名校联盟2020-2021学年高二上学期联考物理试卷含答案

名校联盟2020～2021学年高二12月联考
物理试卷
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。

满分110分，考试时间90分钟。

2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。

选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4．本卷命题范围：选修3-1第一章到第三章第5节。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符
合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．关于磁感应强度定义式
F
B
IL
，下列说法正确的是
A．磁感应强度B随着通电导线所受磁场力F的增大而增大
B．磁感应强度B随着IL乘积的减小而增大
C．磁感应强度B的方向与通电导体受力的方向相同
D．磁感应强度由磁场本身决定，不随F、I及L的变化而变化
2．关于静电场，下列说法正确的是
A．静电场的电场线一定是闭合的
B．电子伏特（eV）是电功率的单位，但不是国际单位
C．处于静电平衡的导体，内部场强处处相等，电势也处处相等
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最慢的方向
3．如图所示，电子枪发射的电子经加速后沿虚线方向进入匀强磁场区域（图中圆内），由图中实线方向射出磁场，最后打在屏上N点。

则磁场的方向为
A．平行纸面向上电B．垂直纸面向内
C ．垂直纸面向外
D ．平行纸面向右
4．如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有a 、b 两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外（未画出）。

若通电导线在a 点产生的磁感应强度大小为
1
3
B 则
A ．a 点磁感应强度大小为
13
B B ．b 点磁感应强度大小为
43
B C ．a 、b 两点磁感应强度大小、方向都不同 D ．a 点磁感应强度方向垂直纸面向里
5．甲、乙两图中正方形相同，在正方形四个顶点各固定一个点电荷，点电荷所带电荷量Q +、Q -、2Q + 已在两图中标出，甲图中正方形中心处场强大小为1E ，乙图中正方形中心处场强大小为2E ，则
1
2
E E 为
A
．
B
． C
D
．
2
6．一带电粒子射入固定在O 点的正点电荷q 的电场中，粒子沿图中实线轨迹从M 运动到N ，图中虚线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计粒子的重力，则可以判断
A ．射入电场中的粒子带负电
B ．M 点的场强大于N 点的场强
C ．射入电场中的粒子从M 到N 的过程中，电场力对粒子做负功
D ．射入电场中的粒子从M 到N 的过程中，粒子动能和电势能之和减小
7．如图所示是一直流电动机竖直向上匀速提升质量为26kg m =的重物时的电路图，已知电动机内电阻
1r =Ω，
定值电阻9R =Ω，直流电压180V U =，理想电压表示数V 135V U =，重力加速度g 取2
10m/s ，不计机械损耗，则提升速度大小是
A ．2.5m/s
B ．2.8m/s
C ．3.2m/s
D ．3.5m/s
8．在匀强电场中有一直角三角形ABC ，30ABC ∠=︒，20cm AB =。

已知电场线的方向平行于三角形ABC
所在的平面，将电荷量9
610q C -=⨯的正电荷从A 移到B 电场力做功6
1 1.210J W -=-⨯，从B 移到C
电场力做功7
2610J W -=⨯，则该匀强电场的场强大小为
A B V/m C ． D ．
9．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度，挂在天平右下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态，现保持边长和电流大小，方向都不变，将该矩形线圈短边放在磁场中，如图丙所示，挂在天平的右臂下方，则
A ．左盘中加入适当砝码，天平仍可平衡
B ．线圈受安培力变大
C ．天平向右下方倾斜
D ．天平向左下方倾斜
10．如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间的距离为d ，极板面积为S ，电容器带
电量为Q 。

电容器之间有一带正电的油滴处于静止状态。

在油滴质量不变的情况下，某时刻油滴的电荷量q 开始减小，为使该油滴仍保持静止状态，可采取的措施为
A ．给平行板电容器继续充电，增加电荷量Q
B ．让平行板电容器放电，减少电荷量Q
C ．使两极板相互靠近些，减小极板间的距离d
D ．将上极板水平右移一些，减小极板正对面积S
11．真空中一平面直角坐标系xOy 内，存在着平行x 轴方向的电场，x 轴上各点的电势ϕ随位置x 变化的关
系图象如图所示，0x =处电势为12V ，一个负电荷从2cm x =处由静止释放，不计电荷重力，则下列说法正确的是
A ．4cm x =处的电势为零，电场强度大小也为零
B ．2cm x =-的电场强度小于2cm x =处的电场强度
C ．负电荷在2cm x =处释放后沿x 轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小
D ．负电荷在2cm x =处释放后沿x 轴负方向运动到的最远位置处的坐标为3cm x =-
12．在如图所示的电路中，电源的电动势为E 、内阻为r ，1R 、2R 、3R 、4R 均为定值电阻，在开关S 闭
合的状态下，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板a 、b 之间的P 点，处于静止状态。

则下列说法正确的是
A ．不断开电源，当两极板间的距离减小时，油滴将向下运动
B ．不断开电源，将滑动变阻器的滑动触片向下移动，油滴将向下运动
C ．断开电源，电阻2R 上始终没有电流通过
D ．断开电源，油滴将向下运动
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共20分）
13．（10分）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。

备选器材如下：
A ．量程为5mA ，内阻150r =Ω的电流表
B ．量程为0.6A ，内阻202r =Ω.
的电流表 C ．量程为6V ，内阻3r 约为15kΩ的电压表
D ．最大阻值为15Ω，最大允许电流为2A 的滑动变阻器
E ．定值电阻150r =Ω
F ．定值电阻202r =Ω.
G ．电动势6V E =，内阻很小的直流电源 H ．开关一个，导线若干 I ．多用表，螺旋测微器，刻度尺
（1）如图甲所示，先用多用表“×10Ω”挡粗测其电阻为_______Ω，然后用螺旋测微器测其直径，如
图乙所示，则螺旋测微器的示数D =________mm 。

（2）采用图丙所示电路尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用_____（填“A ”或“B ”），
定值电阻应选用_______（填“E ”或“F ”）。

（3）电压表的示数记为U ，所选用电流表的示数记为I ，若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为L ，则其
电阻率的表达式为ρ=_________（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）。

14．（10分）某同学设计了如图甲所示的电路，其中定值电阻0R 的阻值为30Ω，R 为电阻箱，通过这一电
路测量电源的电动势和内阻，实验步骤为：保持开关1S 、2S 闭合，多次调节电阻箱R 的阻值，得到多
组R 和I 值，作出如图乙所示的1
R I
-的图象，得到图象的斜率为k ，纵轴截距为b 。

已知x R 的阻值约为50Ω，还有下列器材供选用：
A ．电流表（量程0～0.6A ，内阻未知）
B ．电流表（量程0～300mA ，内阻未知）
C ．电流表（量程0~15mA ，内阻为A R ）
D ．电阻箱（最大电阻99.99Ω）
E ．电阻箱（最大电阻999.9Ω）
F ．电源（电动势约为3V ，内阻未知）
G ．单刀单挪开关2个
H ．导线若干
（1）为使测量有尽可能高的精度且便于调节，电流表应选用__________，电阻箱应选用_________。

（选
填相应器材前字母）
（2）电源电动势E =__________，电源内阻r =__________。

（用题目所给表示大小的字母符号
表示）
（3）测量电阻x R 的阻值的步骤为：闭合1S ，断开2S ，调节电阻箱，使电流表指针有较大的偏转，记
下其示数I 和电阻箱的阻值1R ；然后闭合开关1S 、2S ，再次调节电阻箱，使电流表示数仍为I ，记下电阻箱的阻值2R 。

则待测电阻x R =___________（用1R 、2R 表示）。

三、计算题（本题共4小题，共42分。

作答时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）
15．（8分）如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽为L ，匀强磁场磁感应强度为B ，金属杆长也为L ，
质量为m ，水平放在导轨上。

当回路总电流为I 时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g ，求竖直向上的磁感应强度B 的大小。

16．（8分）如图所示，一带电小球用绝缘细线悬挂于O 点，处在水平方向的匀强电场中，小球静止在A 点
时悬线与竖直方向的夹角为45°，小球的质量为m ，带电量为q ，悬线的长为L 。

现将小球放在悬点O 右侧与悬点等高的B 点位置，悬线刚好拉直，由静止释放小球，重力加速度为g ，求：
（1）电场强度的大小；
（2）小球运动到最低点时速度的大小（悬线开始绷紧前）； （3）小球在最低点时，悬线绷紧后，其拉力大小。

17．（12分）如图所示，位于竖直平面内的光滑绝缘的圆形轨道，处于竖直向下，场强大小为6
310V/m E =⨯
的匀强电场中。

有一质量为0.12kg 、带负电的小球（可视为质点），电荷量大小为6
1.610C -⨯，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当小球运动到最低点M 时，速度大小为6m/s ，与轨道压力恰好为零，重力加速度g 取2
10m/s ，求：
（1）光滑绝缘圆形轨道的半径；
（2）小球运动到最高点N 时对轨道的压力大小与其重力大小的比值。

18．（14分）如图所示，在边长为L 的正方形ABCD 区域内有场强大小为E 的匀强电场。

竖直平行直线为
匀强电场的电场线（方向未知，图中未画出），现有一电荷量为q ，质量为m 的带负电的粒子，从A 点以某一初速度沿AB 边，垂直电场方向进入电场，该带电粒子经过电场中的P 点并从BC 边上的Q 点离开电场，忽略空气的阻力，不考虑带电粒子的重力。

（1）判断电场方向；
（2）若粒子从Q 点离开电场时速度方向与水平方向夹角为53︒，已知sin530.8︒
=，cos530.6︒=，
求带电粒子从A 点到Q 点过程中电场力所做的功； （3）若60PAD ∠=︒，求带电粒子从A 点到P 点的运动时间。

名校联盟2020～2021学年高二12月联考•物理试卷
参考答案、提示及评分细则
1．D
2．C
3．C
4．B
5．B
6．C
7．A
8．B
9．AC 10．AD 11．BD 12．BD
13．（1）1100.730（0.628～0.732均可） （2）A E （3）
()
()
211114D R U Ir LI R r π-+（每空2分）
解析：
（1）多用电表用×10倍率测量，读数为1110110⨯Ω=Ω；
根据螺旋测微器读数规则可得0.5mm 230.01mm 0.730mm D =+⨯=。

（2）电压表量程为6V ，电阻丝电阻约110Ω，电流表量程应该为55mA 左右，可以将量程5mA 的电流
表并联5Ω的电阻改装成量程为55mA 的电流表，即电流表选择A ．定值电阻选择E ． （3）金属丝中电流为11111
Ir R r
I I I R R +'=+
=，电压1U U Ir '=-， 由欧姆定律可得金属丝电阻1111()
()
x U R U Ir R I I R r '-=
='+。

由电阻定律，x L R S
ρ=，2
4S D π=，
解得电阻率()
()
211114D R U Ir LI R r πρ-=
+。

14．（1）C E
（2）k 0A b R R --- （3）21R R -（每空2分） 解析：
（1）要精确测量电源的内阻，需要知道电流表的内阻，所以电流表选择C ，电流表量程选15mA ，电动
势为3V 左右，那电路总电阻应该在200Ω以上，因此选最大阻值为999.9Ω的电阻箱E 。

（2）开关1S 、2S 闭合，由闭合电路欧姆定律有：(0A )E I R R R r =+++，
可得()0A 1
R E
R R r I
=-++， 所以k E =，()0A b R R r =-++，
故电源电动势E k =，电源内阻0A r b R R =---。

（3）根据该同学操作可知()()0102A x A I R R r R R I R R r R ++++=+++，
可得21x R R R =-。

15．解：磁场方向竖直向上，杆受力如图所示（2分）
金属杆的安培力F ILB =（2分）
由平衡条件可得cos sin F mg θθ=（2分）
解得tan mg B IL
θ
=
（2分） 16．解：（1）小球开始静止时悬线与竖直方向的夹角为45°，对小球受力分析并建立平衡方程得
tan 45qE
mg
︒=
（1分） 得mg
E q
=
（1分） （2）小球放到与悬点等高的位置由静止释放，小球开始运动时受到的合力大小为
F =（1分）
小球在悬线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为
F
a m
=
=（1分）
运动的位移大小为x =
则小球运动到最低点时的速度大小为
v ===1分）
（3）在悬线绷紧后，小球沿悬线方向的分速度变为零，只剩下沿垂直悬线方向的分速度
12
v v =
=1分） 小球接着以初速度1v 做圆周运动，根据牛顿第二定律有2
1v F mg m L
-=拉（1分）
解得拉力大小3F mg =拉（1分）
17．解：（1）小球重力0.12kg 10N /kg 1.2N G mg ==⨯=（1分）
小球受到的电场力6
6
1.610C 310V /m 4.8N F qE -==⨯⨯⨯=（1分）
在M 点，有2
1v qE mg m R
-=（1分）
代入数据解得轨道的半径 1.2m R =（2分）
（2）设小球在N 点的速度大小为2v ，从M 到N ，由动能定理有
22
2111()(2)22
qE mg R mv mv -⨯=-（2分）
在N 点，设轨道对小球弹力为N F ，则有2
2
N v F mg qE m R
+-=（2分）
由牛顿第三定律有N N F F '=（1分）
代入数据解得N 21.6N F '=（1分）
故小球运动到最高点N 时对轨道的压力大小与其重力大小的比值为21.6181.2
=．（1分） 18．解：（1）因带电粒子向下偏转，电场力方向向下，又因为带电粒子带负电，所以电场强度方向竖直向
上。

（2分）
（2）设带电粒子的初速度为0v ，AQ 连线跟水平方向的夹角为α，A 到Q 的竖直位移为Q y 。

带电
粒子在电场中做类平抛运动，由题意知：
1tan tan532
Q
y L α︒==（2分） 解得23
Q y L =（2分） 粒子从A 到Q ，电场力做的功为
23
Q W q y E qEL =⋅=（2分） （3）设粒子从A 点到Q 点经历时间为Q t ，则
212
Q Q y at =（1分） 其中qE a m =
（1分）
解得Q t =（1分） 设粒子从A 点到P 点经历时间为P t ，在P 点时的速度方向跟水平方向成β角，则
tan 2tan 30P at v β︒==（1分） 对于粒子从A 到Q 的过程
0tan 53Q
at v ︒=（1分）
联立以上各式解得P t =
1分）。