云南省大理州祥云县2020-2021学年高二物理上学期期末统测试题.doc

云南省大理州祥云县2020-2021学年高二物理上学期期末统测试题

云南省大理州祥云县2020-2021学年高二物理上学期期末统测试题

年级：
姓名：

14

云南省大理州祥云县2020-2021学年高二物理上学期期末统测试题
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第3页至第4页．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．满分100分，考试用时120分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写淸楚．
2．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．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．在试题卷上作答无效．
一、选择题（本大题共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．下列图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中的竖直黑线代表了避雷针，为水平地面，是电场中的两个点．下列说法正确的是（ ）

A．避雷针尖端感应出了负电荷 B．M点的场强比N点的场强大
C．M点的电势比N点的电势高 D．负电荷从M点移动到N点，电场力做正功
3．一质量为的小球以某一初速度水平向右抛出后，随即受到一大小为、方向水平向左的恒力，假设小球抛出时离地足够高，忽略空气阻力，当小球的动能最小时，速度方向与水平方向的夹角为（ ）
A． B． C． D．
4．神舟十号航天员王亚平等登上中国最高的讲台，于2013年6月20日上午10时许为全国青少年带来神奇的太空一课．王亚平在太空中演示了质量测量实验．如图，首先将航天员聂海胜固定在人体支架上，另一航天员将其向外拉到一定位置后松手，支架会在弹簧拉力作用下回到初始位置．关于这个太空实验，以下说法中正确的是（ ）

A．在航天器中可以用弹簧测力计测量重力
B．在航天器中也可以用托盘天平测物体质量
C．弹簧将支架拉回初始位置过程中对支架做了正功
D．弹簧将支架拉回初始位置过程中对支架做功为零
5．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（ ）

A．增大，E增大 B．增大，不变 C．减小，增大 D．减小，E不变
6．如图，质量不同的两小球分别用细线悬挂在等高的悬点处．将两球拉至与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放．已知，设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时（ ）

A．A球动能大于B球动能 B．A球机械能等于B球机械能
C．A球的向心加速度大于B球的向心加速度 D．A球所需的向心力等于B球所需的向心力
7．如图所示，在平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为的粒子从点处以初速度射入第二象限，的方向与x轴正方向夹角为．下列能使粒子离开磁场后进入第一象限的值是（不计粒子的重力）（ ）

A． B． C． D．
8．如图所示为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速．已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q．下列说法不正确的是（ ）

A．质子的最大速度不超过 B．质子的最大动能为
C．高频交变电源的频率
D．质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加
9．一放置在水平桌面上的条形磁铁，其磁感线分布如图所示，是同一条直线磁感线上的两点．某小段通电直导线分别置于点处时所受到的安培力分别用和表示．下列判断正确的是（ ）

A．两点的磁感应强度相同 B．Q点的磁感应强度方向由Q指向P
C．M点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度 D．一定小于
10．如图所示，两平行金属板分别加上如下列选项中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子（不计重力）有可能做往返运动的图象应是（设两板距离足够大）（ ）

A． B． C． D．
11．如图所示，质量为的滑块在倾角为的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点．若，弹簧弹性势能的最大值为，g取，则下列说法正确的是（ ）

A．弹簧的劲度系数是 B．从d点到b点滑块克服重力做功
C．滑块的动能最大值为 D．从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于
12．如图，一束电子（重力不计）以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区，对从右边离开磁场的电子，下列判断正确的是（ ）

A．从a点离开的电子速度最小 B．从a点离开的电子在磁场中运动时间最短
C．从b点离开的电子运动半径最小 D．从b点离开的电子速度偏转角最小
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
注意事项：
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效．
二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
13．（6分）如图甲所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图，实验所用电源频率为．

（1）关于本实验的要求，下列叙述正确的是_________．
A．要平衡摩擦力 B．要求悬挂物的质量远小于小车的质量
C．先释放小车，再接通电源 D．先接通电源，再释放小车
（2）如图乙所示为实验中得到的一条纸带，为依次排列的五个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出来．量出点到A点的距离为、则打B点时小车的速度_________，用逐差法求小车的加速度表达式为__________．
14．（10分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案．

（1）如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径D，为_________；如图乙，用20分度游标卡尺测金属棒长度L，为_________．
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”倍率时发现指针偏转角度过大，他应该换用_______（填“”“”或“”）挡位，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，测量结果是________

（3）要求尽可能精确测量金属棒的阻值，并要求电表示数从零开始变化，请根据提供的器材，设计一个实验电路画在图乙所示虚线框中，并标注对应的器材符号．（ ）
A．电源（电动势约为，内阻约）
B．电流表（量程，内阻为）
C．电流表（量程，内阻约为）
D．电压表Ⅴ（量程，内阻约为）
E．滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）
F．滑动变阻器（最大阻值，允许通过的最大电流为）
G．定值电阻
H．电键一只，导线若干
三、计算题（本大题共4小题，共36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．有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）如图所示，某物块（可看成质点）从A点沿竖直光滑的圆弧轨道，由静止开始滑下，圆弧轨道的半径，末端B点与水平传送带相切，物块由B点滑上粗糙的传送带，传送带静止，物块滑到传送带的末端C点后做平抛运动，落到水平地面上的D点，已知C点到地面的高度点到D点的水平距离为．求：

（1）物块滑到B点时速度的大小；
（2）物块滑到C点时速度的大小．
16．（8分）如图所示，带有小孔的平行极板间存在匀强电场，电场强度为，极板间距离为L．其右侧有与垂直的平行极板，极板长度为板间加恒定的电压．现有一质量为m、带电荷量为e的电子（重力不计），从A板处由静止释放，经电场加速后通过B板的小孔飞出；经过板间的电场偏转后从电场的右侧边界M点飞出电场区域，速度方向与边界夹角为，求：

（1）电子在间的运动时间；
（2）间匀强电场的电场强度大小．
17．（10分）小华在路上行走时发现，路边汽车发动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗．汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，车灯内阻为定值电阻．已知汽车电源内阻为，车灯电阻为，电动机内阻为，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为；电动机启动的瞬间，车灯的电功率为，电动机正常工作．电流表的内阻不计，重力加速度．求：

（1）电源的电动势；
（2）电动机启动的瞬间，流过电流表的电流；
（3）利用这一电动机在正常工作的情况下匀速吊起一质量为的重物，吊起的速度是多少？
18．（10分）如图所示，在坐标系中，x轴上方存在匀强磁场，方向垂直于平面向里；在x轴下方存在匀强电场，电场强度为E，电场方向与平面平行，且与x轴成角．一质量为m、电荷量为的粒子从y轴上点静止释放，一段时间后粒子进入磁场，且从y轴上的（图中未画出）点垂直于y轴飞入第二象限．不计粒子重力．求：

（1）粒子第一次进入磁场时的速度大小；
（2）磁场的磁感应强度B及粒子第一次在磁场中运动的时间．
祥云县2020~2021学年上学期期末统测试卷
高二物理参考答案
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题（本大题共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）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
C
B
C
D
B
C
D
BC
BC
AD
BC
【解析】
2．电场线从正电荷（无穷远处）出发，到负电荷（无穷远处）终止，由此可知避雷针尖端感应出了正电荷，故A错误．电场线的疏密程度表示场强的大小，所以M点的场强比N点的场强小，故B错误．电场线方向是从电势高的等势面指向电势低的等势面，即沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点的电势比N点的电势高，故C正确．对负电荷来说，从高电势向低电势运动，电场力做负功，故D错误．
3．合力方向与速度方向垂直时，小球的动能最小，由题意知合力与竖直方向夹角为，可知当速度方向与水平方向夹角为时，小球的动能最小，故B正确．
4．在航天器中的物体处于完全失重状态，则不可以用弹簧测力计测量重力，故A错误．在航天器中的物体处于完全失重状态，不可以用托盘天平测物体质量，故B错误．弹簧将支架拉回初始位置过程中，弹力与位移方向相同，则弹簧对支架做了正功，故C正确，D错误．
5．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据可知，C变大，Q一定，则根据可知，U减小，则静电计指针偏角减小；根据，，联立可得，可知Q一定时，E不变；根据可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则不变，故正确
6．两球的质量关系不确定，不能比较A球动能与B球动能的关系，故A错误．A球机械能等于B球机械能，都等于零，故B正确．从最高点到最低点，由机械能守恒定律有，则，则A球加速度等于B球加速度，故C错误．根据，因质量不等，则A球向心力不等于B球向心力，故D错误．
7．粒子恰好能进入第一象限的运动轨迹如图所示，由几何知识得，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，粒子要进入第一象限速度要满足，故C正确．

8．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则，故A正确．根据向心力公式，质子最大动能，联立解得，故B正确．回旋加速器能够加速粒子的条件就是粒子圆周运动的周期等于交变电流的周期，粒子圆周运动周期，所以，故C正确．由选项B分析可知质子最大动能，与电压U无关，故D错误．
9．磁感线的疏密表示磁场强弱，Q处磁感线比P处密，故Q点的磁感应强度大于P点的磁感应强度，故A错误．条形磁铁磁感线由N极出发回到S极，故磁场方向由Q指向P，故B正确．磁感线的疏密表示磁场强弱，Q处磁感线比M处密，故M点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度，故C正确．磁场的通电导线所受安培力，由于不知道通电直导线的放置方向与磁感应强度的方向之间的关系，所以不能判断出Q处的导线受到的安培力更大，故D错误．
10．电子在前内做匀加速直线运动，后内做匀减速运动到零，然后重复之前的运动，一直向前运动，故A错误．电子在前内做匀加速直线运动，第二个内做匀减速运动到零，第三个内反向做匀加速直线运动，第四个内反向做匀减速直线运动，然后重复之前的运动，故B正确．电子在前内做变加速直线运动，第二个内做变减速直线运动到零，第三个内反向做变加速直线运动，第四个内反向做变减速直线运动，然后重复之前的运动，故C正确．电子在前内做匀加速运动，第二个内做匀速运动，第三个内做匀加速运动，第四个内做匀速运动，然后重复之前的运动规律，故D错误．
11．当滑块的合力为0时，滑块速度最大，即知在c点时滑块的速度最大，此瞬间滑块受力平衡，则有，可得，故A正确．滑块从d点到a点，运用动能定理得，又，可得，即克服重力做功，所以从d点到b点滑块克服重力做功小于，故B错误．滑块从a点到c点，由系统的机械能守恒知滑块的动能増加量与弹簧弹性势能増加量之和等于滑块重力势能的减少量，小于，所以滑块的动能最大值小于，故C错误．弹簧弹性势能的最大值为，根据功能关系知从d点到b点弹簧的弹力对滑块做功，从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于，故D正确．
12．对于从右边离开磁场的电子，从a离开的轨道半径最大，根据带电粒子在匀强磁场中的半径公式，知轨道半径大，则速度大，则a点离开的电子速度最大．从a点离开的电子偏转角最小，则圆弧的圆心角最小，根据，知越小，运行的时间越短，故B、C正确．
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
13．（每空2分，共6分）
（1）D （2）
【解析】（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，不需要平衡摩擦力，也不要求悬挂物的质量远小于小车的质量，能保证小车做匀变速运动即可；实验时应先接通电源，再释放小车，以保证实验能顺利进行．
（2）由题知，时间间隔，根据匀变速运动的推论，打B点时小车的速度．
由逐差法知，小车的加速度表达式．
14．（每空2分，共10分）
（1）4.700 10.230 （2） 60 （3）如图所示

【解析】（1）由图示螺旋测微器可知金属棒直径．
游标卡尺是20分度的卡尺，其分度值为，则金属棒长度为．
（2）用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻阻值较小，所选挡位偏大，故应换用“”挡，由图示表盘可知，待测电阻阻值为．
（3）由于趣目给出电压表量程太大，应用电流表与串联后组成电压表，要求电压表示数从零开始变化，滑动变阻器用限压式接法．
三、计算题（本大题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）
解：（1）物体从A点滑到B点，由动能定理可知
①
解得物块滑到B点时速度的大小为②
（2）设C点的速度为，由平抛运动的公式可知③
解得C点的速度为④
评分标准：本题共8分．正确得出①～④式各给2分．
16．（8分）
解：（1）电子在间直线加速，加速度①
电子在间的运动时间为t，则②
解得③
（2）设电子从B板的小孔飞出时的速度为④
则电子从平行极板间射出时沿电场方向的速度为⑤
又⑥
解得间匀强电场的电场强度⑦
评分标准：本题共8分．正确得出⑥式给2分，其余各式各给1分．
17．（10分）
解：（1）电动机启动前，断开，则①
（2）电动机启动后，闭合，车灯功率②
则③
流过电流表的电流④
（3）通过电动机的电流⑤
电动机输出功率⑥
解得⑦
评分标准：本题共10分．正确得出①、⑤、⑥式各给2分，其余各式各给1分．
18．（10分）
解：（1）粒子由静止开始沿电场线运动，由题意可知，粒子运动的位移为①
则由动能定理可知②
解得③
（2）粒子在磁场中运动的轨迹如图所示；因粒子进入磁场时的速度方向与x轴成45度角，由几何关系可知④
则由⑤
可知⑥
粒子第一次在磁场中转过的圆心角为；故时间⑦

评分标准：本题共10分．正确得出②、⑥、⑦式各给2分，其余各式各给1分．