安徽省滁州市定远县重点中学2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题.doc

安徽省滁州市定远县重点中学2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题

安徽省滁州市定远县重点中学2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题

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13

安徽省滁州市定远县重点中学2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（ ）
A. M点的电势比N点的低
B. M点的场强大小一定比N点的大
C. 电子在M点的电势能比在N点的低
D. 电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
2. 水平线上的O点放置一点电荷，图中画出电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示，以水平线上的某点为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于A，B，C，D，E，则下列说法正确的是（ ）
A. B，E两点的电场强度相同
B. A点电势高于C点电势
C. B，C两点间电势差等于E、D两点间电势差
D. 电子沿圆周由D到B，静电力做正功
3. 在固定点电荷Q的电场中，一试探电荷q仅在静电力作用下绕点电荷Q沿椭圆轨道运动，a、b、c、d为椭圆轨道上四点，如图所示．下列说法正确的是
A. b、d两点电场强度相同
B. a点电势一定比c点电势高
C. 试探电荷由a运动到c的过程中电势能增大
D. 试探电荷与固定点电荷带同种电荷
4. 两位同学在实验室利用图甲所示的电路测定定值电阻、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一同学记录电流表A和电压表的测量数据，另一同学记录电流表A和电压表的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是  
A. 滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B. 定值电阻上消耗的功率为
C. 电源的输出功率最大
D.   电源的效率达到最大值
5. 三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为  
A. 2B B. 3B C. D.
6. 如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数和质量均相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同，方向如图中箭头所示的电流，天平均处于平衡状态，则哪个选项左盘中所加的砝码质量最大（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。电子从O点沿纸面垂直边界PQ以速度进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为，点在MN上，且与MN垂直。则下列判断正确的是  
A. 电子将向右偏转
B. 电子打在MN上的点与点的距离为d
C. 电子打在MN上的点与点的距离为
D. 电子在磁场中运动的时间为
8. 如图所示，下列说法正确的是
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加电压U即可。
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极。
C. 图丙是速度选择器，带电粒子不计重力且只受电场和磁场的作用能够从右向左沿直线匀速通过速度选择器。
D. 图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小。
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 如图，真空中三个完全相同的带电小球A、B、均视为点电荷均由轻质线悬在O点，整个系统静止时，三小球在水平面构成等边三角形，M为三角形的中心。已知小球所带电荷量均为，M到A、B、C的距离均为L，细线与OM夹角均为。已知选取无穷远处电势为0时，真空中电荷量为Q的点电荷周围的电势表达式为，其中r为到点电荷的距离，下列说法正确的是
A. 小球所受重力为
B. M点的电场强度
C. 带电小球A产生的电场在M点的电势为
D. 电荷量为的试探电荷在M点具有的电势能为
10. 如图所示，A，B表示真空中水平放置相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间电场可视为匀强电场，现在A，B两极间加上如图乙所示的周期性的交变电压，在时，恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度射入电场，忽略粒子重力，下列关于粒子运动状态表述正确的是  
A. 粒子在垂直于板的方向的分运动不可能是单向运动
B. 粒子在垂直于板的方向的分运动可能是往复运动
C. 粒子不可能沿与板平行的方向飞出
D. 只要电压周期T和的值同时满足一定条件，粒子可以沿与板平行的方向飞出
11. 大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体即电阻率较大的物质；离地面50km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场。离地面处与地面之间的电势差约为。由于电场的作用，地球处于放电状态。但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变可视为匀强电场，统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为，已知地球半径。下列说法正确的是有关计算只要求1位有效数字   
A. 离地面越近电势越高
B. 地球附近大气层的电场强度约为
C. 地球漏电功率约为
D. 大气电阻率约为
12. 多选如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场磁感应强度为和匀强电场电场强度为组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场磁感应强度为，最终打在上，下列表述正确的是
A. 粒子带负电
B. 所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中的运动时间都相同
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在的位置越靠近P，粒子的比荷越大
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
13. 指针式多用电表是常用的电学测量仪器．请完成下列问题．如图所示为多量程多用电表的示意图．

当接通1或2时，为_____挡填“电流”、“电阻”或“电压”的量程比2的量程_____填“大”或“小”若选择开关拨至“”挡，指针的位置如图所示，则测量结果为______mA，接通5或6时，5的量程比6的量程______填“大”或“小”．
当接通3或4测量某电阻时，用挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡填“”或“”，换挡后，在测量前要先进行_____若此多用电表所用表头的满偏电流是，则换挡后电池的电动势______V；图中______填“A”或“B”为红表笔．
14. 某同学要用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻，同时测定一段粗细均匀的电阻丝电阻，实验器材除滑动变阻器K、开关、、导线若干外，还有如下器材：
A.待测电源电动势约3V，内阻约
B.待测电阻丝约为
C.电压表，内阻约
D.电压表，内阻约
E.电流表，内阻约
F.电流表，内阻约

将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合，将接1。   
逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
以U为纵坐标，I为横坐标，作图线如图2中甲所示、I都用国际单位；
求出甲图线斜率的绝对值和在横轴上的截距a。
将接2重复以上操作步骤，作图线如图2中乙所示，求出乙图线斜率的绝对值。
回答下列问题：
电压表最好选用_________，电流表最好选用_________；填字母代号
若用a、和表示待测电源的电动势E、内阻r和待测电阻Rx的表达式，则_________、_________、_________．
四、计算题（本大题共4小题，共36分）
15. 如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，；GH是它们连线的垂直平分线．另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为可视为点电荷，被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角已知重力加速度为g，试求：

在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差；
若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为R的正三角形，则小球运动到N点瞬间，细线对小球的拉力的大小已知静电力常量为

16. 如图所示，在倾角为的斜面上，固定有间距为l的平行金属导轨，现在导轨上，垂直导轨放置一质量为m的金属棒ab，整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨与电动势为E，内阻为r的电源连接，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为，且，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，金属棒和导轨电阻不计，现闭合开关S，发现滑动变阻器接入电路阻值为0时，金属棒不能静止。

判断金属棒所受的安培力方向；
求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值和最大阻值．

17. 如图所示为一台利用可折叠光屏制成的质谱仪原理图，可折叠光屏MN可以绕垂直于纸面且过P点的轴转动，使光屏MP、PN两部分互相垂直。现有电荷量相同、质量不同的离子由静止开始经过电压为的电场加速后，通过狭缝O垂直磁场边界进入垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后离子打在光屏上，已知光屏MP部分在上，，，。

求打在光屏M、P两点的离子质量之比；
若离子打在光屏上N点，求该离子在磁场中运动的时间。

18. 如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强磁场方向垂直于纸面向外；在第四象限有一匀强电场，方向平行于y轴向下．一电子质量为m，电荷量大小为q，以速度从y轴上的P点垂直于y轴向右飞入电场，经过x轴上M点进入磁场区域又恰能从y轴上的Q点垂直于y轴向左飞出磁场，已知P点坐标为，M点的坐标为求：

电场强度大小；
电子在磁场中运动的时间．

答案
1.C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.B 7.D 8.B 9.CD 10.BD 11.CD
12.CD
13.电流；大；；小；
；欧姆调零；；A。
14.；E；；；。
16.解：由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上。
对滑动变阻器阻值为0时金属棒的运动状态进行分析。
若金属棒向下运动，则有，当滑动变阻器阻值增大时，安培力减小，无论怎样调节金属棒均无法静止。
若金属棒向上运动，则有。可以通过调整阻值，使金属棒静止。
当R最小时，金属棒所受安培力为最大值，所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，
则由平衡条件得，
，
由闭合电路欧姆定律有，，
安培力，
联立以上各式解得滑动变阻器R的最小值为，
当R最大时，金属棒所受安培力为最小值，所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，
同理可得，
由闭合电路欧姆定律有，，
安培力，
联立以上各式解得滑动变阻器R的最大值为。

17.解：离子在加速电场中运动，
离子在磁场中做匀速圆周运动，
得：
打在光屏M、P两点的离子，在磁场中运动的半径分别为；
则打在光屏M、P两点离子的质量之比

若离子打在光屏上N点，由几何知识得：

，
离子打在光屏上N点，该离子在磁场中运动的时间：
18.粒子运动轨迹如图所示：
设电子从电场中进入磁场中时的速度方向与x轴夹角为，在电场中：
x方向：
y方向：，
解得： 
则：
则根据动能定理可知：

联立可以得到：；
在磁场中，根据几何关系可得：

粒子在磁场中的偏转角为：
则粒子在磁场中运动的时间：。