天津一中2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题 Word版含答案

天津一中2020-2021-1高二年级期末考试物理学科试卷
本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。

第I卷至页，第II卷至页。

考生务必将答案涂写答题纸或答题卡的规定位置上，答在试卷上的无效。

祝各位考生考试顺利!
一、单项选择题
1.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献．下列有关物理学家的贡献，错误的是（）
A.安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象
B.奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系
C.法拉第发现电磁感应现象，使人们对电不磁内在联系的认识更加完善
D.洛仑兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
2.某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。

如果线圈A中电流i不时间t
的关系有图所示的A、B、C、D四种情况，那么在t1到t2这段时间内，哪种情况线圈B
中没有感应电流（）
A.B．C．D．
3.如图所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，若要加一磁场使荧光屏上的亮线向上（z轴正方向）偏转，则所加磁场方向为（）
A．沿z轴正方向B．沿z轴负方向
C．沿y轴正方向D．沿y轴负方向
4.如图所示为两个完全相同、互相垂直的导体圆环M、N中间用绝缘细线ab连接，悬挂在天花板下，当M、N中同时通入如图所示方向的电流时，关于两线圈的转动（从上向下看）以及ab中细线张力变化，下列判断正确的是（）
A．M、N均不转动，细线张力不变
B．M、N都顺时针转动，细线张力减小
C．M顺时针转动，N逆时针转动，细线张力减小
D．M逆时针转动，M顺时针转动，细线张力增加
5.如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为圆形区域的圆心，磁感应强度大小为B，一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，运动轨迹如图所示，并从P点离开磁场。

已知直径MON、POQ的夹角θ=60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）
A.粒子带正电
B.粒子做圆周的运动半径为3R
C.粒子运动的速率为3kBR
D.粒子在磁场中运动的时间为
3kB
6.磁流体发电的原理如图所示．将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压．如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极．若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ．忽略边缘效应，下列判断正确的是（）
A．上板为正极，电流
B．上板为负极，电流
C．下板为正极，电流
D ．下板为负极，电流
7. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。

它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，a 、b 接在电压为U 、周期为T 的交流电源上。

两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面。

带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。

设D 形盒的半径为R ，现将垂直于金属D 形
盒的磁场感应强度调节为B 0，刚好可以对氚核()进行加速，氚核所能获
得的能量为E0，以后保持交流电源的周期T 不变。

(已知氚核和α粒子质量比
为3:4，电荷量之比为1:2)则（ ）
A.
若只增大交变电压U ，则氚核在回旋加速器中运行时间不会发生变化 B. 若用该装置加速α粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为043B B C.
将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，a 粒子在加速器中获得的能量等于氚核的能量 D.
将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数 8. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场。

在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。

O 点为圆环的圆心，a 、b 、c 、d 为圆环上的四个点，a 点为最高点，c 点为最低点，bd 沿水平方向。

已知小球所受电场力不重力大小相等，现将小球从环的顶端a 点由静止释放，下列判断正确的是（
） A.
小球能越过不O 等高的d 点并继续沿环向上运动 B.
当小球运动到c 点时，洛伦兹力最大 C.
小球从a 点到b 点，重力势能减小，电势能增大 D. 小球从b 点到c 点，电势能增大，动能先增大后减小
二、多项选择题
9.如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（）
A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.穿过线圈a的磁通量变小
C.线圈a有收缩的趋势
D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大
10.如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。

以下判断正确的是（）A．b点场强比d点场强小
B．b点电势比d点电势低
C.a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
11.如图所示，电源电动势为E，内阻为r.假设灯泡电阻不变，当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时，理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，干路电流为I.下列说法正确的是（）
A．ΔU1与ΔI的比值不变
B．ΔU1<ΔU2
C.电源的效率变大
D.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
12.如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场．不计粒子的重力．则（）
A.粒子带正电
B.电场的方向是由b指向c
C.粒子在b点和d点的动能之比为5:1
D.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π:2
三、实验题
13.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，需要测量圆柱体的
尺寸和电阻。

(1)用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为mm；
(2)在测量电阻时，采用了如下方法：
①用多用电表粗测：用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。

请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
A．旋动部件，使挃针对准电流表的“0”刻线。

B．该同学选择×10倍率，将K旋转到电阻挡“×10”的位置。

C.将插入“＋”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件_，使挃针对准表盘右端电阻的“0刻线”。

D.测量时，发现挃针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择倍率（选填“×1k”、“×100”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是Ω；
②为了准确测定圆柱体的阻值，除被测电阻外，实验室提供了如下实验仪器：A．直流电源（电动势约为3V，内阻可不计）
B.直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）
C.直流电流表（量程0～100mA，内阻约为3Ω）
D.直流电压表（量程0～15V，内阻约为10kΩ）
E.直流电压表（量程0～1V，内阻约为3kΩ）
F.滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）
H.电阻箱（0～999Ω）
I．电键一只，导线若干
a、为了方便调节，并要求电压表示数从零开始变化，电流表应选取，电压表应选取，滑动变阻器应选取。

（填器材编号）
b、请你根据要求设计实验电路图，并在答题卡的方框中画出实验电路图。

14.在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。

为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。

(1)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E= V，内阻r=
Ω。

（结果保留两位有效数字）(2)一位同学对以上实验进行了误差分析。

其中正确的是_。

A．实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B．实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C．实验测出的电动势小于真实值
D．实验测出的内阻大于真实值
四、解答题
15.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。

天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。

当线圈中通有电流I（方向如图所示），在天平两边加上质量分别为m1，m2的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。

求：
(1)线圈所受安培力F安的大小；
(2)磁感应强度的方向；
(3)磁感应强度的大小B。

16.如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10－5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=60°，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°。

已知偏转电场中金属板长L=2cm，圆形匀强磁场的半径R=10cm，重力忽略不计。

求：
(1)带电微粒经U=100V的电场加速后的速率v 0；
(2)两金属板间偏转电场的电场强度E；
(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小。

17.某种加速器的设计方案如图甲所示，图中粗黑线段为两个正对的极板，两个极板的板面中部各有一狭缝(沿OP方向的狭长区域)，带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示)，当带电粒子每次进入两极板间时，板间电势差为U(下极板电势高于上极板电势)，当粒子离开两极板后，极板间电势差为零；两细虚线间(除开两极板之间的区域)既无电场也无磁场；其他部分存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直纸面．在离子源S中产生的质量为m、电荷量为q(q>0)的离子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的O点进入磁场区域，O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为4D，已知磁感应强度大小可以调节，离子从离子源上方的O点射入磁场区域，最终只能从出射孔P射出，假设离子打到器壁或离子源外壁则即被吸收．忽略相对论效应，不计离子重力．
(1)求离子从出射孔P射出时磁感应强度的最小值；
(2)调节磁感应强度大小使
152mU
B
D q
，计算离子从P点射出时的动能；
(3)若不计粒子在狭缝电场中运动的时间，第(2)问所述情境粒子在加速器中运动的总时间。