北京房山高二上期末物理教师版.docx
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北京房山高二上期末物理教师版
2021北京房山高二(上)期末
物理
本试卷共8页,共100分。
考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将答题纸交回,试卷自行保存。
一、单项选择题(每小题3分,共42分。
)
1.在下列物理量中,属于矢量的是
A.电势差B.电场强度C.电势能D.电动势
2.如图1所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。
下列判断正确的是
A.1、2两点的场强相同
B.2、3两点的场强相同
C.1、2两点的电势相同
D.2、3两点的电势相同
3.如图2是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线,对于给定的电容器,下列关系不正确的是
4.下列说法是某同学对概念、公式的理解,其中正确的是
A.根据电场强度定义式
,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B.根据公式
可知,磁感应强度B与通电导线所受到的磁场力F成正比,与电流I和导线长度L的乘积IL成反比
C.电荷在电场中某点所受静电力的方向就是这点电场强度的方向
D.磁场中某点磁感应强度B的方向,与通电导线在该点所受磁场力F的方向相同
5.如图3所示,根据某实验作出关于金属导体A、B的伏安特性曲线。
则从图像中可以看出
A.RA=RBB.RA>RBC.RA<RBD.2RA=RB
6.在如图4所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大
D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
7.用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素,如图5所示,两极板间的距离为d,静电计指针偏角θ随极板间电压变化而变化。
实验中极板所带电荷量不变
A.若保持S不变,增大d,则θ变大
B.若保持S不变,增大d,则θ变小
C.若保持d不变,减小S,则θ变小
D.若保持d不变,减小S,则θ不变
8.如图6所示,等间距的平行实线表示电场线,虚线表示一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹,a、b为运动轨迹上的两点。
若不计粒子所受重力和空气阻力的影响,带电粒子仅在静电力作用下从a向b运动过程中,下列说法正确的是
A.场强方向一定是沿图中实线向左
B.该粒子运动过程中速度不断增大
C.静电力对该粒子做负功
D.该粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
9.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图7所示,ab边与MN平行,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是
A.线框有两边所受的安培力方向相同
B.线框所受安培力的合力为零
C.线框所受安培力的合力方向向右
D.线框所受安培力的合力方向向左
10.如图8所示,两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,带正电的粒子(不计粒子的重力)从两板中央垂直电场、磁场入射。
它在金属板间运动的轨迹为水平直线,如图中虚线所示。
若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移,则可以采取下列的正确措施为
A.使电场强度增大
B.使粒子电量增大
C.使入射速度增大
D.使磁感应强度减小
11.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图9所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是
A.回旋加速器是利用电场来加速带电粒子,利用磁场使带电粒子旋转的
B.带电粒子在回旋加速器中不断被加速,因而它做匀速圆周运动一周的时间越来越短
C.两D形盒间所加交变电压越大,同一带电粒子离开加速器时的动能就越大
D.交变电流的周期是带电粒子做匀速圆周运动周期的一半
12.如图10所示是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。
云室旋转在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里。
云室中横放的金属板对带电粒子的运动起阻碍作用。
分析此径迹可知粒子
A.带正电,由下往上运动B.带正电,由上往下运动
C.带负电,由上往下运动D.带负电,由下往上运动
13.如图11所示是洛伦兹力演示仪的实物图和示意图。
电子枪可以发射电子束。
玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。
励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场,磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。
A.只增大电子枪的加速电压,轨道半径不变
B.只增大电子枪的加速电压,轨道半径变小
C.只增大励磁线圈中的电流,轨道半径不变
D.只增大励磁线圈中的电流,轨道半径变小
14.麦克斯韦在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。
他大胆地假设:
变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。
以平行板电容器为例:
圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。
如图12所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是
A.电容器正在充电
B.两平行板间的电场强度E在减小
C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D.两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值
二、实验题(每空2分,共18分。
)
15.用图13所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。
接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图14中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图15所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有____________(填选项前的字母)。
A.电压合适的50Hz交流电源B.刻度尺
C.电压可调的直流电源D.秒表E.天平(含砝码)
(2)在图15中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v﹣t图像。
(3)观察v-t图像,判断小车做什么运动,并说明理由。
16.在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l。
再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图16所示,则这次测量的读数D=mm。
(2)为了合理选择实验方案和器材,首先使用欧姆表(1挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。
欧姆调零后,将表笔分别与金属丝两端连接,某次测量结果如图17所示,则这次测量的读数R=_________Ω。
(3)使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。
为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、滑动变阻器R1(总阻值10Ω,额定电流2A)、开关外,电压表应选用,电流表应选用(选填器材前的字母)。
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程600mA,内阻约1Ω)
D.电流表A2(量程3A,内阻约0.02Ω)
(4)若某次测量中,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式:
ρ=。
(5)若采用图18所示的电路测量金属丝的电阻,仅考虑电压表内阻的影响,将电压表的左端从a点换接到b点,电流表的示数______(填“变大”“变小”“不变”),请分析原因____________。
三、计算论证题(本题共4小题,共40分。
)
解题要求:
写出必要的文字说明、方程式和结果。
有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位。
17.(9分)如图19所示,细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量q的小球,将它们放在水平方向的匀强电场中,小球静止时的位置为A点,小球静止时细线与竖直方向成θ角。
(1)画出小球的受力示意图;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若在图示位置将细绳剪断,说明并分析小球将做什么运动。
18.(9分)如图20所示为某公园的大型滑梯,滑梯长度L=10m,滑梯平面与水平面夹角θ=37°,滑梯底端与水平面平滑连接。
一质量为60kg的同学从滑梯顶端由静止滑下,与倾斜接触面间的动摩擦因数μ=0.5。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:
(1)该同学沿滑梯滑至底端过程中重力所做的功;
(2)该同学沿滑梯滑至底端过程中受到的摩擦力大小;
(3)该同学沿滑梯滑至底端时的速度大小。
19.(10分)如图21所示,两相同极板A与B的长度l为6.0cm,相距d为2cm,极板间的电压U为200V。
一个电子沿平行于板面的方向射入电场中,射入时的速度v0=3.0×107m/s,电子电荷量e=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31kg,g取10m/s2。
把两板间的电场看作匀强电场,求:
(1)电子重力与所受静电力的比值;
(2)电子的加速度大小;
(3)电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y的大小。
20.(12分)对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行分析研究,宏观规律是由微观机理所决定,找出二者的内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。
如图22所示,一段横截面积为S的直导线,单位体积内有n个自由电子,自由电子电量为e。
该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v。
(1)请根据电流的公式
,推导电流微观表达式I;
(2)原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。
设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核运动,电子的电荷量为e,等效电流有多大?
(3)如图23所示,将图22所示导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为安培力,请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
2021北京房山高二(上)期末物理
参考答案
一、单项选择题(每小题3分,共42分。
)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
D
C
A
B
C
A
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
D
C
A
B
D
A
二、填空题(每空2分,共12分)
15.
(1)AB
(2)如图所示:
(3)小车运动v-t图像是一条倾斜直线,加速度恒定,做匀加速直线运动
16.
(1)0.436
(2) 3(3)AC
(4)
(5)变大电压表的分流作用影响
三、计算论证题(本题共4小题,共40分。
)
解题要求:
写出必要的文字说明、方程式和结果。
有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位。
17.(9分)
解:
(1)受力分析如图所示:
……………………………………………………………………………(3分)
(2)由三角形关系:
,则
……………………………(3分)
(3)剪断细绳后,小球受重力和静电力,均为恒力,则合力恒定不变,小球将做初速度为零的匀加速直线运动…………………………………(3分)
18.(9分)
解:
(1)重力做功:
…………………………………(3分)
(2)滑至底端过程所受摩擦力
…………………………………(3分)
(3)由动能定理得:
可得:
………………………………………………………(3分)
19.(10分)
解:
(1)电子的重力:
电子受静电力:
二者比值:
………………………………………………(3分)
(2)忽略电子的重力,电子只在静电力作用下运动:
,
…………………………………………(3分)
(3)电子在电场中运动的时间
偏转距离:
…………………………………………(4分)
20.(12分)
解:
(1)通过导体横截面的电荷量:
由
得,电流微观表达式:
………………………………(4分)
(2)电子绕核旋转一周时间:
等效电流:
……………………………………………………(4分)
(3)安培力:
通过导体横截面自由电子个数:
洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为安培力,则洛伦兹力:
(4分)
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