2020-2021学年天津市南开区高二上期末物理试卷

2020-2021学年天津市南开区高二上期末物理试卷（2021·天津南开区·期末）带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的 A．1.60×10−19 C C．−2.50×10−19 C（2021·天津南开区·期末）真空中有两个静止的点电荷，它们之间的库仑力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离增大为原来的3倍，它们之间的库仑力变为 A．49F B．94F C．23（2021·天津南开区·期末）下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是 A． B． C． D．（2021·天津南开区·期末）如图所示是两个点电荷的电场线分布图A、B是电场中的两点，则 A．左侧为正电荷 B．A点电势比B点电势低 C．A、B两点电场强度相等 D．正电荷在A点电势能大于在B点电势能（2021·天津南开区·期末）将一电荷量为q的正点电荷，放在电场中某点，受到的电场力大小为F，则 A．若将q移走，则该点的电场强度为零 B．若将q变为负点电荷，则该点的电场强度方向改变 C．若将q的电荷量增大为2q，其所受电场力仍然为F D．若将q的电荷量增大为2q，其所受电场力增大为2F（2021·天津南开区·期末）如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则 A．电容器的电容减小 B．电容器两极板间电压增大 C．电容器所带电荷量增大 D．电容器两极板间电场强度不变（2021·天津南开区·期末）在如图所示的电路中，E为电源，电源内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变，电压表为理想电表，R1、R2为定值电阻，R3 A．通过R2的电流变小 C．电源内阻上的电压变大 D．小灯泡消耗的功率变小（2021·天津南开区·期末）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。忽略粒子在狭缝中加速的时间，下列说法中正确的是 A．只增大狭缝间的加速电压，带电粒子在加速器中运动的时间增大 B．只增大磁场的磁感应强度，带电粒子离开加速器时的动能增大 C．只增大狭缝间的加速电压，带电粒子离开加速器时的动能增大 D．只增大金属盒的半径，带电粒子离开加速器时的动能不变（2021·天津南开区·期末）如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是 A．M、N两点电场强度大小关系为EM B．M、N两点电场强度大小关系为EM C．感应电荷在M、N两点产生的电场强度Eʹ D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度Eʹ（2021·天津南开区·期末）如图所示，在匀强磁场区域内有一倾角为θ的光滑斜面，在斜面上水平放置一根长为l、质量为m的导线，通以如图所示方向的电流，通电导线恰好静止。重力加速度为g。关于该匀强磁场的磁感应强度B，下列说法中可能正确的是 A．B=mgsinθIl，方向垂直斜面向上 C．B=mgtanθIl，方向竖直向下（2021·天津南开区·期末）如图所示，实线是电场中的一组电场线，虚线是一个试探电荷在电场中的运动轨迹，若试探电荷是从a处运动到b处，且只在电场力作用下，则下列判断正确的是 A．电荷一定带正电 B．电荷从a到b动能减小 C．电荷从a到b电势能减小 D．电荷从a到b加速度增大（2021·天津南开区·期末）如图所示，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，则下列判断正确的是 A．电动势为3 V B．电源的内阻为2  C．电阻R的阻值为1 Ω D．电源的输出功率为4 （2021·天津南开区·期末）如图所示，速度选择器中匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B1，挡板右侧质谱仪中匀强磁场的磁感应强度为B2。速度相同的一束粒子（不计重力），由左侧沿垂直于E和B A．该束带电粒子带负电 B．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E C．粒子打在胶片上的位置越远离狭缝S0，粒子的比荷q D．能通过狭缝S0（2021·天津南开区·期末）如图螺旋测微器的读数为mm，游标卡尺的读数为mm。（2021·天津南开区·期末）某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。(1)甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示，若所选档位为直流50 mA挡，则示数为mA；若所选挡位为“×10 Ω”档，则示数为Ω(2)乙同学用该表正确测量了一个约150 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约20 Ω的电阻，在测量这个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是（填字母代号）。A.将红表笔和黑表笔短接B.把选择开关旋转到“×100 Ω”挡C.把选择开关旋转到“×1 Ω”挡D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点（2021·天津南开区·期末）在伏安法测电阻的实验中，某小组有一灵敏电流计，允许通过的最大电流为Ig=50 μA，表头电阻Rg=900 Ω，若将它改装成量程为Im=500 μA的电流表，应联的电阻阻值为Ω。用改装后的电流表进行实验，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表内阻约为2 kΩ，测量电路的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式Rx=UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（（2021·天津南开区·期末）如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=3.0×104 N/C，有一质量m=4.0×10−3 kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角(1)小球所带的电荷量及电性。(2)如果将细线轻轻剪断，剪断后小球运动的加速度大小。(3)从剪断细线开始经过时间t=0.2 s（2021·天津南开区·期末）如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，怡好到达坐标原点O，已知A，C两点到坐标原点的距离分别为d，2d(1)电场强度E的大小。(2)磁感应强度B的大小。(3)画出电子从A运动到O的运动轨迹，并求出电子从A运动到O经历的时间t。

答案1.【答案】C【解析】最小的电荷量是1.6×101.6×108.00×10−19 C是−2.50×10−19 −1.60×10−10 C是【知识点】元电荷2.【答案】A【解析】根据库仑定律可知变化前：F=kQqr2【知识点】库仑定律3.【答案】B【解析】由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故A错误；由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故B正确；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向下，故C错误；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向上，故D错误。【知识点】洛伦兹力、洛伦兹力的方向、安培力、安培力的方向4.【答案】D【解析】根据电场线由正电荷出发终止于负电荷可知，左侧为负电荷，故A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，故A点电势比B点电势高，故B错误；电场线疏密代表场强大小，故A点场强大，故C错误；根据Ep=φq可知，正电荷在电势高的地方电势能大，故正电荷在A点电势能大于在【知识点】电场线、电势5.【答案】D【解析】电场强度的定义式为E是通过比值定义法得出的，E的大小q及方向与试探电荷无关，由电场本身决定，故移去或者放入负电荷时电场强度的方向大小均不变，故AB错误；若将检验电荷的电量增大两倍，根据F=Eq，可知电场力增大为2F，故C错误，故D正确。【知识点】电场强度6.【答案】C【解析】由于d减小，由C=ɛS4πkd，知电容电容器始终与电源相连，电压不变，故B错误；U不变，由C=Qd减小，电容器的电压U不变，由E=U【知识点】电容器的电容、平行板电容器7.【答案】D【解析】将滑动变阻器的滑片向上移动，电阻的阻值变大，电路中的总电阻变大；由闭合电路欧姆定律可得，干路电流减小，故R1两端的电压减小即电压表的示数变小，因干路电流减小，故内电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过【知识点】动态电路分析8.【答案】B【解析】粒子从回旋加速器飞出时，其圆周运动的轨道半径与D形盒的半径R相等，有R=mvmqB，故若只增大加速电压，由ΔEk=nqU【知识点】回旋加速器9.【答案】B；C【解析】AB选项：导体B达到静电平衡后，内部场强为零，所以EMCD选项：感应电荷在M、N两点产生的电场强度大小等于A在M、N两点产生的电场强度，根据点电荷电场强度公式可知，距离场源电荷越近，电场强度越大，故Eʹ【知识点】点电荷的电场、静电感应静电平衡10.【答案】A；D【解析】A选项：若磁场方向垂直斜面向上，受力分析如图1，F安=mgsinB选项：若磁场方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向下，无法平衡，故B错误；C选项：若磁场方向竖直向下，安培力水平向左，无法平衡，故C错误；D选项：若磁场方向竖直向上，安培力水平向右，受力分析如图2，tanθ=F安mg，【知识点】静态平衡、匀强磁场中的安培力11.【答案】B；D【解析】根据曲线运动轨迹受力方向指向轨迹的凹侧，可判断b点受力方向大致向下，由于位置电场线的方向，无法判断电荷的电性，故A错误；电荷从a运动到b的过程中，受力方向与运动方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故B正确，C错误；根据电场线的疏密表示电场强度，可知Eb>Ea，根据a=Eqm【知识点】带电粒子在非匀强电场中的运动12.【答案】A；C；D【解析】根据闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3 V，内阻等于图线的斜率大小，则r=电阻R=U两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2 V，电流I=2 A，则电源的输出功率为【知识点】电功和电功率、部分电路欧姆定律、闭合电路的欧姆定律13.【答案】C【解析】粒子进入磁场B2在速度选择器中，为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为qvB1=qE能通过狭缝S0的带电粒子进入质谱仪后，洛伦兹力提供向心力，则：qvB2=mv2【知识点】质谱仪、速度选择器14.【答案】0.700；9.5【解析】1：螺旋测微器读数：0.5 mm2：游标卡尺读数：9 mm【知识点】实验：螺旋测微器的使用、实验：游标卡尺的使用15.【答案】(1)24.0；160(2)CAD【解析】(1)若选择直流50 mA档，读数为24.0 mA，需要估读到最小分度的下一位；若选择档位为×10 Ω，则读数为(2)由使用多用电表测量电阻的实验原理可知，在测这个电阻之前，将选择开关旋转到“×1”位置，因为测量的电阻约20 Ω，使指针偏转得靠近中间，减小读数误差，第二步将红表笔和黑表笔短接，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，即其合理的顺序为CAD。【知识点】数据收集、器材使用与实验操作、实验：练习使用多用电表16.【答案】并；100；Rx【解析】电流表增大量程，应并联电阻，并联的电阻为R并并联后的电阻Rg由于待测电阻满足RVRx根据串并联规律可知，采用外接法时真实值应为：真实值为：R真【知识点】原理设计与器材选择、实验：伏安法测电阻、误差分析17.【答案】(1)1.0×10(2)12.5 m/(3)4.5×10【解析】(1)小球受到重力mg，电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件F=qE=mgtanθ，解得电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷。(2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律mgcosθ=ma(3)在t=0.20 s的时间内，小球的位移为x=12【知识点】匀强电场、带电粒子在电场和重力场中的无