甘肃省张掖市2021-2022学年高二上学期期末学业水平质量检测 物理

张掖市2021-2022 学年第一学期高二年级 学业水平质量检测 物理试卷 第I 卷（选择题） 一、单项选择题(每小题3 分，共30 分) 1．下列说法正确的是（ ） A．根据 可知，电容大小与 成正比，与 成反比 B．根据 可知，电流元在某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大 C．根据 可知，电阻大小与 成正比，与 成反比 D．根据 可知，电场中两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多说明电势差越 大 2．如图所示为两个带等量异种电荷周围的电场线分布，图中只标出其中一根电场线的 方向，a、b、c 三点在同一根电场线上，a、c 关于中垂线对称，b 点在中垂线上，则（ ） A．A 可能是负电荷 B．把负电荷沿着abc 所在的电场线移动，静电力做负功 C．a、b、c 三点电势依次升高 D．a、c 两点场强相同 3．如图所示，匀强磁场的区域足够大，磁感应强度大小为B、方向水平向右，将一段 圆弧形导体ab 置于磁场中，圆弧的圆心为O，半径为r。现在导体ab 中通以方向从 的恒定电流I，则圆弧受到的安培力的方向和大小分别为（ ） A．垂直纸面向外， B．垂直纸面向外， C．水平向左， D．垂直纸面向里， 4．如图把一个带电小球A 固定在光滑的绝缘水平桌面上，在桌面的另一处放置带电小 球B，现给小球B 一个垂直A、B 连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下 列说法中正确的是（ ） A．若A、B 带同种电荷，B 球可能做速度减小的曲线运动 B．若A、B 带同种电荷，B 球一定做加速度增大的曲线运动 C．若A、B 带异种电荷，B 球一定做类平抛运动 D．若A、B 带异种电荷，B 球可能以A 为圆心做匀速圆周运动 5．下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（ ） A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N 极出发，到S 极终止 B．图乙中两个平行放置的通电线圈通入同方向的电流，它们之间存在图示方向的磁场 C．图丙中导线通电后，其正下方小磁针的N 极向纸面外转动 D．图丁中通有方向相反电流的两导线之间存在斥力，两斥力是一对平衡力 6．如图（a）所示，AB 是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力 的作用下，沿AB 由点A 运动到点B，所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如 图（b）所示，以下说法正确的是（ ） A．该电场是匀强电场 B．电子在A、B 两点的电势能 C．电子在A、B 两点的加速度关系是 D．电子在A、B 两点的速度 7. 如图， 中 ， 。匀强电场的电场线平行于 所在平面，且 a、b、c 点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（ ） A．电场强度的方向沿ac 方向 B．电场强度的大小为 C．电子从c 点移动到b 点，电场力做功为-4eV D．电子从a 点移动到b 点，电势能减少了4eV 8．如图，电源电动势E 一定，内阻不计， 、 是定值电阻， 是光敏电阻，其阻值 随光照的增强而减小。开关S 闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能 静止在M 点。现用强光照射电阻 ，下列说法正确的是（ ） A．M 点的电势降低 B．电容器的电容增大 C． 中有向左的电流 D．液滴向下运动 9．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，闭合开关，标有“4V，8W”的灯泡 L 恰好能正常发光，电动机M 绕线的电阻R0=1Ω，则（ ） A．电动机两端的电压为2V B．电动机的输出功率为6W C．电源的输出功率为20W D．电源的效率为50% 10．如图所示，长为l 的绝缘轻绳上端固定于O 点，下端系一质量为m 的带负电小球， 在小球运动的竖直平面内有垂直该平面向里的匀强磁场．某时刻给小球一垂直于磁场、 水平向右的初速度，小球能做完整的圆周运动．不计空气阻力，重力加速度为g，则 （ ） A．小球做匀速圆周运动 B．小球运动过程中机械能不守恒 C．小球在最高点的最小速度 D．最低点与最高点的绳子拉力差值大于 二、多项选择题(每小题4 分，全部选对得4 分，漏选得2 分，错选得0 分，共20 分) 11.如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场 和匀强磁场中，做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越 该磁场区域，则（ ） A．粒子一定向下偏转 B．粒子可能带正电 C．粒子的速度越来越小 D．粒子仍做直线运动 12．如图所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边 界上的O 点沿与PQ 成θ=30°角的方向以相同的速度v 射入磁场中，则关于正、负电子 下列说法正确的是（ ） A．在磁场中的运动时间相同 B．在磁场中运动的轨道半径相同 C．出边界时两者的速度相同 D．出边界点到O 点的距离相等 13．如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是（ ） A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C C．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a 所带电荷量为1.5×10－4 C D．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过R1的电荷量为3.0×10－4 C 14．如图所示，虚线代表电场中的三个等势面，实线为一带电粒子仅在电场力作用下的 运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，下列说法中正确的是（ ） A．粒子带正电 B．粒子在Q 点时的加速度较P 点大 C．粒子在P 点时的动能较Q 点大 D．粒子在P 点时的电势能较Q 点大 15．如图，质量为m、带电荷量为q 的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过 水平虚线上A、B 两点时的速度大小分别为v、 v，方向分别与AB 成α=60°斜向上、 θ=30°斜向下，已知AB=L，则（ ） A．电场方向与AB 垂直 B．场强大小为 C．质子从A 点运动到B 点所用的时间为 D．质子的最小动能为 第II 卷（非选择题） 三、实验题(两小题共计13 分) 16．(本题6 分)为描绘一只标有“2.5 V 0.75 W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，实验 室提供了如下实验器材： 电压表V(量程0～3 V，内阻约为5 kΩ)；电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)； 滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω)；干电池两节、开关S 及导线若干。 (1)为了使测量的准确度较高，调节范围尽可能大一点，在图所示虚线框内画实验电路 图。 (2)正确操作得到多组U、I 数据，利用Excel 软件描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所 示，由图像可得小灯泡的电阻随电压的增大而_______,分析其原因是_____________ _____________________________。 17．(本题7 分)某同学用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内阻，其中定值电阻 R0=0.5 。 （1）他采用如图所示的实验电路进行测量，现有下列器材供选用： A． 电压表（0～15V，内阻约20k ） B． 电压表（0～3V，内阻约10k ） C． 电流表（0～0. 6A，内阻约0. 4 ） D． 电流表（0～3A，内阻约1 ） E．滑动变阻器（500 ，1A） F.滑动变阻器（10 ，2A） 实验所用电压表应选_____，电流表应选_____，滑动变阻器应选_____。（填字母代 号） （2）某同学根据实验数据画出的U-I 图象如图所示，由图象可得电池的 电动势为___________V，内阻为___________ 。 （保留两位有效数字） （3）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是___________。 A． 实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用 B． 实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用 C． 实验产生的系统误差与定值电阻R0有关 D． 实验测出的电动势等于真实值 四、计算题 (共47 分) 18．(本题10 分)如图所示，一质量为m＝1.0×10－2 kg、带电荷量大小为q＝1.0×10－6 C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向 左与竖直方向夹角为θ＝37°。重力加速度g 取10 m/s2.求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝ 0.8) (1)电场强度E 的大小； (2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1 s 时小球的速度大小及方向． 19．(本题10 分)质量为 的通电细杆ab 置于倾角为 的平行放置的导轨上， 导轨的宽度 ，杆ab 与导轨间的动摩擦因数 ，磁感应强度 的匀强磁 场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab 静 止不动，通过ab 杆的电流范围为多少？（重力加速度 ） 20．(本题12 分)示波器的核心部件是示波管，它是利用电场使运动粒子向预期方向偏转 的。如图甲所示，平行极板长L1=20cm，宽度d=2cm，极板间电压U0（未知）保持 不变，一质量m=6.4×10-27kg（重力不计）、电荷量q=3.2×10-19C 的粒子沿极板中心 线以速度v0=1×106m/s 射入极板间，正好在下极板边缘飞出。足够大的竖直屏与极板 右侧相距L2=20cm，极板与竖直屏区域间不存在电场，已知M 点是中心线与屏的交 点。 （1）极板间电压U0为多大时粒子从极板边缘射出？射出时粒子的速度方向与初速度 方向的夹角θ 的正切值（tanθ）等于多少？ （2）求粒子打在竖直屏上的位置离M 点的距离Y； 21．(本题15 分)如图所示的矩形PQNM 区域内存在竖直向上、电场强度为E 的匀强电场， ΔAPQ 区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，已知边长PM=d，边长PQ=L， =30°，在M 点有一粒子发射器，能释放大量比荷为 、速度忽略不计的带正电的粒 子，结果粒子恰好能从AQ 边界离开磁场，若不计粒子重力及粒子间的相互作用力， 求： （1）磁感应强度的大小可能为多少； （2）粒子在组合场中运动的最短时间。 张掖市2021-2022 学年第一学期高二年级学业水平质量 检测 物理试卷参考答案 1．D 2．B 3．A 4．D 5．B 6．C 7．C 8．C 9．B 10．D 11．BC 12．BCD 13．AC 14．AD 15．BD 16．答案(1)如图 (2)增大 灯丝电阻率随温度的升高而增大 17．答案 (1)B , C , F (2)1.5 , 0.5 (3) B 18．(1) ；(2) 12.5m/s，方向与竖直方向夹角为37°斜向左下 【详解】 (1)由平衡条件得小球所受电场力 F=Eq=mgtanθ 所以小球所在处的电场强度的大小 (2)细线剪断后，小球所受合力 根据牛顿第二定律，小球的加速度 所以1s 时小球的速度大小 v=at=12.5m/s 速度方向沿原细线方向向下，即方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。 19． 【详解】 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 ，此时通过ab 的电流最大为 ；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 ，电流为 正确地画出两种情况下的受力图如图 所示 由平衡条件列方程求解。 根据第一幅受力图列式如下 ， ， ， 解上述方程得 根据第二幅受力图 ， ， ， 解上述方程得 则通过ab 杆的电流范围为 20.（1）200V，0.1；（2）3cm； 【详解】 （1）根据牛顿第二定律可得粒子在极板间做类平抛运动的加速度大小为 ① 设粒子在极板间的运动时间为t0，则根据运动学规律可得 ② ③ 联立①②③解得 ④ ⑤ （2）解法一（相似三角形法）： 粒子从两极板间射出时的速度方向的反向延长线一定过两极板之间的中心位置，根据几何 关系可得 ⑥ 解得 Y=3cm ⑦ 解法二（一般公式法）： 粒子从两极板间射出后做匀速直线运动，则 ⑧ 21．（1） ；（2） 【详解】 （1）在电场中，由 B 的大小不同，粒子离开磁场的轨迹如图所示（只画出了2 种），由图可知随着B 的增大， L= + 1）R（n=1.2.3……） 解得 （2）在电场中最短时间 解得 t1= 在磁场中最短时间求解过程如下 圆心角a=120°，t2= ，此时R 最大， 。 联立解得 所以