甘肃省天水一中2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题Word版含答案.docx

天水一中2021级2022-2021学年度第一学期其次学段考试物 理 试 题命题：王植一.选择题（每题4分，共48分。18题每题所给选项中，只有一个选项符合题意；912题每题所给选项中，有两个或两个以上选项符合题意。请将答题卡上相应的位置涂黑。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1. 下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（ ）2. 在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以电流由西向东的直导线，则此导线：A受到竖直向上的安培力； B受到竖直向下的安培力；C受到由南向北的安培力； D受到由西向东的安培力。3. 依据磁感应强度的定义式，下列说法中正确的是（ ）A在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B一小段通电直导线在空间某处所受磁场力F=0，那么该处的B确定为零C一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也确定为零D磁场中某处的B的方向跟电流在该处所受磁场力F的方向相同4. 从阴极射线管放射出的一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转状况的是（ ）5. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面对里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是:( )A若磁场方向竖直向上，则B若磁场方向平行斜面对上，则C若磁场方向垂直斜面对下，则D若磁场方向垂直斜面对上，则6. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随干路电流强度的变化图线，直线b为某一电阻R两端的电压随电流变化图线，把该电源和该电阻组成闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别为：（ ）A4W，0.5 B6W，1 C4W，1 D2W，0.57. 如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度上升而减小，a、b接报警器：当传感器R2所在处毁灭火情时，电流表的电流I和a、b两端电压U与毁灭火情前相比 ()AI变大，U变大 BI变小，U变大CI变大，U变小 DI变小，U变大8. 如图是有三个输入端的复合门电路，当C端输入0时Y输出0，那么A、B端输入分别是（ ） A.1、1 B.0、1 C.1、0 D.0、09. 如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法中正确的是（ ）AR1中的电流小于R2中的电流BR1中的电流等于R2中的电流CR1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率DR1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率10. 现有两个点电荷A和B，它们电量分别为+Q和Q，a为AB连线的中点，b与a关于B对称，它们都在一条直线上，如图所示，试比较ab两点所在处场强E的大小和电势的凹凸（）A.EaEb B.EaEbC.ab D. ab 11. a、b、c三个粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以确定（ ）A.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上B.b和c同时飞离电场C.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D.动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大12. 两个电荷量分别为+q和q的带电粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与竖直磁场边界的夹角分别为30和60，磁场宽度为d，两粒子同时由A点动身，同时到达与A等高的B点，如图所示，则（ ）Aa粒子带正电，b粒子带负电B两粒子的轨道半径之比RaRb 1C两粒子的质量之比mamb12D两粒子的速度之比vavb2二.试验题（每空3分，共18分）13.（1） 用多用电表的电阻“10”挡进行测量时表盘的示数如下图，待测阻值约为 。（2）用螺旋测微器测得样品的外径如下图所示，其示数D= mm14. 试验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过试验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为，查得铜的电阻率为，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R0=3；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1）试验中滑动变阻器应选 （填“”或“”），闭合开关S前应将滑片移至 端（填“”或“”）。（2）调整滑动变阻器，当电流表的读数为时，电压表示数如图乙所示，读数为 V。（3）导线实际长度为 m（保留2位有效数字）。三.计算论述题（本题共3小题，必需写出必要的文字叙述和物理推演过程。）15.（10分）如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，相距1 m并处于竖直向上的匀强磁场中，一根质量为2 kg的金属棒放在导轨上，与导轨垂直当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动，当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒将获得3m/s2的加速度(g取10m/s2) 求：（1）磁场的磁感应强度；（2）导轨与金属棒间动摩擦因数.16.（12分）如图所示,M为一线圈电阻rM=1 的电动机,定值电阻R=5,电源电动势E=12V。当S闭合时,电压表的示数为U1=10.0V,当开关S断开时,电压表的示数为U2=5.0V。求:(1)电源内阻r;(2)开关S断开时电源输出功率; (3)开关S断开时电动机输出的机械功率.17.（12分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽视不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比.（2）求粒子最终加速到出口处的速度.（3）求粒子从静止开头加速到出口处所需的时间t.天水一中2021级2022-2021学年度第一学期其次学段考试物理参考答案一.选择题（每题4分，共48分。18题每题所给选项中，只有一个选项符合题意；912题每题所给选项中，有两个或两个以上选项符合题意。请将答题卡上相应的位置涂黑。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）题号123456789101112答案CACBAACDBDBDACDBD1. 【解析】试题分析：通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知A、B错误；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向全都，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知C正确，D错误。考点：通电直导线和通电线圈四周磁场的方向2. 【解析】试题分析：地球是一个大磁体，地球表面四周赤道上空地磁场呈水平方向，由南向北，其他地方的磁场方向均不言水平方向，水平重量南北半球均由南向北，竖直重量，北半球竖直向下，南半球竖直向上。安培力的方向由左手定则推断。地球表面四周赤道上空地磁场呈水平方向，由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可推断导线受到的安培力方向竖直向上所以，A选项正确，BCD选项错误，故选A考点：考查地磁场的特点和左手定则点评：中等难度，地磁场的南极、北极分别是地理的北极、南极，赤道上空地磁场呈水平方向，北半球竖有直向下重量，南半球竖有直向上重量，所以涉及地磁场问题确定首先搞清楚问题发生的地理位置。娴熟应用左手定则3. 【解析】试题分析：磁场的磁感应强度是磁场的特性，与导线受力、电流及导线长度无关，所以A错误、B错误；由安培力公式知，当B=0时，安培力等于零，所以C正确；磁场方向与安培力方向、电流方向满足左手定则，即与安培力方向垂直，所以D错误；考点：磁感应强度4. 【解析】试题分析：电子从阴极射出，在磁场中受到洛伦兹力而发生偏转，依据左手定则推断洛伦兹力的方向，即可确定电子束偏转的方向解：如图，电子束从阴极（极）射出，依据左手定则：伸开左手，磁感线穿过手心，四指指向电子运动的相反方向，拇指指向洛伦兹力方向，推断得知电子所受的洛伦兹力方向向下，则电子束向下偏转，故B正确故选：B点评：本题是左手定则的应用问题，应用左手定则时，要留意电子带负电，四指向电子运动的相反方向5. 【解析】试题分析：外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上时，依据左手定则知，安培力水平向右，能使导体棒保持平衡，依据共点力平衡可得，故A正确；若磁场方向平行斜面对上，则受到的磁场力方向垂直斜面对下，故此时不行能平衡，故B错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面对上时，依据左手定则知，安培力沿斜面对下，还受到支持力和重力，三力可以使导体棒处于平衡状态，依据共点力平衡可得C错误，D错误。考点：考查了安培力，共点力平衡条件6.【解析】试题分析：图像中的交点表示把电阻b接入电源a中,路端电压为2V,电路中的电流为2A,则电源的输出功率P出=UI=4W,a的斜率表示电源的内阻,可知电源的内阻为0.5,A正确.考点：本题考查闭合电路的欧姆定律.7. 【解析】试题分析：当传感器所在处毁灭火情时，的温度上升，电阻减小，外电路总电阻减小，依据欧姆定律分析得到，总电流变大，和并联部分的电压为，变大，变小，通过的电流变小，电流表的电流，变大，变小，则I变大a、b间的电压，变大，U变小所以I变大，U变小故选C考点：电路的动态变化点评：半导体热敏传感器的特性：电阻随温度上升而减小，本题推断路端电压U的变化状况时，也可以直接依据路端电压随外电阻减小而减小推断8. 【解析】试题分析：与门的特点是，当全部条件都满足，大事才能发生，或门的特点是，当某个条件满足，大事就能发生非门的特点是，当某个条件满足，大事就不能发生解：该复合门电路由三种门电路组成，Y之前 的门电路是“与”门电路，输出为0时，其两个输入端至少一个是0；C是“非”门电路，输入端是0，则输出端是1所以AB电路的输出端必需是0，而AB对应的门电路是“或”门电路，若输出端是0，两个输入端都是0故选项D正确故选：D点评：解决本题的关键知道各种门电路的符号，以及知道各种门电路的特点9. 【解析】试题分析: 设导体的电阻率为，厚度为d，边长为L，则由电阻定律得：导体的电阻，R与边长L无关，故R1=R2 通过电阻的电流I=U/R，由于U与R都相同，则通过两电阻的电流相同，故A错误，B正确；电流I=nevS=nevLd，由于I、n、e、d相同，则L越大，v越小，则R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率，故C错误，D正确；考点： 电阻定律10. 【解析】试题分析：由于电场强度是矢量，电场强度叠加时满足平行四边形定则电场线越密的地方，电场强度越强正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同同时沿着电场线方向电势降低ab两点所在处场强都是由电量分别为+Q和Q的点电荷产生的场强叠加产生的，由于+Q和Q的点电荷产生的场强在a位置方向相同，而在b位置方向相反，又依据点电荷的场强公式E=，所以EaEb，由于电场线总是从正电荷动身终止于负电荷，而+Q和Q连线的中垂线是等势面，沿着电场线方向电势降低，所以ab点评：虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以依据电场线方始终确定电势的凹凸；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布11. 【解析】试题分析：三个粒子进入电场后加速度相同，由图看出，竖直方向偏转距离相等，大于c的偏转距离，由得知，a、b运动时间相等，大于c的运动时间，即，故在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上，而c先飞出电场，故正确，错误；三个粒子水平方向上做匀速直线运动，则有由图看出，b、c水平位移相同，大于a的水平位移，即，而，可见，初速度关系为：，故正确；由动能定理得：，由图看出，a和b的偏转距离相等，大于c的偏转距离，故ab动能增量相等，大于c的动能增量，故正确。考点：考查了带电粒子在电场中的偏转12. 【解析】试题分析：a粒子是30入射的，而b粒子是60入射的，由于从B点射出，则a粒子受到的洛伦兹力方向沿b粒子速度方向，而b粒子受到的洛伦兹力方向沿a粒子速度方向，由磁场方向，得a粒子带负电，而b粒子带正电故A错误；AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦，则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心结果发觉：两圆心的连线与两个半径构成一个角为30，另一个为60的直角三角形所以两半径相比为，故B正确；AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦，则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心结果发觉：两圆心的连线与两个半径构成一个角为30，另一个为60的直角三角形则a粒子圆弧对应的圆心角为60，而b粒子圆弧对应的圆心角为120由于它们运动时间相等，所以它们的周期之比为，则质量之比mamb21，故C错误；由半径公式可知：在磁场、电量确定的状况下，速度大小与粒子的质量成反比，与轨迹的半径成正比所以速度大小之比，故D正确。考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动二.试验题（每空3分，共18分）13.（1）190（2）6.1250.00214.（1）R2；a （2）2.30V（2.29、2.31均正确） （3）94（93、95均正确）三.计算论述题（本题共3小题，必需写出必要的文字叙述和物理推演过程。）15. （10分）【答案】 2T 0.5【解析】试题分析：(1)金属棒匀速运动时，安培力与摩擦力平衡： f=BI1L 金属棒加速运动时，由牛顿其次定律： BI2Lf=ma 联立得：B=2T f=10N（2）由 f=N N=mg 得=0.5考点：本题考查安培力、共点力平衡条件、滑动摩擦力计算。16.（12分）【答案】（1）r=1欧（2）11W（3）5W【解析】试题分析：（1）当S闭合时，代入数据可得：r=1欧（2）开关断开时，电流，故P内=I22r=1W所以输出功率为P=E2I2-P内=11W（3）电动机两端的电压UM=6V电动机输出的机械功率P出=UM I2- I22rM=5W考点：考查了闭合回路欧姆定律，电功率的计算17.（12分）【答案】（1） （3）【解析】试题分析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1qu=mv12qv1B=m解得 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径 则 （2）达到最大半径时有：（3）设粒子到出口处被加速了n圈：粒子的运动周期为：在加速器中的运动时间为：联立解得：