吉林省长春市第一五一中学2020-2021学年高二物理下学期寒假验收试题.doc

吉林省长春市第一五一中学2020-2021学年高二物理下学期寒假验收试题

吉林省长春市第一五一中学2020-2021学年高二物理下学期寒假验收试题

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7

吉林省长春市第一五一中学2020-2021学年高二物理下学期寒假验收试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，1～8题单选，9～12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）
一、单选题
1．关于电磁感应，下列说法中正确的是
A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零
C．穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大
D．通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大
2．在电场中某点引入电荷量为+q的试探电荷，该电荷受到的电场力为F，则
A．在这点引入电荷量为+2q的试探电荷时，该点的电场强度等于
B．在这点引入电荷量为+2q的试探电荷时，该点的电场强度等于
C．在这点引入电荷量为+3q的试探电荷时，该点的电场强度将等于
D．在这点引入电荷量为-q的试探电荷时，该点电场强度的方向将和在该点引入电荷量为+q的试探电荷时方向相反
3．伏安法测电阻的方法有图示的甲、乙两种电路，电压表、电流表均非理想电表，下列说法正确的是

A．两种电路接法完全等效 B．按甲电路连法，测得值偏小
C．若待测电阻的阻值很大，用甲电路测量误差较小
D．若待测电阻的阻值很小，用甲电路测量误差较小
4．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是（　　）

A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间
5．在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转（忽略重力影响）．以下说法正确的是

A．带电粒子在电磁场中受到的电场力、洛伦兹力相互垂直
B．若粒子带负电，其它条件不变，则带电粒子向上偏转
C．若粒子电量加倍，其它条件不变，则粒子仍沿直线穿过两板
D．若粒子从右侧沿虚线飞入，其它条件不变，则粒子仍沿直线穿过两板
6．某同学想探究导电溶液的电阻与其长度、横截面积的变化规律。她拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。她测得盐水柱的长度是30cm时，电阻为R。现握住橡胶管的两端把它拉长，食盐水柱的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，则拉长后盐水柱的电阻是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，闭合开关S后电灯L恰能正常发光，当变阻器的滑片P向b端滑动时，则（　　）

A．电灯L变亮，电流表的示数增大 B．电灯L变亮，电流表的示数变小
C．电灯L变暗，电流表的示数变小 D．电灯L变暗，电流表的示数增大
8．某平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，两极板相距为d。今在板间中点放一个电荷量为q的点电荷，则它受到的电场力的大小为（　　）
A． B． C． D．
9．某磁场的磁感线分布如图所示， 磁场中有A、B两点， 下列说法中正确的是（　　）

A．A点磁场比B点磁场强 B．A点磁场比B点磁场弱
C．A、B点磁场方向不同 D．A、B点磁场方向一致
10．质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，细杆与导轨间的动摩擦因数为μ，当有电流通过细杆时，细杆恰好静止于导轨上，导轨与细杆处于与纸面平行的匀强磁场中，在如图所示的A、B、C、D四个选项中，细杆与导轨的摩擦力一定不为零的是（　　）
A． B． C． D．
11．图中虚线是某一静电场中的一簇等势线，若某一不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是（　　）

A．b点的电势一定高于a点 B．a点的场强一定大于b点
C．带电粒子一定带正电 D．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率
12．如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置，图中虚线是电子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有

A．A端接的是高压直流电源的负极 B．A端接的是高压直流电源的正极
C．C端是蹄形磁铁的S极 D．C端是蹄形磁铁的N极
三、填空题（4分）
13．真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两点，此时两球间静电力大小为F．仅将A、B球之间距离增大为原来的2倍，则它们间的静电力大小为___________；若保持上述A、B球变化后的距离，用一个不带电的相同金属小球C先与A球接触，再与B球接触，然后移开C，此时A、B球间的静电力大小为___________．
四、实验题（10分）
14．如图甲、乙所示，螺旋测微器甲的读数是___________mm；游标卡尺乙（游标尺上刻有10个小格）的读数是___________mm．

15．李亮同学采用如图甲所示的电路测定一节电池的电动势和内电阻．

（1）请你用笔画线代替导线将图乙所示的实物图按照图甲连成完整的实验电路_____（已连接了部分导线）．
（2）利用实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U-I图线，由图可较准确地求出该电池的电动势E＝________V；电池的内阻r＝________Ω．

五、计算题（4小题，共38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。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
16．质量为m＝0.02 kg的通电细杆AB置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度L＝0.2 m，杆AB与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．电池内阻不计，电阻R＝16Ω，AB棒电阻r =4Ω试求出为使杆AB静止不动，电池电动势的范围应是多少？（sin37°=0.6 cos37°=0.8）

17．如图所示，相距10cm的平行金属板A和B带有等量异种电荷，两板之间电场可视为匀强电场，电场强度E=2×104V/m，方向由A 板垂直指向B板，电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm，则

（1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差UCD等于多少？
（2）现令B板接地（即电势φB=0），则C和D的电势φC和φD各是多少？
（3）将一个电子从C点移动到D点，静电力做多少功？ （电子电荷量）

18．如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电荷量为q。在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将小球A由距B竖直高度为H处无初速度释放，小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中，已知静电力常量k和重力加速度g。求：
(1)A球刚释放时的加速度为多大？
(2)当A球的速度最大时，A球与B点的距离？

19．在直角坐标系xoy中，A（-0.3，0）、C是x轴上两点，P点的坐标为（0，0.3）．在第二象限内以D（-0.3,0.3）为圆心、0.3m为半径的1/4圆形区域内，分布着方向垂直xoy平面向外、磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场；在第一象限三角形OPC之外的区域，分布着沿y轴负方向的匀强电场（如图所示）．现有大量质量为kg、电荷量为C的相同粒子，从A点平行xoy平面以相同速率m/s沿不同方向射向磁场区域，其中沿AD方向射入的粒子恰好从P点垂直y轴进入电场，恰好通过C点．已知α = 37°，不考虑粒子间的相互作用及其重力，求：

（1）电场强度E的大小；
（2）粒子穿越x正半轴的最大值．

参考答案
1．D
【详解】
A．由公式可知，穿过线圈的磁通量越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故A错误；
B．由公式可知，穿过线圈的磁通量为零，若线圈的磁通量变化率不为零，则感应电动势就不为零，故B错误；
C．由公式可知，穿过线圈的磁通量变化越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故C错误；
D．穿过线圈的磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，由法拉第电磁感应定律得知，感应电动势越大，故D正确。
2．B
【详解】
在电场中某点引入电荷量为+q的试探电荷，该电荷受到的电场力为F，则该点的电场强度为；因某点的场强与检验电荷的大小及有无均无关系，所以无论该点放电荷量为多大的正负电荷，该点的场强均为不变，故选项B正确ACD错误；
故选B。
3．C
【详解】
A．因考虑电压表及电流表内阻的影响，故两个电路是不等效的，选项A错误；
BC．甲图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测=Rx+RA＞Rx，若待测电阻的阻值很大，用甲电路测量误差较小,故B错误，C正确；
D．乙图是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小；当待测电阻阻值比电压表内阻小得多时，用乙图所示电路，电压表分流少，则测量值的误差越小．故D错误；
故选C．
4．A
【详解】
A．由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，故A正确；
B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则

得

在质量与电量相同的情况下，半径大说明其速率大，则知M的速度率大于N的速率，故B错误；
C．洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故C错误；
D．粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．带正电的粒子受向下的电场力，向上的洛伦兹力，方向共线，选项A错误；
B．因粒子做直线运动，故 ，则 ，则若粒子带负电，其它条件不变，则带电粒子仍沿直线运动，选项B错误；
C．根据，若粒子电量加倍，其它条件不变，则粒子仍沿直线穿过两板，选项C正确；
D．若粒子从右侧沿虚线飞入，其它条件不变，则受电场力向下，洛伦兹力也向下，故则粒子将向下偏转，选项D错误；
故选C.
6．B
【详解】
溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，故

拉长后

由于

联立解得

故选B。
7．B
【详解】
当变阻器的滑片P向b端滑动时，R1电阻增大，由“串反并同”规律，与R1串联的电流表的读数变小，与R1并联的电灯电压增大变亮，B正确，ACD错误。
故选B。
7．D
【详解】
由电容的定义式得板间电压为

板间场强大小为，点电荷所受的电场力大小为F=qE，联立得到

故选D。
9．AC
【详解】
AB．在磁场中，A点的磁感线比B点的磁感线密，所以A点的磁场比B点强，故A正确，B错误；
CD．磁感线的切线方向就是磁场的方向，则A、B两点的磁场方向不同，故C正确，D错误。
故选AC。

10．AC
【详解】
A．通电细杆受竖直向下的重力、水平向左的安培力和垂直于斜面向上的支持力，可知这三个力的合力不可能等于0，通电细杆一定受摩擦力，故A正确；
B．通电细杆受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，当重力与竖直向上的安培力大小相等时，则摩擦力为0，如果重力大于竖直向上的安培力大小，则通电细杆还受垂直于斜面向上的支持力和摩擦力，故B错误；
C．通电细杆受竖直向下的重力、竖直向下的安培力、和垂直于斜面向上的支持力，这三个力的合力不可能等于0，所以通电细杆若要处于平衡，一定受沿斜面向上的摩擦力，故C正确；
D．通电细杆受竖直向下的重力、水平向右的安培力、和垂直于斜面向上的支持力，可知这三个力的合力可能等于0，通电细杆可能受摩擦力，也可能不受，故D错误。
故选AC。
11．BD
【详解】
A．电场线与等势面垂直，由于电场线方向未知，所以无法判断电势的高低，故A错误；
B．a点的等势面比b点等势面密，由可知a点电场强度大于b点电场强度，故B正确；
C．轨迹的弯曲方向大致指向合力的方向，知电场力的方向大致向左，但是电场强度的方向未知，所以无法判断电荷的电性，故C错误；
D．从a到b电场力做负功，动能减小，所以带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率，故D正确。
故选BD。
【点睛】
电场线与等势面垂直，等势面密的地方场强较强，等势面疏的地方场强弱。知道轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向。
12．AD
【详解】
AB．由图可知，电子是从A端射出，则A端是高压直流电源的负极．故A正确，B错误；
CD．电子是从A向B运动，且洛伦兹力向下，则由左手定则可得磁场方向由C向D，C端是蹄形磁铁的N极，故D正确，C错误。
故选AD。
13．
【详解】
[1][2]设AB各带电量+q、-q，根据库仑定律： ，当仅将A、B球之间距离增大为原来的2倍，则它们间的静电力大小为

则它们之间的库仑力变为 ; 若保持上述A、B球变化后的距离，用一个不带电的相同金属小球C先与A球接触，再与B球接触，然后移开C，此时A球带电量+ ，B球带电量 此时A、B球间的静电力大小为
.
14．0.730 (±0.02) 100.2
【详解】
[1][2]图甲螺旋测微计精确度为0.01mm，固定刻度读数为：0.5mm，可动刻度读数为：23.0×0.01mm=0.230mm，故读数为：
0.5mm+0.230mm=0.730mm．
图乙游标上有10个小等分刻度；所以游标卡尺读数为
10cm+0.1mm×2=100.2mm；
15．图略 E：1.5±0.1（V） r：0.42～0.58
【详解】
（1）[1][2]根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．

（2）[3]在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为：E=1.5V，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为：

16．电池电动势的范围应是2.8V-9.2V
【详解】

杆AB中的电流为从A到B，所受的安培力方向平行于导轨向上.当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下;当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过AB的电流最大为Imax；电池电动势最大Emax，同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin. 电池电动势最小Emin．正确地画出两种情况下的受力图如图甲、乙，由平衡条件列方程求解．
根据甲受力图列式如下：由物体的平衡
F1-mgsinθ-Ff1=0 ，FN-mgcosθ=0， Ff1=μFN ，F1=BImaxd，
解上述方程得：
Emax=9.2V
根据乙受力图由物体的平衡：
， ， ，F2=BImind，
解上述方程得：
Emin=2.8V
电池电动势的范围应是2.8V-9.2V
17．（1）-1000V （2）1.6×103V （3） 1.6×10-16J
【详解】
（1）沿着电场线电势降低，故D点的电势大于C点的电势
UCD=EdCD=-1000V
（2）如果令B板接地（即电势φB=0），则：
φC=UCB=EdCB=2×104V/m×（0.03m）=6×102V
φD=UDB=EdDB=2×104V/m×（0.08m）=1.6×103V
（3）WCD=qUCD=（-1.6×10-19C）×（-1000V）=1.6×10-16J
如果使电子先移动到P点，再移到D点，由于静电力做的功与路径无关，不会发生变化。
18．(1)；(2)
【详解】
(1)A球刚释放时，受到重力、沿细杆向上的库仑力和细杆的支持力，根据牛顿第二定律得

得

(2)到达平衡位置时，速度最大，根据平衡条件，有

得

19．（1） （2）0.5m
【详解】
（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r，粒子的初速度为v

根据题意和几何知识，可得：
r=DP=0.3m v=1×103m/s
沿AD方向的粒子由P点进入电场时，速度方向与y轴垂直．所以，该粒子在电场中做类平抛运动，运动时间为t
OC=vt
OP=at2
OP=OCtanα
qE=ma
解得：
E=112.5V/m
（2）若速度方向与x轴正方向的夹角为θ的入射粒子，从x正半轴穿过时距离O点最远．粒子从F点离开磁场，其中是粒子运动的圆心．由于粒子的运动半径等于磁场的半径，所以四边形 为菱形， ，，而AD又是竖直方向，所以vF垂直于y轴从点进入电场，仍做类平抛运动．运动时间为

粒子到达x轴的坐标为

联合接的

设

所以

当k=0.5时有最大值且为0.5m.