）若两轻质弹簧的弹力为零，求金属杆MN 中电流的大小和方向；（3）当金属杆中电流方向从M 到N 时，此电流表测量的最大值是多少？19．如图甲所示，两间距为d 的水平放置的平行金属板M 、N ，M 板某处C 放有粒子源，C 的正上方的N 板D 处开有一个可穿过粒子的小孔．间距L=2d 的平行金属导轨P 、Q 与金属板M 、N 相连，导轨上存在一垂直纸面向里、大小为B 的匀强磁场，一导体棒ab 贴紧PQ 以一定的初速度向右匀速进入磁场．在ab 进入磁场的瞬间，粒子源飘出一个初速度视为零、质量为m 、带电量为q 的粒子，在M 、N 间加速后从D 处射出．在N 板的上方（并与D 点相切）有一个内圆半径R1=d 、外圆半径R2=3d 的圆环形匀强磁场，其大小也为B 、方向垂直纸面向外，两圆的圆心O 与C 、D 在一竖直线上．不计粒子重力，忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响．（1）C 处飘出的粒子带何种电荷？已知ab 棒的速度为v0，求粒子到达N 板时速度v ；（2）为了不让粒子进入内圆半径为R1的无磁场区域，试求出ab 棒的速度v0最大值v0m ；（3）若ab 棒的速度只能是05qBd v m='，为了实现粒子不进入半径为R1的内圆无磁场区域，可以控制金属导轨P 、Q 的磁场宽度（如图乙所示），求该磁场宽度S 的范围．参考答案1．C【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，选项A 错误；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，选项B 错误； 库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律，选项C 正确；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，选项D 错误；故选C. 2．A【详解】设AB 之间的距离为r ，根据库仑定律有23Q Q F k r ⋅= 将A 与B 接触时先中和再平分，则A 、B 分开后电量均为：32Q Q Q -=，此时，A 、B 两球之间的相互作用力的大小为213Q Q F kF r ⋅'== 即F 与F ′之比为3：1。

故选A ．3．D 【解析】由电阻的决定式可知，将A 与B 接入电路时，电阻为： 1400.8•105ab R ad ae ρρρ=⨯＝＝， 将C 与D 接入电路时，电阻为： 2100.05405ad R ab ae ρρρ=⋅⨯＝＝，则R 1：R 2=16：1，故D 正确．故选D.4．A【详解】当传感器R 4所在处出现火情时，R 4的阻值变小，R 2、R 3与R 4的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U 变小．因U 变小，而电流增大，故R 压增大；并联部分分压减小；故电流表示数减小； 故选A ．【点睛】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系，再按局部→整体→局部的顺序进行动态变化分析5．C【详解】A 、带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板后粒子速率变小，根据带电粒子在磁场中运动的半径公式：mv r qB=，粒子的半径将减小，故粒子应是由下方穿过金属板，故粒子运动方向为edcba ，根据左手定则可得，粒子应带负电，故A 错误；BC 、带电粒子穿过金属板后速度减小，由mv r qB =轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是edcba ，故B 错误，C 正确；D 、由2m T qBπ=可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角相同，故粒子的运动时间均为2T ，故D 错误； 故选C ．6．B【解析】试题分析：电容器与电源相连，板间电压不变．A 板逐渐上移，即增大电容器两板间距离的过程中，电容减小，电量减小，电容器放电．根据原来极板的带电情况，分析电流的方向．根据场强的变化，分析液滴的运动方向． 两极板间的距离增大，根据4S C kdεπ=可知，电容器电容减小，A 错误；由于电容与电源相连，所以两极板间的电势差恒定不变，根据Q C U =可知电荷量减小，电容器放电，故有从a 流向b 的地爱你刘，B 正确；由于上极板与电源正极相连，所以上极板带正电，电场方向竖直向下，而液滴的重力竖直向上，所以液体必须受到竖直 向上的电场力，故与电场方向相反，所以液滴带负电，C 错误；根据公式U E d =可知两极板间的电场强度减小，所以电场力减小，粒子将向下运动，D 错误．7．B【解析】试题分析：根据对楞次定律判断圆环在磁铁上方与下方时受到的磁场力方向，然后由牛顿第二定律，悬挂磁铁的绳子中拉力F与重力加速度的关系．解：铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，因此拉力大于重力；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，则拉力大于重力；当铜环处于磁铁中央时，磁通量不变，则没有感应电流，没有安培阻力，因此拉力等于重力，故ACD错误，B正确．故选：B．【点评】本题考查了楞次定律的应用，应全面、正确理解楞次定律中“阻碍”的含义．8．AC【解析】试题分析：对小球进行受力分析如图，电场力的大小：F=qE=q×√3mgq=√3mg，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：F G+F=√F2+(mg)2=2m g，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg．所以v0=2mgqB，故A正确；若小球的初速度为3mgqB，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg>F G+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μF N．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到2mgqB 时，小球开始做匀速直线运动，故B错误．若小球的初速度为mgqB，则洛伦兹力：f =qv 0B =mg <F G+F ，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f =μF N ．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，故C 正确；若小球的初速度为mg qB，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以W =12mv 02=m 3g 22q 2B 2，故D 错误．考点：考查了带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路 1．正确的受力分析除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析． 2．正确分析物体的运动状态找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）．（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成 9．BD 【解析】试题分析：微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向：L=v 0t ；竖直方向：212y at =，加速度：qUa md =联立解得：2220024K qUL qUL y mdv dE ==，要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏移量y ，由上式分析可知，采用的方法有：减小比荷qm、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能E k0、减小极板的长度L 、减小偏转极板间的电压U ，故A 、C 错误，B 、D 正确．考点：本题考查了带电粒子在匀强电场中的加速、偏转． 10．BD【解析】由题意可知，粒子的动能逐渐增大，说明电场力做正功，若电场线方向从右向左，电场力水平向左，根据合力指向轨迹的内侧，轨迹可能为a ，粒子从A 到B 电场力做负功，与题意不符；故AC 错误；若电场线方向从左向右，电场力水平向右，根据轨迹弯曲方向与受力方向之间的关系，轨迹可能为b ，且粒子从A 到B 电场力做正功，动能增加，故BD 正确。