北京顺义牛栏山一中高二下期中物理试题.docx
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北京顺义牛栏山一中高二下期中物理试题
2021北京顺义牛栏山一中高二（下）期中
物理
2021.4.22
本试卷共8页，100分。
考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
考试结束后，只将答题卡交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。
在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1、将一通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，下列四幅图中，磁场方向、电流方向和导线所受安培力方向三者关系正确的是（）
A.
B.
C.
D.
2.如图1所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框abcd保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并穿过磁场，则（）
A.线框中有感应电流，方向是先沿a→b→c→d→a方向后沿d→c→b→a→d方向
B.线框中有感应电流，方向是先沿d→c→b→a→d方向后沿a→b→c→d→a方向
C.受磁场的作用，线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流
3.老师做了一个物理小实验让学生观察:
图2中，AB都是很轻的铝环，环B是闭合的，环A是不闭合的.A、B环都固定在一根可以绕O点自由转动的水平细杆上，开始时整个装置静止，同学们看到的现象是（）
A.无论磁铁插向A环还是B环，横杆都发生转动B.条形磁铁N极环靠近A环时，A环靠近磁铁
C.条形磁铁N极环靠近B环时，B环向磁铁这侧运动
D.条形磁铁S极环远离B时，B环向磁铁这侧运动，但追不上磁铁。
4.如图3所示，弹簧振子在B、C两点间做简谐运动，0为平衡位置，A为OB间的一点，则
A.振子在位置B、C时的速度最大B.振子从B向O运动时加速度逐渐增大
C.振子经过位置0时动能最大D.振子每次经过位置A时速度都相同
5.如图4所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。
先让A摆振动，其它各摆随后也跟着振动起来，则关于其它各摆的振动（）
图4
A.周期跟A摆相同B.振幅大小相同
C.振幅大小不同，E摆振幅最小D.周期大小不同，D摆周期最大
6.a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20kg·m/s，则作用后b球的动量为（）
A.-20kg·m/sB.10kg·m/sC.20kg·m/sD.30kg·m/s
7.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）
A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B.乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C.丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D.丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
8.铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）
A.电路通过1库仑电量，电源把2焦耳的化学能转化为电能B.电池内部电压是2V
C.电源接入电路时，其两极间的电压总是2V
D.电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场
9.如图5所示，小明同学把电流表、于电池和一个可变电阻R串联，做成了一个测量电阻的装置。
当将A、B两接线柱直接用导线连接时，电流表的读数为5.0mA。
已知干电池的电动势1.5V，内阻0.5Ω，电流表的内阻7.5Ω。
则可变电阻R接入电路的阻值为（）
A.22ΩB.30ΩC.292ΩD.300Ω
10.如图6所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（）
A.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
B.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
C.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
D.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
11.两块彼此绝缘又相距很近的平行金属板就组成了最简单的电容器一“平行板电容器”，始终保持两个金属板间绝缘介质和两个板正对面积不变.现分别用d、U、E和Q表示两极板之间的距离、电压、电场强度和极板所带的电荷则下列说法正确的是（）
A.保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半
B.保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半
C.保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的两倍
D.保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
12.如图7所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1=O1b=bO2=O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2.当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为
A.
B.
C.
D.
13、在如图8所示的空间中存在场强为E的匀强电场和沿x轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场。
一质子（电荷量为e，重力忽略不计）在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动，
据此可以判断出
A.质子所受的静电力大小等于eE，运动中电势能减小；沿z轴正方向电势升高
B.质子所受的静电力大小等于eE，运动中电势能增大；沿z轴正方向电势降低
C.质子所受的静电力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势升高
D.质子所受的静电力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势降低
14.智能手机电池“快速充电技术”可以使用户在短时间内完成充电.比如对一块额定电压3.7V、容量1430毫安时的电池充电，可以在半小时内将电池充到满容量的75%。
结合本段文字和你所学知识，关于“快速充电技术”，你认为下列叙述中比较合理的是
A.快速充电技术提高了锂电池的原有容量
B.这里所提到的“毫安时”指的是一种能量单位
C.对额定电压3.7V的锂电池充电，其充电电压应高于3.7V
D.这里所提到的“满容量的75%”是指将电池电压充到3.7V的75%
第二部分
本部分共6题，共58分
15.（8分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
（1）用游标尺测量摆球的直径，如图9所示读数为__________cm;把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。
（2）用秒表测量单摆的周期。
当单摆动稳定且到达最低点时开始计时并0记为n=1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如图10所示，该单摆的周期是T=__________s（结果保留三位有效数字）。
（3）测量出多组周期T摆长L的数值后，画出T2-L图如图11所示，此图线斜率的物理意义是
A.gB.
C.
D.
（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小（）
A.偏大B.偏小
C.不变D.都有可能
16、（10分）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图12所示，斜槽与水平槽圆滑连接。
安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:
不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。
重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2:
把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。
重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3:
用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离0点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作，下列说法正确的是__________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有__________。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞守动量守恒定律。
如果还满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失。
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图13所示。
在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。
使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。
用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为I1、I2、I3。
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________（用所测物理量的字母表示）。
17.（9分）质谱仪的原理简图如图14所示。
一带正电的粒子从狭缝S1经S1和S2之间电场加速后进入速度选择器，P1、P2两板间的电压为U，间距为d，板间还存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向外。
带电粒子沿直线经速度选择器从狭缝S3垂直MN入偏转磁场，该磁场磁感应强度的大小为B2，方向垂直纸面向外。
带电粒子经偏转磁场后，打在照相底片上的H点，测得S3、H两点间的距离为l。
不计带电粒子的重力。
求:
（1）速度选择器中电场强度E的大小和方向；
（2）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v；
（3）带电粒子的比荷
。
18.（9分）如图15甲所示，N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=20Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场线圈中的磁通量按图15乙所示规律变化。
（1）判断通过电阻R的电流方向；
（2）求线圈产生的感应电动势E；
（3）求线圈两端的电压U。
19.（10分）质量为0.5kg的小球，从1.25m高处自由下落，与地板碰撞后回跳高度为0.8m，g取10m/s2。
（1）若地板对小球的平均冲力大小为100N，求小球与地板的碰撞时间；
（2）若小球与地板碰撞无机械能损失，碰撞时间为0.1s，求小球对地板的平均冲力.
20、（12分）通量的概念最初是在流体力学中引入的，单位时间流过某个截面流体的体积叫做通量，也叫流量。
（1）如图16为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向且穿过一段圆形管道。
若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的量（单位时间流过液体的体积）Q为多少?
（2）通量的概念可以推广到任意的矢量场，我们知道磁感线的疏密反映磁场的强弱，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一块垂直磁感线方向的面积为S的平面如图17所示，通过这个平面的磁感线条数
与面积S的比值就是磁感线的密度，它反映磁场的强弱。
我们规定单位面积上通过的磁感线条数等于该面上的磁感应强度的大小，即:
B=
/S于是
=BS。
这表示磁感线条数等于磁感应强度乘以它所垂直穿过的平面的面积，磁感线条数
又被称为穿过这个平面的磁通量，简称磁通。
如图18所示，空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。
一个面积为S的矩形线圈与竖直面间的夹角为θ，试求穿过该矩形线圈的磁通量
。
（3）在电场强度为E的匀强电场中，有一块垂直电场线方向的面积为S的平面，请你类比磁通量的定义，直接写出电通量
E的定义式。
（4）请同学们充分运用类比的方法解决以下问题。
已知静电力常量为k。
a.如图19所示，空间存在正点电荷Q，以点电荷为球心作半径为R的球面，试求通过该球面的电通量
E1。
b.上述情况映射的是静电场中“高斯定理”，“高斯定理”可以从库仑定律出发得到严格证明。
“高斯定理”可表述为:
通过静电场中任一闭合曲面的电通量等于闭合曲面内所含电荷量Q与4πk的乘积，即
E=4πkQ，其中k为静电力常量。
如图20所示，试根据“高斯定理”证明:
一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，球外各点的电场强也是
（r>R），式中r是球心到该点的距离，Q为整个球体所带的电荷量。
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