高二上学期期末考试物理试题

高二上期期末考试物理试题

考试时间：90分钟 满分：100分

一、单项选择题（本大题共6个小题，每小题4分，共24分，每小题所给四个选项中只有一个选项符合题意）

1．下列说法正确的是（ ）

A ．电容U Q C =、电流R

U I =、磁感应强度IL F B 安=都用到了比值定义法 B ．在匀强电场中，同一直线上距离相等的任意两点间的电势差大小一定都相等

C ．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，但所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直

D ．通电导线在磁场中受到的安培力越大，该处磁场的磁感应强度就越强

2．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中一簇等势线，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带电质点（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）

A ．a 、b 、c 三个等势面中，a 的电势最高

B ．电场中Q 点处的电场强度大小比P 点处大

C ．该带电质点在P 点处的动能比在Q 点处大

D ．该带电质点在P 点具有的电势能比在Q 点具有的电势能大

3．如右图所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A 、B ，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab 和cd 。当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab 和cd 的运动情况是（ ）

A ．一起向左运动

B ．一起向右运动

C ．相向运动，相互靠近?

D ．相背运动，相互远离

4．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，r < R 1，C 为电容器，○A 、○V 为理想电流表和理想电压表。在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）

A ．电压表示数变小，电流表示数变小

B ．电容器

C 所带电荷量增多

C ．电源的输出功率增大，效率较低

D ．a 点的电势升高

5．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流，沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是（）

A．a端转向纸里，b端转向纸外

B．沿纸面逆时针转动

C．a端转向纸外，b端转向纸里

D．沿纸面顺时针转动

6．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，C点是ND段电势最高的点，则（）A．N点的电场强度大小可能为零

B．q1小于q2

C．NC间场强方向向x轴正方向

D．将负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功

二、不定项选择题（本大题共4个小题，每小题4分，共16分，每小题所给四个选项中至少有一个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错或不答得0分）7．如图甲所示，光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d的A点处有一固定的正电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷的竖直高度差为h，将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至h = 0的过程中，其动能E k随h的变化曲线如图乙所示，则（）A．小球可能带负电

B．从h高处下落至h = 0的过程中，小环电势能增加

C．从h高处下落至h = 0的过程中，经过了加速、减速、再加速三个阶段

D．小环将做以O点为中心的往复运动

8．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，该电势差可以反映磁感应强度B的强弱，则下列说法正确的是（）

A．若元件是正离子导电，则C侧面电势高于D侧面电势

B．若元件是自由电子导电，则C侧面电势高于D侧面电势

C．在测沿竖直方向的地球北极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

D．在测沿水平方向的地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

9．如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场

强度大小为q mg E /3 ，且电场方向与磁场方向垂直。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60o 夹角且处于竖直平面内。一质量为m ，带电量为＋q 的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度v 0，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g ，则以下说法正确的是（ ）

A ．小球的初速度为

qB

mg 2 B ．若小球的初速度为qB

mg 3，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后停止 C ．若小球的初速度为qB mg ，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 D ．若小球的初速度为qB mg ，则运动中克服摩擦力做功为22232B

q g m 10．如图所示，S 为离子源，MN 为足够长的荧光屏，S 到MN 的距离为L ，整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 。某时刻离子源S 一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子质量m 、电荷量q 、速率v 均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力。则（ ）

A ．当v <

m

qBL 2时所有离子都打不到荧光屏上 B ．当v

qBL 时所有离子都打不到荧光屏上 C ．当v =m qBL 时，打到荧光屏MN 的离子数与发射的离子总数比值为12

5 D ．当v =m qBL 时，打到荧光屏MN 的离子数与发射的离子总数比值为21

三、填空题（本大题共3个小题，每空2分，共20分）

11．某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×10”挡测量时，指针指示位置在第11和第12刻度线的正中间（如图甲所示），则其电阻值______（填“大于”、“等于”或“小于”）115Ω．如果要用这只多用电表测量一个约2000Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是______（填“×10”、“×100”或“×1k”）。用多用电表测量性能良好的晶体二极管的电阻（如图乙所示），交换两表笔前后两次测得的电阻差异明显，那么多用电表测得电阻较小的一次，其______（填“红”或“黑”）表笔相连的一端为二极管的A 极。

12．某同学要测绘一个额定电压为 V ，额定电流约为0. 5 A 的小灯泡的伏安特性曲线。

（1）选择好器材后，连接实物如图乙所示，闭合开关后发现无论怎样移动滑动变阻器的滑动触头，电流表的示数都不为零，请指出错误的连线并改正（在图乙上修改，错误的连线打“×”，缺少的线用笔画线补上）。

（2）根据测量的数据，在图丙中的方格坐标纸中描点作出小灯泡的伏安特性曲线，由图线可知小灯泡的额定功率为_________W （保留两位有效数字）。

（3）将该小灯泡与电动势为 V 、内阻为 Ω的干电池组及一个滑动变阻器串联成闭合回路，当滑动变阻器连入电路的阻值为_________Ω时，干电池组的输出功率最大（保留两位有效数字）。

13．实验室只备有下列器材：蓄电池(电动势约6 V)，电压表一个(量程0~3 V ，内阻几千欧)，电阻箱一个(0~9999 Ω)，滑动变阻器一个(0~10 Ω)，开关一个，导线若干。

（1）如图所示，甲组同学设计了一个半偏法测量电压表内阻的电路。测量时，在开关S 闭合前先将滑动变阻器R 1的触头滑至最左端，电阻箱R 2的旋钮调至零位，闭合开关S 后只调节滑动变阻器R 1的触头使电压表指针恰好满偏；保持触头位置不动，再调节电阻箱R 2，当电压表指针恰好半偏时，电阻箱的读数即为待测电压表的内阻阻值。若电阻箱的读数为R 0时，电压表指针恰好是满偏的三分之二，则测得电压表的内阻等于__________。

（2）甲组同学用以上方法测得的电压表内阻与实际值相比______（填“偏大”或“偏小”）。

（3）乙组同学为测定蓄电池的电动势和内阻，设计出另一种电路：不用滑动变阻器，只把电阻箱调至最大值后与电压表（内阻R V ）、电源、开关共同组成一个串联电路。通过调节电阻箱的阻值R 2，获得多组与之对应的电压表读数U ，并绘出

21R U 图象。若得到的图象是一条直线，且直线的斜率为k ，在U

1轴上的截距为b ，则该蓄电池的电动势E =__________，内阻r =__________。(用k 、b 和R V 表示)

四、计算题（本大题共4小题，共40分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须有明确写出数值的单位）

14．（8分）如图所示，面积为 m 2

的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律为B ＝(2＋ T ，定值电阻R 1＝6 Ω，线圈总电阻R 2＝4 Ω，求b 、a 两点间的电势差U ba 。

15．（8分）如图所示，将光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形固定在竖直面内，管口连线BC水平，A点在B点正上方4R处。质量为m的带正电小球从A点自由下落，从小球（小球直径小于细圆管直径）进人管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力大小与重力相等，结果小球从管口C处离开圆管后，又能再次经过A点。设小球运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g，求：（1）小球到达B点时的速度大小；

（2）小球受到的电场力大小；

（3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力．

16．（12分）如图所示，平行板器件中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度B1= ，方向垂直纸面向里，电场强度E1=×105V/m。坐标系xOy紧靠平行板的右侧边缘，第一象限内有与y轴正方向成45°的边界AO，边界线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2= ，边界线下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2=×105V/m。一束带正电的离子，电荷量q=×10-19C、质量m=×10-26kg，从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0， m）的Q点垂直y轴射入磁场区，并多次穿越边界线OA。求：（不计离子重力，取π = ）

（1）离子运动的速度；

（2）离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间；

（3）离子第四次穿越边界线OA的位置坐标。

17．（12分）如图所示，在xoy坐标系的第I、II象限内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，坐标原点O处有一粒子源，可向y ≥ 0区域的各个方向不断地发射速度大小为v，质量为m、带电量为q的同种带电粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P（无论粒子打在金属板P的左侧面或右侧面，其速度都立即变为0）。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打的薄金属板的上端，且速度方向与y 轴平行。求：（不计粒子的重力和粒子间的相互作用）

（1）磁感应强度B的大小；

（2）被薄金属板P接收的粒子中，运动的最长时间与最短时间的差值；

（3）若在y轴上另放置一能接收带电粒子的挡板，使薄金属板P右侧面不能接收到带电粒子，试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。

高二上期期末物理试题参考答案

一、单项选择题（每题4分）

二、不定项选择（每题4分，不全对得2分）

三、填空题（每空2分，共20分）

11．小于，×100，红

12．（1）如图所示；（2）；（3）13

13．（1）2R 0；（2）偏大；（3）v

kR 1

，v R k b

-

四、计算题（共40分）

14．（8分）

由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔB Δt S

由题意：ΔB

Δt ＝ T/s ，n ＝100，S ＝ m 2，可得：E ＝4 V

（4分） 回路中线圈为电源，R 1为外电阻，有|U ba |＝ER 1

R 1＋R 2 （2分） 由楞次定律得a 点电势高于b 点电势，所以U ba ＝ V

（2分）

15．（8分）

（1）小球从A 开始自由下落到到达管口B 的过程中，由机械能守恒：

gR v mv R mg B B 2221

42

=?=?

（2分） （2）设电场力的水平分力和竖直分力分别为F x 和F y ，则F y =mg ，方向竖直向上．

小球从B 到C 的过程中，根据动能定理：2

22121

2B C x mv mv R F -=?- （1分）

小球从C 处离开圆管后：22)4(21212C

x x v R m F t a R ?== （1分） gR v mg F C x 2==?，，则mg F F F Y X 222=+= （2分）

（3）小球经过管口C 处时，由牛顿运动定律：

mg N R

v m N F C x 32

=?=+，水平向左 （2分） 根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C 处时对圆管壁的压力大小N ′=N =3mg ，方向水平向右．

16．（12分）

（1）离子做直线运动，11qE qvB =，解得v 1=s （2分）

（2）离子进入磁感应强度为B 2的磁场中做匀速圆周运动，

得： r = m （1分）

离子轨迹如图，交OA 边界C 点，圆弧对应圆心角90°，运动时间： （1分）

离子过C 点速度方向竖直向下，平行于电场线进入电场做匀减速直线运动，加速度： （1分）

返回边界上的C 点时间t 2,由匀变速直线运动规律知： （1分）

所以离子从进入磁场到第二次穿越边界0A 所用时间： （1分）

（3）离子第二次穿越边界线OA 的位置C 点的坐标（x C ，y C ），则 x C = r = ，y C = OQ – r = （1分）

离子第三次穿越边界线OA 的位置D 点的坐标（x D ，y D ），则

x D = r+ r = ，y D = （1分）

离子垂直进入电场做类平抛运动，垂直电场线位移为x ，沿电场线位移y ，

得：

x = ，y = （2分）

所以第四次穿越边界的E 点，坐标由几何关系得

，

即位置坐标为 （1分）

17．（12分）

（1）根据题意由甲图可得，粒子运动的半径：0R x = （1分） 由洛伦兹力提供向心力：2＝mv qvB R

，得：0＝＝mv mv B qR qx （2分） （2）如乙图所示，最长时间T T t 6

53603001== （2分） 如丙图所示，最短时间T T t 6

1360602== （2分） 又 qB

m v R T ππ22== 故 v x qB m T t t t 343432021ππ?===

-= （1分） （3）作图得出使薄金属板右侧能接收到带电粒子的运动轨迹中，打在最上面的点的轨迹与打在最下面的粒子的轨迹如图丁，挡板的位置在图中的MN 处即可满足题目的要求． 打在最上面的点的轨迹与甲图中的轨迹相同，0 22＝＝R M x O （1分）

打在最下面的点：0 230＝R cos O N ?? （1分）

挡板的最小长度：0(2＝＝L O ON x M - （1分） 因此另一个挡板应放在：0023x y x <≤ （1分）