北京市西城區(qū)2020-2021學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理

北京市西城區(qū)2020—2021學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理2021.1本試卷共8頁(yè)，共100分。考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案寫(xiě)在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。）1．磁場(chǎng)中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與A．小磁針S極在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向一致B．運(yùn)動(dòng)的正點(diǎn)電荷在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向垂直C．一小段通電直導(dǎo)線在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向一致D．正點(diǎn)電荷在該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直2．如圖，A、B為一對(duì)等量同種電荷連線上的兩點(diǎn)（其中B為中點(diǎn)），C為連線中垂線上的一點(diǎn)。今將一個(gè)電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C，則該電荷的電勢(shì)能的變化情況是A．先增大后減小 B．一直減小C．先減小后增大 D．一直增大3．下列關(guān)于電磁波和能量量子化的說(shuō)法正確的是A．量子的頻率越高，其能量越大B．法拉第最先預(yù)言了電磁波的存在C．微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線的波長(zhǎng)順序由短到長(zhǎng)D．從距離地面340km的天宮一號(hào)空間站發(fā)送信號(hào)到地面接收站，至少需要103sItO甲乙R4．用如圖甲所示的裝置觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，圖中用電流表符號(hào)表示電流傳感器。單刀雙擲開(kāi)關(guān)S原來(lái)跟2相接，現(xiàn)開(kāi)關(guān)改接1，電流傳感器所得I-t圖像如圖乙所示。待充電完成后，開(kāi)關(guān)接到2ItO甲乙RIItOItOOItOItABCD5．在如圖所示的U-I圖像中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻元件的電壓與電流的關(guān)系。現(xiàn)用該電源直接與元件連接成閉合電路。則此時(shí)A．電源將其它能轉(zhuǎn)化為電能的功率為18WB．該元件的電阻為2ΩbU/VbU/V0I/A2413aD．電源外電路與內(nèi)電路消耗功率之比為2:36．要測(cè)繪一個(gè)3.8V燈泡L的伏安特性曲線，選用了電池組（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）、電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）、電壓表（量程0～5V，內(nèi)阻約5kΩ）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)RLESRLESAV×RLVAES×RLESAV×RLVAES×CBDACBDA乙Ot/s乙Ot/sI/ATI0甲Ot/sI/ATI0-I0A．1:B．5∶4C．3∶4D．3∶28.如圖是一個(gè)雙量程的電流表，使用A、B兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)量程為0~1A；使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)量程為0~0.1A。已知表頭的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，則A．R1≈45Ω B．R2≈50ΩC．R1=10R2 D．R2=9R19．我國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)和5G的普及，都需要大量的電力支持。設(shè)我國(guó)東部省份新增電動(dòng)汽車(chē)400萬(wàn)輛，其中1/16的車(chē)處于充電狀態(tài)，平均每個(gè)充電樁40千瓦；5G基站的數(shù)量是500萬(wàn)個(gè)，一個(gè)5G基站需要4千瓦的供電。利用西電東送的戰(zhàn)略，把西部以清潔能源為主所發(fā)的電，采用800kV特高壓直流輸電，送到東部省份，輸電電阻為1Ω。則既要滿足新增電動(dòng)車(chē)充電需求又要滿足5G基站供電需求，發(fā)電廠所發(fā)電的總功率中，消耗在輸電導(dǎo)線上的電功率約為A.10萬(wàn)千瓦B.140萬(wàn)千瓦C.2000萬(wàn)千瓦D.3000萬(wàn)千瓦Lvαqm如圖，真空中有一帶電粒子，質(zhì)量為m、電荷量為q，以速度v垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向和入射方向的夾角為α＝37°。不計(jì)粒子所受重力。已知：m=6.0×10-17kg，q=1.5×10-15C，v=1.0×102m/s，B=2.0T。則有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)Lvαqm0.5m1.2m1.6m2.0m二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全得2分，錯(cuò)選不得分。）11．如圖，取一對(duì)不帶電的，有絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩端的金屬箔均張開(kāi)。然后先手持絕緣柱把導(dǎo)體A和B分開(kāi)，再移開(kāi)C。移開(kāi)C之后，下列說(shuō)法正確的是A．A帶正電，B帶負(fù)電B．A帶負(fù)電，B帶正電C．A、B上的金屬箔片完全閉合D．A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)一定角度12.如下左圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。A和B是兩個(gè)相同的小燈泡。則A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S突然閉合時(shí)，A燈泡馬上亮，B燈泡逐漸亮B．C．當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，A燈泡逐漸熄滅，B燈泡閃亮之后再熄滅D．當(dāng)開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，A燈泡馬上熄滅，B燈泡閃亮之后再熄滅LALABS13．如上右圖所示，用條形磁鐵的磁極靠近鋁環(huán)，下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是A．N極靠近閉合的鋁環(huán)A，環(huán)A被排斥，環(huán)A中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鰾．N極靠近斷開(kāi)的鋁環(huán)B，環(huán)B不動(dòng)，但環(huán)B中有逆時(shí)針?lè)较虻母猩妶?chǎng)C．S極靠近閉合的鋁環(huán)A，環(huán)A被吸引，環(huán)A中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀．S極靠近斷開(kāi)的鋁環(huán)B，環(huán)B被吸引，環(huán)B中有順時(shí)針?lè)较虻母猩妶?chǎng)14.如圖，一個(gè)靜止的電子（電荷量大小為e，質(zhì)量為m）經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，沿平行于板面方向進(jìn)入A、B兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩極板的長(zhǎng)度為l，相距為d，極板間的電壓為U2。電子射出電場(chǎng)時(shí)速率為v，電子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離為y。則下列判斷正確的是lydABlydABemU1U2vB．C．D．三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共20分。）15．（1）用圖1所示的多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為2kΩ的電阻，要用到圖中三個(gè)部件K、S和T。請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：①旋動(dòng)部件________（填字母“K”、“S”或“T”），使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線。②將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋×100的位置。③KST0④將紅、黑表筆分別與待測(cè)電阻兩端接觸，若多用電表讀數(shù)如圖2所示，該電阻的阻值為_(kāi)_______Ω。⑤圖1測(cè)量完畢，將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF位置圖1圖圖2（2）如圖3所示，H是一根表面均勻地鍍有很薄的電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管(其長(zhǎng)度L約為50cm，直徑D約為10cm)。鍍膜材料的電阻率ρ已知，管的兩端有導(dǎo)電箍MN。若只給你米尺、電壓表、電流表、電源E、阻值較大的滑動(dòng)變阻器R，和開(kāi)關(guān)S及若干導(dǎo)線，請(qǐng)依下列設(shè)計(jì)完成膜層厚度d的測(cè)定：①實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定的物理量是________。②用符號(hào)畫(huà)出測(cè)量電路圖。③計(jì)算膜層厚度的公式是________。④為了檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，如圖4再用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬膜的厚度為_(kāi)_______mm。002010圖4圖圖3MNH16．用如圖所示電路測(cè)一個(gè)充電寶在電量100%時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：電壓表電壓表電流表充電寶保護(hù)電阻開(kāi)關(guān)滑動(dòng)變阻器U/V4.974.924.914.904.86I/A0.911.181.451.551.90II/AU/V（1）在U-I圖中畫(huà)出五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)這些點(diǎn)做出U-I圖線，并由圖線求出：E＝________V，r＝________Ω。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（2）某位同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在某一位置時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1，電流表讀數(shù)為I1；當(dāng)把滑片移動(dòng)到另一位置時(shí)，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U2和I2。由此兩組數(shù)據(jù)可得充電寶的電動(dòng)勢(shì)為E＝________。（3）第（1）題中用圖像處理多組測(cè)量數(shù)據(jù)求得結(jié)果的方案甲，與第（2）題中用兩組數(shù)據(jù)代入方程求得結(jié)果的方案乙相比較，方案________可以減小偶然誤差。四、論述、計(jì)算題（本題共4小題，共34分。）解答要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。）17.（8分）有一個(gè)密封盒，其表面有一燈泡L與一可變電阻器R。為了探究密封盒里燈泡L和可變電阻R是如何連接的，小明首先選用了內(nèi)阻可忽略的3V的低壓電源，連接了如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡L發(fā)光；他將可變電阻器的電阻R增大，觀察電流表示數(shù)及燈泡亮度，結(jié)果記錄在下表中。R/ΩI/A燈泡亮度50.9保持不變150.5AA內(nèi)阻可忽略的低壓電源電流表燈泡L可調(diào)電阻器R開(kāi)關(guān)密封盒（1）請(qǐng)判斷盒中的R與L是如何連接的，并說(shuō)明理由；利用表中的數(shù)據(jù)，求燈泡的電阻值。（2）將兩個(gè)1.5V的舊電池串聯(lián)來(lái)代替低壓電源，進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)R增大時(shí)，燈泡的亮度會(huì)發(fā)生變化，請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象。18.（6分）如圖所示，KLMN是一個(gè)豎直的矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，MN邊水平，線框繞豎直固定軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。從MN邊與磁場(chǎng)方向的夾角為30°時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)：在下圖中畫(huà)出0時(shí)刻，沿固定軸OO′從上向下看線框的俯視圖，并標(biāo)出電流方向。LKNMB30°LKNMB30°ωOO′BBO19．（10分）對(duì)物理現(xiàn)象、概念、規(guī)律的描述可以采用多個(gè)方法，比如文字描述、公式法、圖示法、圖像法等。（1）請(qǐng)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫(kù)侖定律推導(dǎo)出電荷量為Q的點(diǎn)電荷在與之相距x處電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式。在圖1中用有向線段畫(huà)出點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的大致分布，并用虛線畫(huà)出等勢(shì)面的大致分布。（2）如圖2，以產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的電容器正極板所在位置為O點(diǎn)，建立x軸；取向右為E的正方向，正極板的電勢(shì)為零，在圖3中分別完成E-x圖、φ-x圖，用圖線表示電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ沿x軸(x>0)的變化情況。OOxEOOx圖2圖圖1OOxφ?qǐng)D圖3F洛F安l20．（10分）如圖，一段橫截面積為S、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。將導(dǎo)線放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且電流方向與B垂直。導(dǎo)線所受安培力大小為，導(dǎo)線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為，推導(dǎo)=。F洛F安l北京市西城區(qū)2020—2021學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理參考答案2021.1一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共30分。）題號(hào)12345678910答案BDACDABDBB二、題號(hào)11121314答案BDBDABACD三、實(shí)驗(yàn)題（除15題（2）①空、16題（1）圖外，其余每空或每圖1分，共20分。）ASVMEHRN15．（1）①S③T；ASVMEHRN（2）①L、D、U、I（4分）②見(jiàn)圖 ③d＝eq\f(LρI,πDU)④0.671（1）見(jiàn)圖（5分）；5.07；0.11（2）（3）甲UU/VI/A0.901.101.301.501.701.904.854.904.955.00四、論述、計(jì)算題（本題共4小題，共34分。）17．（1）燈泡L發(fā)光，電流表示數(shù)隨可變電阻R改變而變化，說(shuō)明L與R既沒(méi)有斷路也沒(méi)有短路，它們不是串聯(lián)就是并聯(lián)；假設(shè)L與R串聯(lián)，則L亮度應(yīng)隨R改變而變化，但L亮度實(shí)際不變，可判斷L與R是并聯(lián)。由于低壓電源內(nèi)阻可忽略，路端電壓U=E；并聯(lián)電路有代入數(shù)據(jù)解得RL=10Ω（4分）（2）當(dāng)R增大時(shí)，外電路電阻增大；電池有內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓也增大；則并聯(lián)的L兩端電壓增大，燈泡亮度發(fā)生變化。（4分） BO30°MNi18．（1）見(jiàn)圖 BO30°MNi （2）0時(shí)刻，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值e0=BSωcos30°經(jīng)過(guò)時(shí)間t，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e=BSωcos(