山西省怀仁市2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

1. 在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（）

A . B . C . D .

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2. 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B_1.若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B₂ ，那么B₂与B₁之比为（）

A . $\text{[math]}$ ∶1 B . $\text{[math]}$ ∶2 C . 1∶1 D . 1∶2

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3. 如图所示，平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部，闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下述说法正确的是（）

A . 电键k断开，A板向B板靠近，则θ增大 B . 电键k断开，A板向上移动，则θ增大 C . 保持电键k闭合，A板向B板靠近，则θ变小 D . 保持电键k闭合，A板向上移动，则θ变小

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4. 如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒，竖直固定在相同高度，两个相同的条形磁铁，同时从A、B上端管口同一高度无初速度同时释放，穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面．下面关于两管的制作材料的描述可能的是（）

A . A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的 B . A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的 C . A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的 D . A管是铜制成的，B管是用塑料制成的

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5. 如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m = 50kg，电源电压U = 100V，不计各处的摩擦，当电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I = 5A，g取10m/s² ，由此可知（）

A . 电动机线圈的电阻r = 2Ω B . 电动机线圈的电阻r = 1Ω C . 此过程中无用功为50J D . 该装置的效率为80%

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6. 如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t₀时刻刚好从磁场右边界上P（3a， $\text{[math]}$ a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）

A . 粒子在磁场中做圆周运动的半径为3a B . 粒子的发射速度大小为 $\text{[math]}$ C . 带电粒子的比荷为 $\text{[math]}$ D . 带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t₀

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7. 如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程x=ky² ，且小球通过点P， $\text{[math]}$ ，已知重力加速度为g，则（）

A . 电场强度的大小为 $\text{[math]}$ B . 小球初速度的大小为 $\text{[math]}$ C . 小球通过点P时的动能为 $\text{[math]}$ D . 小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少 $\text{[math]}$

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8. 如图所示，两根足够长的水平光滑平行金属导轨PQ和MN，它们相距为L，导轨左端连有阻值为R的定值电阻，导轨处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。垂直导轨放置的金属棒用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，物块c的质量是m，连接金属棒的细线平行于导轨。物块c由静止释放，金属棒沿着导轨向右运动，当地重力加速度为g，金属棒的电阻不计。则（）

A . 金属棒做匀加速直线运动 B . 金属棒先做加速运动再做匀速直线运动 C . 金属棒的最大速度为 $\text{[math]}$ D . 金属棒的最大速度为 $\text{[math]}$

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9. 如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，使其电阻发生变化，测得电压表V₁的示数变化大小为ΔU₁ ，电压表V₂的示数变化大小为ΔU₂ ，电流表A的示数变化大小为ΔI，对于此过程下列说法正确的是（）

A . 通过电阻R₁的电流变化量大小等于 $\text{[math]}$ B . 电源的输出功率一定增大，电源的效率也一定增大 C . 电源的输出功率变化量大小等于 $\text{[math]}$ D . 比值 $\text{[math]}$ 的大小为恒定不变

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10. 一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时刻，圆环有扩张的趋势 B . $\text{[math]}$ 时刻，圆环有收缩的趋势 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时刻，圆环内有相同的感应电流 D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时刻，圆环内有相同的感应电流

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11. 如图所示，在直角三角形AOC的三条边为边界的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，已知∠A＝60°，边AO的长度为a．现在O点放置一个可以向各个方向发射某种带负电粒子的粒子源，已知粒子的比荷为 $\text{[math]}$ ，发射的速度大小都为v₀ ，且满足 $\text{[math]}$ ．粒子发射的方向可由图中速度与边CO的夹角θ表示，不计重力作用，关于粒子进入磁场后的运动，正确的是（）

A . 以θ＝0°和θ＝60°飞入的粒子在磁场中的运动的时间相等 B . 以θ＜60°飞入的粒子均从AC边出射 C . 以θ＞60°飞入的粒子，θ越大，在磁场中的运动的时间越大 D . 在AC边界上只有一半区域有粒子射出

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12. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1：2，原线圈接有阻值为i n的定值电阻风，副线圈接有两个阻值均为2 $\text{[math]}$ 的定值电阻R₁、R₂ ， A、B两端接在 $\text{[math]}$ 的电源上，则下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 两端的电压为4 V B . $\text{[math]}$ 两端的电压为4 V C . $\text{[math]}$ 消耗的电功率为20 W D . $\text{[math]}$ 消耗的电功率为2 W

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13. 一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．
A．电源E：电动势为3.0V，内阻不计；

B．电压表V₁：量程为0～3V，内阻约为1kΩ；

C．电压表V₂：量程为0～15V，内阻约为4kΩ；

D．电流表A₁：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω；

E．电流表A₂：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω；

F．滑动变阻器R₁：最大阻值为10Ω；

G．滑动变阻器R₂：最大阻值为150Ω；

H．开关S，导线若干．

（1）实验中电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应选用（请填选项前对应的字母）．

（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图甲中把还需要连接的导线补上．

（3）如图乙所示，若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率约为W（保留两位有效数字）．

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14. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2 V，内电阻很小，除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程3 V）

B．电流表（量程0.6 A）

C．电流表（量程3 A）

D．定值电阻R₀（阻值4 Ω，额定功率4 W）

E．滑动变阻器R（阻值范围0 ~ 20 Ω，额定电流1 A）

①电流表应选；（填器材前的字母代号）

②根据实验数据作出U − I图象，如图乙所示，则蓄电池的电动势E = V，蓄电池的内阻r =Ω。

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15.

（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S应接（选填“1”“2”“3”“4”或“5”）量程较大；

（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3V的电压表内阻（如图乙），主要步骤如下：
①把选择开关拨到“ × 100”的欧姆挡上；

②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；

③把红表笔与待测电压表（选填“正”或“负”）接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；

④换用（选填“ × 10”或“ × 1k”）欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，于是该同学记下了电阻数值；

⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。

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16. 如图所示，M、N为正对平行竖直放置的金属板，现有一个质量m = 4.0 × 10^{- 22}kg、电荷量q = + 2.0 × 10^{- 16}C的带电粒子，从M板的中心O点由静止开始，经电压为U的加速电场后，以速度y = 3.0 × 10⁴m/s从N板的中心小圆孔射出，水平进入边长L = 0.5m的等边三角形ABC区域内，粒子恰好从C点离开，该区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），不计粒子重力。求：

（1）加速电压U的大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。

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17. 如图甲所示，电阻不计且间距L＝1 m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2 Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝2T．现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平．金属杆从静止开始，下落0.3 m的过程中，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10 m/s² ，求：

（1）金属杆刚进入磁场时，速度的大小v₀；

（2）金属杆从静止开始下落0.3m的过程中，在电阻R上产生的热量Q；

（3）在图丙的坐标系中，定性画出回路中电流随时间变化的图线，并说明图线与坐标轴围成面积的物理意义（以金属杆进入磁场时为计时起点）．

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18. 如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5 T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E＝2 N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向、场强大小也为E的匀强电场，并在y>h＝0.4 m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°），并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g取10 m/s²。求：

（1）油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；

（2）油滴在P点得到的初速度大小；

（3）油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值。

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山西省怀仁市2020-2021学年高二上学期物理期末考试试卷

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

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