2020-2021學(xué)年福建省福州師范大學(xué)附屬中學(xué)高二上學(xué)期期末考試物理試題 解析版

2021學(xué)年福州師大附中高二上學(xué)期期末考試試卷物理試卷選擇題（本題共12小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第1—8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）如圖所示，在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤附近懸掛一個小磁針。現(xiàn)驅(qū)動圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍存在電場B．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍產(chǎn)生了磁場C．僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，偏轉(zhuǎn)方向不變D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變?nèi)鐖D所示為示波管內(nèi)的聚焦電場，圖中實(shí)線為電場線，虛線為等勢線，a、b、c為靜電場中的三點(diǎn)，b、c在同一條直線的電場線上，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，c點(diǎn)電勢最高B．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)場強(qiáng)最大C．正電荷在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能D．負(fù)電荷在b點(diǎn)由靜止釋放，僅在電場力的作用下能沿直線由b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)如圖甲所示為測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U—I圖線，以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是()A．電池電動勢和內(nèi)電阻的測量值均偏大B．電池內(nèi)阻的測量值為3.50ΩC．外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AD．電壓表的示數(shù)為1.20V時，電流表的示數(shù)I′=0.20A速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動軌跡如圖所示，其中，則下列說法正確的是（）A．甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)電B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于D．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為3：2如圖所示的電路中，平行板電容器兩極板水平放置，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，位于O點(diǎn)的電子槍水平向右發(fā)射速度相同的電子，電子剛好擊中豎直放置的熒光屏上的Q點(diǎn)，OP連線與極板平行，下列說法正確的是（）A．將滑動變阻器的滑片向右移，電子將擊中Q點(diǎn)上方的某位置B．將滑動變阻器的滑片向左移，電子可能擊中電容器的上極板C．將電容器上極板下移一小段距離，電子將仍然擊中Q點(diǎn)D．?dāng)嚅_開關(guān)S，將電容器的上極板上移一小段距離，電子將仍然擊中Q點(diǎn)如圖所示，在勻強(qiáng)電場中有直角三角形BOC，電場方向與三角形所在平面平行，若三角形三頂點(diǎn)處的電勢分別為、、，且邊長，，則下列說法中正確的是A．電場強(qiáng)度的大小為B．電場強(qiáng)度的大小為C．電場強(qiáng)度的大小為100V/mD．一個電子在O點(diǎn)由靜止釋放后會沿直線OB運(yùn)動一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖所示，若將磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)后，仍放在斜面上原來的位置，則磁鐵對斜面的壓力F和摩擦力的變化情況分別是A．F增大，減小B．F減小，增大C．F與都減小D．F與都增大如圖所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝置處在由水平勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運(yùn)動過程中小球的v－t圖象如圖所示，其中正確的是（）A. B． C． D．1932年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。加速器由兩個銅質(zhì)形盒構(gòu)成，其間留有空隙。當(dāng)加速某種離子時，下列說法正確的是（）A．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器B．磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時，形盒半徑越大，離子獲得的最大動能越大C．交變電源電壓越高，離子獲得的最大動能越大D．交變電源的頻率一定等于離子做勻速圓周運(yùn)動的頻率如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r．理想電壓表V1、V2示數(shù)為U1、U2，其變化量的絕對值分別為△U1和△U2；流過電源的電流為I，其變化量的絕對值為△I．當(dāng)滑動變阻器的觸片從右端滑到左端的過程中（燈泡電阻不變化）A．小燈泡L3變暗，L1、L2變亮 B．C．不變 D．不變?nèi)鐖D所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場，靜電分析器組成，若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量m，電荷量為+q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，從垂直于邊界的P點(diǎn)射出。不計粒子重力，下列說法正確的是A．極板M比極板N電勢低B．加速電場的電壓C．電荷在靜電分析器里做勻速圓周運(yùn)動D．電荷在靜電分析器里的運(yùn)動時間是如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)(圓心為O)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面向里(未畫出)．一群具有相同比荷的負(fù)離子以相同的速率由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中，發(fā)生偏轉(zhuǎn)后又飛出磁場，若離子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑大于R，一無限大擋板MN在圓的正下方且與直徑PQ平行，則下列說法中正確的是(不計離子的重力)()A．所有離子飛出磁場時的動能一定相等B．沿PQ方向射入的離子飛出時偏轉(zhuǎn)角最大C．從Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動的時間最長D．若離子入射速度滿足，入射的離子出磁場后一定垂直打在擋板MN上實(shí)驗(yàn)題某多用表內(nèi)部的部分電路如圖所示，則該多用表（1）A接線柱應(yīng)該是與___________（填“紅”或“黑”）表筆連接；（2）當(dāng)選擇開關(guān)接___________（填“a”或“b”）檔時其對應(yīng)的電阻檔的倍率更高某同學(xué)為測定某柱形電子元件的電阻率，先做如下測量：(1)用螺旋測微器測量它的直徑，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為d＝____________mm；用游標(biāo)為20分度的卡尺測量它的長度，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為L＝________________cm.(2)多用電表粗測該元件的電阻如圖a所示，選用“×10”倍率的歐姆擋，測得該元件電阻為_________Ω

(3)為了精確測得上述待測電阻Rx的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：A．電流表A1(量程50mA、內(nèi)阻r1＝10Ω)B．電流表A2(量程200mA、內(nèi)阻r2約為2Ω)C．定值電阻R0＝30ΩD．滑動變阻器R(最大阻值約為10Ω)E．電源E(電動勢約為4V)F．開關(guān)S、導(dǎo)線若干該同學(xué)設(shè)計了測量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖b所示，N處的電流表應(yīng)選用____________(填器材選項(xiàng)前相應(yīng)的英文字母)．開關(guān)S閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于___________(選填“a”或者“b”)．若M、N電表的讀數(shù)分別為IM、IN，則Rx的計算式為Rx＝___________________(用題中字母表示)計算題（共40分，第X題X分，第X題X分）長質(zhì)量為，粗細(xì)均勻的金屬棒，兩端用完全相同的彈簧掛起，放在磁感強(qiáng)度為，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，金屬棒處于靜止，若不計彈簧力，問（）（1）若彈簧不伸長，則金屬棒中電流的大小和方向如何？（2）如果在金屬中通入的是自左向右、大小為的電流，則金屬棒最終靜止時，彈簧伸長，若通入金屬棒中的電流為，但方向相反，則金屬棒最終靜止時彈簧形變量為多少?

如圖所示，蹄形磁鐵的磁極之間放置一個裝有導(dǎo)電液體的玻璃器皿，器皿中心和邊緣分別固定一個圓柱形電極和一個圓環(huán)形電極，兩電極間液體的等效電阻為R1=1.0Ω。在左邊的供電電路中接入一個磁流體發(fā)電機(jī)，間距為d=0.010m的平行金屬板A、B之間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.010T的勻強(qiáng)磁場，將一束等離子體以v=1.5×105m/s的水平速度噴入磁場。已知磁流體發(fā)電機(jī)等效內(nèi)阻為R2=3.0Ω，定值電阻R0=2.0Ω，電壓表為理想電表。閉合開關(guān)S0，導(dǎo)電液體流速趨于穩(wěn)定時，電壓表示數(shù)為10.0V。回答以下問題∶(1)液體旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針還是逆時針（俯視）？并作以解釋；(2)磁流體發(fā)電機(jī)的效率(3)導(dǎo)電液體旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率。如圖甲所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場邊界OP與水平方向夾角為θ=45°，緊靠磁場右上邊界放置長為L、間距為d的平行金屬板M、N，磁場邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上，O1、O2為電場左右邊界中點(diǎn)．在兩板間存在如圖乙所示的交變電場（取豎直向下為正方向）．某時刻從O點(diǎn)豎直向上以不同初速度同時發(fā)射兩個相同的質(zhì)量為m、電量為+q的粒子a和b．結(jié)果粒子a恰從O1點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場運(yùn)動，由電場中的O2點(diǎn)射出；粒子b恰好從M板左端邊緣水平進(jìn)入電場．不計粒子重力和粒子間相互作用，電場周期T未知．求：（1）粒子a、b從磁場邊界射出時的速度va、vb；（2）粒子a從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到O2點(diǎn)射出電場運(yùn)動的總時間t；（3）如果金屬板間交變電場的周期，粒子b從圖乙中t=0時刻進(jìn)入電場，求要使粒子b能夠穿出板間電場時E0滿足的條件．

2020-2021年福州師大附中高二上期末考試試卷物理試卷答案選擇題123456789101112BCDBDCDCBDACDBCCD【答案】B【詳解】AB．小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閹ж?fù)電荷的橡膠圓盤高速旋轉(zhuǎn)形成電流，而電流周圍有磁場，磁場會對放入其中的小磁針有力的作用，故A錯誤，B正確；C．僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故C錯誤；D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故D錯誤。故選B?！敬鸢浮緾【詳解】A、沿著電場線方向，電勢降低，所以a、b、c三點(diǎn)中，c點(diǎn)電勢最低，b點(diǎn)電勢最高，故A錯誤；B、電場線的疏密程度反映場強(qiáng)的大小，c點(diǎn)電場線最密，所以c點(diǎn)場強(qiáng)最大，故B錯誤；C、由于電勢能，b點(diǎn)的電勢高于在c點(diǎn)的電勢，所以正電荷在b點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能，故C正確；D、負(fù)電荷在b點(diǎn)由靜止釋放，電場力水平向右，僅在電場カ的作用下向右運(yùn)動，不可能沿直線由b點(diǎn)運(yùn)動到c，故D錯誤；故選C．【答案】D【詳解】AB．由圖象可知，電動勢測量值E測=1.4V，電源內(nèi)阻由圖甲所示電路圖可知，相對于電源來說，電流表采用了外接法，由于電壓表的分流，使電流表所測電流小于流過電源的電流；實(shí)驗(yàn)誤差來源于電壓表的分流，電動勢和內(nèi)阻測量值和真實(shí)值之間的關(guān)系為E測=E真，r測=電源電動勢與內(nèi)阻測量值都小于真實(shí)值，A錯誤，B錯誤；C．外電路發(fā)生短路時的電流為C錯誤；D．電壓表的示數(shù)為1.20V時，電流表的示數(shù)I′==0.20AD正確。故選D?！敬鸢浮緽【解析】試題分析：粒子速度選擇器中受到電場力和洛倫茲力兩個作用，電場力不變，速度方向不變，可知洛倫茲力與電場力應(yīng)平衡，由左手定則判斷出洛倫茲力方向，粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得到半徑表達(dá)式，根據(jù)半徑公式分析半徑越大時，粒子的質(zhì)量和比荷的大小甲粒子在磁場中向上偏轉(zhuǎn)，乙粒子在磁場中向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則知甲粒子帶負(fù)電，乙粒子帶正電，故A錯誤；根據(jù)洛倫茲力提供向心力，，得：，則甲的比荷大于乙的比荷，B正確；能通過狹縫的帶電粒子，根據(jù)平衡條件可得，得速率，故C錯誤；若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，由前面分析，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為2：3，故D錯誤；【答案】D【詳解】AB．電路穩(wěn)定時電阻箱分得的電壓為零，把電阻箱的阻值調(diào)大或調(diào)小，電容器兩端電壓還是等于電源電動勢，極板間電場強(qiáng)度不變，電子仍擊中Q點(diǎn)，故AB錯誤；C．將電容器上極板下移一小段距離，電容器兩板間電壓不變，距離變小，根據(jù)可知場強(qiáng)變大，偏轉(zhuǎn)距離將變大，而上板又下移，所以粒子將打在上極板上，故C錯誤；D．?dāng)嚅_開關(guān)S，電容器的電荷量不變，將電容器的上極板上移一小段距離，根據(jù)可知電場強(qiáng)度為不變，電子受力情況不變，則電子電子仍擊中Q點(diǎn)，故D正確。故選D。

【答案】C【解析】由勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)可知，則B、C連線中點(diǎn)D的電勢為B、C電勢的平均值，即為4.5V．連接OD線，即為一條等勢線，作出過D的與OD垂直的線ED如圖，即電場線，由幾何關(guān)系可知：，所以：，D是BC的中點(diǎn)，則△OBD是等邊三角形，又ED⊥OD，所以DE與BD之間的夾角是30°，則電場線與OB之間的夾角也是30°，故該電場的場強(qiáng)方向沿∠B的角平分線向上，根據(jù)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系：，而：，代入數(shù)據(jù)可得：，故AB錯誤，C正確；由作電場的圖可知，一個電子在O點(diǎn)由靜止釋放后會沿電場線運(yùn)動，而不會沿直線OB運(yùn)動，故D錯誤；故選C.【答案】D【詳解】在磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)前,根據(jù)左手定則判斷可以知道,導(dǎo)線所受的安培力方向斜向下,

由牛頓第三定律得知,磁鐵所受的安培力方向斜向上,

設(shè)安培力大小為,斜面的傾角為,磁鐵的重力為G,由磁鐵的受力平衡得:

斜面對磁鐵的支持力:,

摩擦力:,

在磁鐵的N極位置與S極位置對調(diào)后,

同理可以知道,斜面對磁鐵的支持力：,

摩擦力:可見,F、f都增大，故D正確；綜上所述本題答案是：D【答案】C【詳解】小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時，qE>qvB，所以a＝，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當(dāng)qE<qvB之后，其a＝，隨下落速度v的增大a逐漸減?。蛔詈骯＝0小球勻速下落，故圖C正確，A、B、D錯誤【答案】BD【詳解】A．回旋加速器的離子是從加速器的中心處進(jìn)入加速器的，故A錯誤；B．根據(jù)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動可知解得在粒子比荷一定，磁場不變的情況下，當(dāng)加速器的半徑越大，粒子的速度越大，粒子獲得的動能越大，故B正確；C．交變電源電壓越高，離子每次經(jīng)過電場時獲得的動能就越多，但是加速器的半徑一定，當(dāng)粒子的速度達(dá)到最大時，粒子就會飛出加速器，故C錯誤；D．離子在銅質(zhì)形盒中運(yùn)行半個圓周，進(jìn)入電場進(jìn)行一次加速，然后在進(jìn)入另一個銅質(zhì)形盒中運(yùn)行半個圓周，再進(jìn)入電場進(jìn)行一次加速，由于離子在銅質(zhì)形盒中運(yùn)動的時間與速度無關(guān)，所以交變電源的頻率一定等于離子做勻速圓周運(yùn)動的頻率，故D正確。故選BD。【答案】ACD【詳解】A．當(dāng)滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，則L2變亮。變阻器的電阻減小，并聯(lián)部分的電阻減小，則并聯(lián)部分的電壓減小，則L3變暗?？傠娏髟龃螅鳯3的電流減小，則L1的電流增大，則L1變亮。故A正確。B．由上分析可知，電壓表V1的示數(shù)減小，電壓表V2的示數(shù)增大，由于路端電壓減小，即兩電壓表示數(shù)之和減小，所以△U1＞△U2．故B錯誤。C．由U1=E-I（RL2+r）得：不變，故C正確。D．根據(jù)歐姆定律得=R2，不變，故D正確。

【答案】BC【詳解】A.帶電粒子帶正電，在加速電場能夠加速，則極板M比極板N電勢高，故A錯誤；BC.在靜電分析器中，受到的電場力指向圓心，帶電粒子沿中心線通過靜電分析器，電場力不做功，粒子做勻速圓周運(yùn)動，從垂直于邊界的P點(diǎn)射出。在靜電分析器中，電場力提供向心力，即再根據(jù)可知故BC正確；D.電荷在靜電分析器里的運(yùn)動時間是故D錯誤?！敬鸢浮緾D【詳解】A．所有離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，出磁場時速度大小不變，具有相同比荷．相同的速率的一群離子，它們的質(zhì)量不一定相等，故飛出磁場時的動能不一定相等，故A錯誤；BC．由圓的性質(zhì)可知，軌跡圓與磁場圓相交，當(dāng)軌跡圓的弦長最大時偏向角最大，故應(yīng)該使弦長為PQ，故由Q點(diǎn)飛出的粒子圓心角最大，所對應(yīng)的時間最長；此時粒子一定不會沿PQ射入，也一定不會沿PQ方向射入的離子飛出；故C正確，B錯誤；D．由可知，入射點(diǎn)．出射點(diǎn)．O點(diǎn)與軌跡的圓心構(gòu)成菱形，射出磁場時的軌跡半徑與PQ平行，所以粒子的速度一定垂直打在MN板上，故D正確；故選CD。實(shí)驗(yàn)題【答案】黑b【解析】(1)當(dāng)用歐姆表測電阻時，電源和表頭構(gòu)成回路，根據(jù)電源正負(fù)極連接方式可知，黑表筆與電源正極相連，故A接線柱應(yīng)該是與“黑”表筆連接；（2）整個回路最小電流，同時，當(dāng)選擇開關(guān)接b時，此時有最大值．當(dāng)選擇開關(guān)接b檔時其對應(yīng)的電阻檔的倍率更高．【答案】0.617(0.616～0.618均可)10.67070Ba【詳解】(1)[1]螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為11.7×0.01=0.117mm，所以最終讀數(shù)為0.617mm，由于讀數(shù)誤差，所以0.616～0.618均可；[2]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為106mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×14=0.70mm，所以最終讀數(shù)為106.70mm=10.670cm(2)[3]用多用表測量該元件的電阻，選用“×10”倍率的電阻檔后，應(yīng)先進(jìn)行歐姆調(diào)零，再進(jìn)行測量，由圖（a）所示可知，測量結(jié)果為；(3)[4]通過待測電阻的最大電流約為通過N出的最大電流約為為保證測量時電流表讀數(shù)不小于其量程的三分之一，N處的電流表應(yīng)選B；[5]開關(guān)s閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于a；[6]通過定值電阻R0的電流并聯(lián)電路兩端電壓則待測電阻的電阻值計算題【答案】（1