黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题

这是一份黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题，共11页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

选择题：本题共14小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～14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.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A．库仑 B．霍尔
C．洛伦兹 D．法拉第
2.下列说法正确的是( )
A．静电力做功与重力做功相似，均与路径无关。
B．正电荷具有的电势能一定是正的，负电荷具有的电势能一定是负的。
C．静电力做功为零，电荷的电势能也为零。
D．电场中电场强度为零的地方电势一定为零。
3.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法中正确的是( )
A．粒子所受静电力不变
B．粒子的加速度越来越大
C．无法判断粒子所带电荷的电性
D．粒子的动能越来越小
4.两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为( )
A．2B B．eq \r(3)B
C．0 D．B
5.如图所示，在x>0、y>0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则( )
A．初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子
B．初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子
C．在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子
D．在磁场中运动时间最短的是沿④方向射出的粒子
B1
B2
6.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反。金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是( )
A．同时增大B1减小B2
B．同时减小B1增大B2
C．同时以相同的变化率增大B1和B2
D．同时以相同的变化率减小B1和B2
7.如图所示，两个线圈绕在同一根软铁棒上，当导体棒A运动时，发现有感应电流从a向b流过灯，则下列关于A的运动情况的判断正确的是( )
向左匀速运动
向右匀速运动
向左加速运动
向右加速运动
8．如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是( )
9.如图所示，两块平行金属板c、d竖直放置，其间有用绝缘细线悬挂的带电小球。闭合开关，滑片P位于ab正中间时，小球偏离竖直方向α角，则( )
A．保持滑片P位置不变，仅将c略向右移动，α角将变小
B．仅断开开关，α角将不变
C．仅将滑片向b端移动时，α角将变大
D．仅调节电阻箱R使其阻值增大，α角将变大
10.如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是( )
A．金属块带负电荷
B．金属块克服静电力做功8 J
C．金属块的电势能减少4 J
D．金属块的机械能减少12 J
11.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．闭合开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭
D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭
12.M、N是某电场中一条电场线上的两点，若在M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．电子在N点的动能大于在M点的动能
B．该电场有可能是匀强电场
C．该电子运动的加速度越来越小
D．电子运动的轨迹为曲线
13.如图所示，AOB为一边界为1/4圆弧的匀强磁场区域，圆弧半径为R，O点为圆心，D点为边界OB中点，C点为边界上一点，且CD∥AO。现有两个完全相同的带电粒子以相同速度射入磁场（不计粒子重力），其中粒子1从A点正对圆心O射入，恰从B点射出，粒子2从C点沿CD射入，从某点离开磁场，则( )
A．粒子2必在B点射出磁场
B．粒子2在磁场中的轨道半径等于R
C．粒子1与粒子2离开磁场时速度方向相同
D．粒子1与粒子2在磁场中运行时间之比为3：2
14.利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n。现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )
A．上表面电势高
B．下表面电势高
C．该导体单位体积内的自由电子数为eq \f(I,edb)
D．该导体单位体积内的自由电子数为eq \f(BI,eUb)
二、实验题：（本题共2小题，每空2分共16分。）
15.（8分）
（1）如图所示，螺旋测微器的读数为 mm，游标卡尺的读数为 mm。
（2）电压表接0~3V量程，电压表的读数为 V；
（3）电流表接0~0.6A量程，电流表的读数为 A。
16.（8分）在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，给定以下的器材来完成实验．
待测干电池E一节
电压表V(量程0～3～15 V，内阻约为10 kΩ)
电流表A(量程0～0.6～3 A，内阻约为1 Ω)
滑动变阻器R1(0～10 Ω)
滑动变阻器R2(0～200 Ω)
导线、开关S
图1 图2
（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)。
（2）在答题纸相应的方框中画出图1的电路图
（3）该同学根据实验数据得到图2中的图线a，根据图线a求得电源电动势E＝________V（结果保留三位有效数字），内电阻r＝_______Ω（结果保留两位有效数字）。
（4）图丙中b图线是标有“1.5 V、1.6 W”的小灯泡的伏安特性曲线，该同学将该小灯泡与本实验中的电池连成一闭合电路，小灯泡实际消耗的电功率是________W（保留2位有效数字）。
三、计算题（共38分，要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17.（12分）如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2 kg、电荷量为 q＝＋2.0×10－6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1。从t＝0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场。(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)求：
（1）4 s内小物块的位移大小；
（2）4 s内静电力对小物块所做的功。
18.（12分）如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，AD边长为L，AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)，求：
（1）带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；
（2）磁场的磁感应强度B的大小和方向。
19.（14分）如图所示，cd、ef为电阻不计的金属导轨，两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，而导体棒ab所在处的匀强磁场B2＝2 T，已知ab长l＝0.1 m，整个电路总电阻R＝5 Ω。螺线管匝数n＝4，螺线管横截面积S＝0.1 m2。在螺线管内有图示方向的磁场B1，若eq \f(ΔB1,Δt)＝10 T/s恒定不变时，导体棒恰好处于静止状态，求：(g＝10 m/s2)
（1）通过导体棒ab的电流大小；
（2）导体棒ab的质量m。
（3）若导体棒静止时磁场B1突然消失，导体棒ab下落25m时开始匀速运动。
求该过程中的最大速度以及流过导体棒的电荷量和全电路产生的电能。
哈尔滨市第六中学2020-2021学年度上学期期末考试
物理答案
1.D 2.A 3.D 4.B 5.A 6.A 7.C 8.D 9.C 10.D
AD 12.AC 13.ABD 14.BD
15.（1）6.124（6.122-6.126） （2）50.85 （5）2.15（2.14-2.17）；0.16
16.【解析】(1)因电源的内阻一般较小，为保证调节滑动变阻器时，电流表示数变化明显，所以滑动变阻器应选R1.
(2)连线时要注意：电流表接0.6 A，滑动变阻器接左下接线柱，电压表接3 V.
(3)a图线与纵轴的截距表示电动势的大小，即E＝1.45 V，斜率表示电源的内阻，即r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq \f(1.45－1.0,0.9－0) Ω＝0.5 Ω.
(4)a、b两图线交点纵横坐标的乘积就表示小灯泡实际消耗的电功率，即P＝UI＝1.15×0.6 W＝0.69 W.
【答案】(1)R1 (2)如图所示 (3)1.45 0.5 (4)0.69
17.答案 (1)8 m (2)1.6 J
解析 (1)0～2 s内小物块：
加速度a1＝eq \f(E1q－μmg,m)＝2 m/s2，
位移x1＝eq \f(1,2)a1teq \\al(2,1)＝4 m；
2 s末的速度为v2＝a1t1＝4 m/s；
2～4 s内小物块：
加速度a2＝eq \f(E2q－μmg,m)＝－2 m/s2，
v4＝v2＋a2t2＝0，即4 s末小物块处于静止状态，
位移x2＝v2t2＋eq \f(1,2)a2teq \\al(2,2)＝4 m；
4 s内的位移x＝x1＋x2＝8 m。
(2)设静电力对小物块所做的功为W，由动能定理有：
W－μmgx＝0，解得W＝1.6 J。
18．【解析】
(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：L＝v0t
竖直方向：eq \f(L,2)＝eq \f(vy,2)t，
得vy＝v0
则P点的速度为v＝eq \r(2)v0
速度与水平方向的夹角为θ，
tan θ＝eq \f(vy,v0)＝1，所以θ＝45°.
(2)由几何关系可知，粒子在磁场中转过的圆心角为45°.
由几何关系得r＝eq \f(\r(2),2)L
粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB＝meq \f(v2,r)
得B＝eq \f(2mv0,qL)
磁场方向垂直纸面向外．
19.解析 （1）螺线管产生的感应电动势
E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔB1,Δt)·S＝4 V，I＝eq \f(E,R)＝0.8 A。
（2）导体棒ab所受的安培力F＝B2Il＝0.16 N，
导体棒静止时有F＝mg，
解得m＝0.016 kg。
匀速时速度最大E=B2Lv 得v=E/B2L=20m/s
q=It I＝eq \f(E,R) E＝eq \f(ΔΦ,Δt)＝ eq \f(ΔB,Δt)·S
q= eq \f(ΔΦ,R)==1C
由能量守恒：mgh=Q+得Q=0.8J
答案 （1）0.8 A （2）0.016 kg （3）1C 0.8J