河北省唐山一中2020-2021学年高二物理上学期期中试题选择考（含解析）

河北省 2021-2021 学年高二物理上学期期中试题（选择考） （含解析） 一、选择题（共 15 小题，1 至 10 小题，每小题 3 分，在每小题给出的四个选项中，只有一 个选项符合题意；11 至 15 小题，每小题 4 分，每个小题有多个选项符合题意，全部选对的 得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分；共计 50 分。 ） 1. 下列叙述中正确的是（） A. 电流方向总是从电源正极流向负极 B. 当外电路接通时，电源的电动势将减少 C. 电源两极间的电压始终保持不变 D. 当外电路接通时，电源的端电压将减少 【答案】D 【解析】 【详解】A在电源的外部，电流方向总是从电源正极流向电源负极，在电源的内部，电流 方向总是从电源负极流向电源正极，故 A 错误； B电源的电动势与外电路无关，故 B 错误； C在闭合电路中，并联在电源两端的电压表的示数是路端电压，随外电路电阻值的变化而 变化，故 C 错误； D当外电路没有接通时，电源的端电压等于其电动势当外电路接通时，电源的端电压 ，将减小，故 D 正确。 UEIR 故选 D。 2. A、 B、 C、 D 四只灯泡的额定电压均为 110V，额定功率相等，如图所示，接到 220V 电源 上，闭合 K 时各灯泡正常发光，若 K 断开，则（） A. C、D 正常发光 B. B、C、D 正常发光 C. C 灯被烧毁 D. B、C、D 均被烧毁 【答案】C 【解析】 【详解】闭合 K 时各灯泡正常发光，若 K 断开，灯 B、D 并联后再与灯 C 串联，灯 B、D 并联 后的电阻为灯 C 电阻的一半，则灯 C 电压变为240V16.73U 则灯 C 被烧毁，灯 B、D 并联部分的电压 13.0）的粒子垂直于 x 轴射入第二象限，随 后垂直于 y 轴进入第一象限，最后经过 x 轴离开第一象限粒子在磁场中运动的时间为 A. B. C. D. 56mqB76mqB16mqB136mqB 【答案】B 【解析】 【详解】运动轨迹如图: 即运动由两部分组成,第一部分是 个周期,第二部分是 个周期, 粒子在第二象限运动转过 1416 的角度为 90，则运动的时间为 ；粒子在第一象限转过的角度为 22TmtqB 60，则运动的时间为 ；则粒子在磁场中运动的时间为： 1632t ，故 B 正确，ACD 错误. 1273mtqBq 7. 如图所示，一个静止的质量为 m、带电荷量为 q 的带电粒子(不计重力)，经电压 U 加速后 垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，粒子最后落到 P 点，设 OP x，下列图线能够正确 反映 x 与 U 之间的函数关系的是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在加速电场中，由动能定理得： ，解得： ，磁场中，洛伦 21qUmv2qUm 兹力提供向心力，有： ，得： 则得： 2vqBrB ， 都一定，则由数学知识得到， 图象是抛物线，B 正确 2mUxrBqq、 、 xU 8. 图为一速度选择器，内有一磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流 以速度 v 水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力） ，则磁场区域内必须同时存在 一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（ ） A. 大小为 B/v，粒子带正电时，方向向上 B. 大小为 B/v，粒子带负电时，方向向上 C. 大小为 Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关 D. 大小为 Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关 【答案】D 【解析】 当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域，有 qvBqE，所以 EBv假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上粒子带负电时，电场 方向仍应向上故正确答案为 D 9. 如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N 极朝上，S 极朝下）由静 止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看） ，下列说法中正确的是 A. 总是顺时针 B. 总是逆时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 【答案】C 【解析】 【详解】由图示可知，在磁铁下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时， 穿过圆环的磁通量变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上 向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故 C 正确 故选 C 10. 如图所示，空间中存在匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的方向水平且互相垂直。一带 电微粒沿直线由 a 向 b 运动，在此过程中（） A. 微粒可能做匀加速直线运动 B. 微粒可能做匀减速直线运动 C. 微粒的电势能增加 D. 微粒带一定带负电荷 【答案】D 【解析】 【详解】微粒受到重力、电场力和洛伦兹力作用，微粒做直线运动，其合力方向与速度方向 共线，根据做直线运动的条件可知微粒的受力情况如图所示 所以微粒一定带负电，电势能减小，微粒一定做匀速直线运动，否则速度变化，洛伦兹力变 化，微粒做曲线运动，故 ABC 错误， D 正确。 故选 D。 11. 如图所示，虚线 a、 b、 c 表示 O 处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面的间 距相等。一电子（不计重力）射入电场后的运动轨迹如图中实线所示，其中 1、2、3、4 表 示运动轨迹与等势面的一些交点。由此可以判定（ ） A. a、 b、 c 三个等势面的电势关系是 abc B. O 处的点电荷一定带正电 C. 电子在 1、4 两个位置处的速度相等 D. 电子从位置 1 到 2 和从位置 3 到 4 的过程中电场力做功绝对值的关系是 W122 W34 【答案】AD 【解析】 【详解】A做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向凹侧，因此电子受力向右，从而电场 线的方向向左，沿着电场线的方向电势降低，故 ，A 正确；abc B O 处的电荷与电子之间是排斥力， O 处的点电荷一定带负电，B 错误； C1、4 两点处于同一等势面上，从 1 到 4 过程中，电场力做功为 0，因此速度大小相等， 但速度方向不同，C 错误； D越靠近 O 点，电场线越密集，沿着电场线相同距离，电势差越大，因此 abcU 根据 Wq 因此位置 1 到 2 和从位置 3 到 4 的过程中电场力做功绝对值的关系是 W122 W34，D 正确。 故选 AD。 12. 在如图所示的电路中，定值电阻 R 的阻值为 10，电动机 M 的线圈电阻值为 2， a、 b 两端加有 60V 的恒定电压，理想电压表的示数为 24V，由此可知（） A. 通过电动机的电流为 5A B. 电动机输出的功率为 60.48W C. 电动机线圈在 1 分钟内产生的热量为 3000J D. 电动机消耗的功率为 86.4 W 【答案】BD 【解析】 【详解】A通过电动机的电流 6024A3.61abUIR 故 A 错误； B电动机的输出功率 22=43.6W.60.48PIr出 故 B 正确； C电动机线圈在 1 分钟内产生的热量 223.60J15.2QIrt 故 C 错误； D电动机消耗的功率 243.6W8.4PUI 故 D 正确。 故选 BD。 13. 如图所示，直线 A 为电源 a 的路端电压与电流的关系图像，直线 B 为电源 b 的路端电压 与电流的关系图像，直线 C 为一个电阻 R 的两端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是 （） A. 电源 a 比电源 b 内阻小 B. 电源 a 比电源 b 电动势大 C. R 接到 b 电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率大于 50 D. R 接到 a 电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率为 50 【答案】BD 【解析】 【详解】AB根据图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势，则有电源 a 比电源 b 内阻大，电源 a 比电源 b 电动势大，故 A 错误，B 正确； CD电源的效率 UIE 由图看出，电阻 R 接在电源 a 上时电路中电流为 ，短路电流为 I，根据闭合电路欧姆定律2 得+ EIrRr a 电源的效率为 50%，由图看出，电阻 R 接在电源 b 上时05UE 则电源 b 的效率大于 50%，电源的图线与电阻 R 的 U I 图线的交点表示电阻 R 接在该电源上 的工作状态，由图读出电阻 R 接在电源 a 的电压和电流较大，电源 a 的输出功率较大，故 C 错误，D 正确。 故选 BD。 14. 如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板， 粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ） A. 粒子的动动方向是 abcde B. 粒子带正电 C. 粒子的运动方向是 edcba D. 粒子在下半周期比上半周期所用时间长 【答案】BC 【解析】 【详解】带电粒子在磁场中由洛伦兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则由 可 2vBqmr 得： ，可见粒子的轨迹半径与速率成正比；因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半 mvrqB 径减小，故说明粒子是由下向上穿过绝缘板，故运动方向为 edcba； 故 A 错误，C 正确； 粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带正电，故 B 正确 因粒子转动的周期 ，在转动中磁感应强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下 2TqB 都经过半个周期，时间相等； 故 D 错误 15. 如图所示， M 为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷在 M 正上方用丝 线悬挂一个闭合铝环 N，铝环也处于水平面中，且 M 盘和 N 环的中心在同一条竖直线 上，12O 现让橡胶盘由静止开始绕 轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是12O A. 铝环 N 有沿逆时针方向的感应电流 B. 铝环 N 有扩大 的 趋势 C. 橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向下 D. 橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向上 【答案】AD 【解析】 【详解】A、依据楞次定律，可知，穿过环 N 的磁通量，向上且增大，因此环 N 有沿逆时针 方向的感应电流，故 A 正确；B、C、D、胶木盘 M 由静止开始绕其轴线 OO按箭头所示方向 加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷， 根据右手螺旋定则知，通过 N 线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引 起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所 以，橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向上，且铝环 N 有收缩的趋势故 D 正确，B、C 错误故选 AD 【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向，以及掌握楞次定律的 另一种表述，即感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化 二填空、实验题（共 2 小题，每小题 6 分，计 12 分。 ） 16. 用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A待测电阻 Rx(大约 100 ) B直流毫安表 A1(量程 010 mA，内阻约 100 ) C直流毫安表 A2(量程 040 mA，内阻约 40 ) D直流电压表 V1(量程 03 V，内阻约 5 k) E直流电压表 V2(量程 015 V，内阻约 15 k) F直流电源(输出电压 4 V，内阻不计) G滑动变阻器 R(阻值范围 050 ，允许最大电流 1 A) H开关一个、导线若干 (1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选_，直流 电压表应选_ (2)在方框内画出实验电路图_，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些 (3)用铅笔按电路图将实物图连线_ 【答案】 (1). A2 (2). V1 (3). (4). 【解析】 【详解】 （1）0-15V 范围的电压表测量 4V 电压时，误差较大，所以选用电压表 V1，但是选用 电压表 V1后待测电压最大为 3V，所以电路中的最大电流为 30.A3m1I （2）电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以采用滑动变阻器的分压接法，因为被测电 阻较小，所以采用电流表的外接法，如图所示 （3）实物图如图所示 17. 在把电流表改装成电压表的实验中，测定电流表的内阻时，备有如下器材： 待测电流表（量程 2mA，内阻约几十欧） 滑动变阻器（阻值范围 050，额定电流 1.5A） 电阻箱（阻值范围 0999.9） 电阻箱（阻值范围 09999.9） 电源（电动势 2V，内阻约为 0.1） 电源（电动势 6V，内阻约为 20） 另外有开关和导线若干 (1)如果采用甲图所示的电路测电流表的内阻，并且要得到较高的精确度，那么在以上备用 器材中， R1应选用_，电源应选用_（用所给器材的代号填写） ； (2)实验时要进行的步骤有： A合上 S1，断开 S2 B合上 S2 C记下 R2的阻值 D调节 R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度 E调节 R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半 F按上图的电路连接好电路并将 R1的阻值调至最大 以上步骤的合理顺序是_； (3)在对改装好的电压表进行校对时，该同学已经选择好器材，如图所示。若要求对电压表 的每一条刻度线都进行校对，请你将这些器材连接成测量电路。_ 【答案】 (1). (2). (3). FADBEC (4). 【解析】 【详解】首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理，设电源的电动势为 E，内阻为 r，S 2打开时，电流表满偏电流为 ，实验要求 ，1 ggEIrR1gR ，这样才有 ，当 S2闭合时， R2和 并联，并联后总阻值 ，1R?1 gEIRg 1g并 这样才有 S2闭合后，电路中总电流几乎不变，仍然近似等于 ，调节 使电流表半偏为1 E2R ，所以流过 的电流也为 ，所以 。 1gIR12gI2gR (1)12上述原理可知，S 2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是 ，故1g 实验器材应选择电源电动势尽可能大的， R1选用大量程的电阻箱。 (2)3根据上述半偏法测量电流表内阻原理，则操作步骤为：按图所示的电路图连接好电路， 将 R1的阻值调到最大，合上 S1，断开 S2，调节 R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，合 上 S2，调节 R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半，记下 R2的阻值。 故合理顺序是 FADBEC。 (3)4电路连接如下图所示 三、计算题（共 3 小题，计 38 分） 18. 如图 1 所示的平行板电容器板间距离为 d，两板所加电压随时间变化图线如图 2 所示 ， t=0 时刻，质量为 m、带电量为 q 的粒子以平行于极板的速度 v0沿平行板中轴线 射入电O 容器， t1=3T 时刻射出电容器，带电粒子的重力不计，求： (1)平行板电容器板长 L； (2)粒子射出电容器时偏转的角度 ； (3)粒子射出电容器时竖直偏转的位移 y。 【答案】(1) 3v0T；(2) ；(3) 2qUTmd 【解析】 【详解】(1) t=3T，水平方向匀速直线运动 L v0t3 v0T (2)射出电容器时，偏转角度为 ，则加速度为 a= qUmd 0 T，竖直匀加速运动 1yqUvaTmd T2 T，竖直匀速运动，2 T3 T，竖直匀减速运动 vy=vy1 aT=0 所以 =0 (3)电场方向粒子先匀加速再匀速然后又匀加速至出电容器，0 T221Uqyatdm T2 T 221T 2T3 T y3= 221Uqatdm 则 y=y1 y2 y3= 2qTd 19. 在如图所示的电路中， R1=2 ， R2=R3=4 ，当电键 K 接 a 时， R2上消耗的电功率为 4W，当电键 K 接 b 时，电压表示数为 4.5 V，试求： （1）电键 K 接 a 时，通过电源的电流和电源两端的电压； （2）电源 的 电动势和内电阻； （3）当电键 K 接 c 时，通过 R2的电流. 【答案】 （1）1A；4V（2）6V；2（3）0.5A 【解析】 【详解】 （1） K 接 a 时， R1被短路，外电阻为 R2，根据公式可得，通过电源电流124A1PI 电源两端电压 124VUPR （2） K 接 a 时，有 E=U1+I1r=4+r K 接 b 时， R1和 R2串联， R 外 =R1+R2=6 通过电源电流 210.75AUI 这时有： E=U2+I2r=4.5+0.75r 解得： E=6V， r=2 （3）当 K 接 c 时， R2与 R3并联，并联电阻为 233R 所以 R 总 =R1+r+R23=6 总电流 3AEI总 通过 R2电流 310.52I 20. 如图所示，在平面直角坐标系中， AO 是 xOy 的角平分线， x 轴上方存在水平向左的匀 强电场，下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，两电场的电场强度大小 相等。一质量为 m、电荷量为 q 的质点从 OA 上的 M 点由静止释放，质点恰能沿 AO 运动且 通过 O 点进入 x 轴下方区域，经偏转后从 x 轴上的 C 点进入第一象限内并击中 AO 上的 D 点 (C 点、 D 点图中均未标出)。已知 OM20 m，匀强磁场的磁感应强度大小为 B ，重2 2mq 力加速度为 g10m/s 2。求： (1)两匀强电场的电场强度 E 的大小； (2)OD 的长 L； (3)质点从 M 点出发到击中 D 点所经历的时间 t。 【答案】(1) (2) m(3)4.86s gq3524 【解析】 【详解】(1)质点在第一象限内受重力和水平向左的电场，沿 AO 做匀加速直线运动，所以有： Mg=qE， 即 ； mgqE (2)质点在 x 轴下方，重力与电场力平衡，质点做匀速圆周运动，从 C 点进入第一象限后做 类平抛运动，其轨迹如图所示： 由洛伦兹力提供向心力得： ， 2vqBmR 沿 AO 做匀加速直线运动，由运动学规律知： v2=2aOM， 因为： ，2ag 由类平抛运动规律知： R=vt3， ， 21Lat 联立解得： ； 35m4 (3)质点做匀加速直线运动有： ， 21OMat 解得： t12s， 质点做匀速圆周运动有： ， 23s4mtqB 质点做类平抛运动有： R=vt3， 可得： t30.5s， 质点从 M 点出发到击中 D 点所经历的时间为： t=t1 t2 t3= s4.86s。 .5+4