河南省南阳市2021-2022学年高二物理上学期期中考试试卷（带答案）

2021年秋期高中二年级期中质量评估物理试题注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答，超出答题区域书写的答案无效。4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.下列说法正确的是A.根据电容的定义式C=可知，C与U成反比B.根据公式F=可知，F与k成正比C.根据公式UAB=Ed可知，匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积D.电动势在数值上等于在电源内把1C的电子从正极移送到负极过程中非静电力所做的功2.电场中某区域的电场线如图所示，a、b两点的电场强度分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb。下列说法中正确的是A.a、b两处的电势高低不同，φa>φbB.a、b两处的电势高低不同，φa<φbC.a、b两处的电场强度的大小不等，Ea>EbD.a、b两处的电场强度方向相同3.如图所示，下列说法正确的是 A.图甲是回旋加速器的示意图，只增加电压U可使粒子获得的最大动能增大B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，B极板是发电机的负极C.图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq=qvBD.图丁是质谱仪的原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，粒子的比荷越小4.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则A.的读数变小，的读数变小B.的读数变小，的读数变大C.的读数变大，的读数变小D.的读数变大，的读数变大5.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件，θ角的变化情况正确的是A.棒中的电流变大，θ角变大B.两悬线等长变短，θ角变小C.金属棒质量变大，θ角变大D.磁感应强度变大，θ角变小6.如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向电阻为零，可以视为短路；反向电阻无穷大，可以视为断路)连接，电源负极接地，初始时电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态。下列说法正确的是 A.保持开关S闭合，减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低B.保持开关S闭合，减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低C.断开开关S，带电油滴将向下运动D.保持开关S闭合，将下极板上移，带电油滴将向上运动7.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。现有大量相同的带电粒子，在纸面内沿各个不同方向以相同的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于磁场边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，相应的弧长将变为原来的一半，则这些带电粒子在前后两种磁场中运动的周期之比等于A.2B.C.3D.8.在如图所示的直角坐标系xOy中，存在平行于纸面的匀强电场。从a点以16eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子，仅在电场力的作用下，一电子经过b点时的动能为4eV，另一电子经过c点时的动能为8eV。不考虑两电子间的相互作用，下列判断正确的是A.b点的电势比a点的电势高B.该电场场强的大小为200V/m C.若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，无论速度方向朝哪里电子都不可能通过O点D.若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，电子通过d点时的动能为12eV9.如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路端电压随电流变化的伏安特性图线，曲线III是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接。下列说法正确的是A.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻相等B.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1：2C.电源1与电源2的内阻之比是11：7D.由于小灯泡L的U-I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用10.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的直线，x2～x3段是曲线。下列说法正确的是A.x1处电场强度最小B.0、x1、x2、x3处电势ρ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3<φ2=φ0<φ1C.0～x2段带电粒子做匀变速直线运动D.x2～x3段的电场强度大小减小、方向不变11.粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的是 A.粒子带负电B.粒子的加速度先不变，后变小C.粒子的速度不断增大D.粒子的电势能先减小，后增大12.霍尔元件的示意图如图所示，它由长×宽×厚=a×b×d、单位体积内自由电子数为n的N型半导体制成(设电子电荷量为e)。在一矩形霍尔元件的1、2间通入电流I，同时外加与元件工作面垂直的磁场B，当接线端3、4间霍尔电压UH达到稳定值后，UH的大小与I和BB以及霍尔元件厚度d之间满足关系式UH=，其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关。下列说法正确的是A.接线端3的电势比接线端4的电势低B.自由电子受到的洛伦兹力大小为C.式中霍尔系数可表示为RH=D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持与地面平行二、填空题(本题共3小题，共18分。把答案填在答题卡上规定位置)13.(6分)有一电动势E约为12V，内阻r在20～50Ω范围内的电池，其允许的最大电流为100mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～999Ω；R0为保护电阻。(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用。 A.400Ω，1.0WB.100Ω，1.0WC.50Ω，1.0WD.10Ω，2.5W(2)该同学按照图甲所示的电路图连接实验电路，R0为己知，接好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，为纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图线。图线对应的函数为=(用所给物理量的字母表示)。(3)若图线纵轴截距为b，斜率为k，则E=，r=。14.(6分)某同学准备利用毫安表测量电阻，设计了如图所示的电路，a、b为接线柱。已知电源电压恒为U=1.5V，毫安表量程为Ig=10mA、内阻为Rg=100Ω。(1)用导线将a、b直接连起来，移动滑动变阻器R1的滑片P，使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig，Ig处就可以标为“0Ω”，此时滑动变阻器接入电路中的阻值R1=Ω。(2)保持滑动变阻器R1接入电路中的阻值不变，在a、b间接入被测电阻Rx，毫安表的示数I与Rx的关系式为Rx=(用U，I，R1，Rg)。(3)图乙所示毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置，2mA处应标Ω。15.(6分)某小组同学欲了解某材料制成的导线在常温下的电阻率，进行了如下实验。(1)利用螺旋测微器测量该导线直径如图所示，则该导线直径测量值为mm。(2)该小组同学用欧姆表粗测出导线的阻值Rx为150Ω，为了较准确测量该电阻的阻值Rx，现有电源(12V，内阻可不计)、滑动变阻器(0～200Ω，额定电流为1A)、开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表(0～100mA，内阻约5Ω)；B.电流表(0～500mA，内阻约1Ω)；C.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)；D.电压表(0～15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用(以上两空均选填器材前的选项字母)，实验电路应采用图中的(选填“甲”或“乙”)，这样测量的阻值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。三、计算题(本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)16.(8分)如图所示的电路中，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=1Ω，C=20µF，当开关S断开时，电源的总功率为2W；当开关S闭合时，电源的总功率为4W。求：(1)电源的电动势和内阻；(2)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量。17.(10分)如图所示，直角坐标系第I、II象限存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在纸面内以速度v从y轴上的A点(0，-L)射入，其方向与x轴正方向夹角为30°，粒子离开磁场后能回到A点。不计重力，求：(1)磁感应强度B的大小；(2)粒子从A点出发到再回到A点所用的时间。18.(12分)如图所示，竖直平面内的矩形ABCD区域内存在方向水平向左的匀强电场(图中未 画出)，AD竖直。若使一质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点)从AD上的O点沿OB方向(OB与OA的夹角θ=37°)射入电场，则小球做直线运动并恰好能到达B点；若使该小球沿垂直于OB方向射入电场，则小球恰好从D点射出电场。AB=3d，BC=9d，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：(1)匀强电场的电场强度大小以及小球从O点运动到B点所用的时间；(2)小球沿OB方向与垂直OB方向射入电场的初速度大小之比。19.(14分)如图所示，直角三角形ac边长为0.2m，∠abc=30°，三角形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于三角形abc所在的平面向里。紧挨着ac边的右侧是两块长为0.2m的平行金属板，上极板带负电，下极板带正电，上下两板间的距离与三角形ac边长相等。板间匀强电场的电场强度为8×104N/C。t=0时刻，质量为2×10-29kg、带电量为-1×10-12C的粒子从bc边中点A进入磁场，进入磁场时带电粒子的初速度为2×106m/s，然后从ac边中点垂直于ac边进入平行板间，经电场偏转后，落在下极板延长线上的p点(未画出)。粒子不计重力，求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)带电粒子在电场中的运动时间与它在磁场中的运动时间之比；(3)平行板向右平移0.4m，其他条件不变，要保证带电粒子还落在P点，板间场强要变为多大。2021年秋期高中二年级期中质量评估 物理试题参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）题号123456789101112答案DACDADBCBCBDABAC二、实验题(共18分)13．（6分）B(2分)(2分)(1分)(1分)14．（6分）50(2分)(2分)600(2分)15．（6分）4.700±0.001(2分)A(1分)D(1分)甲(1分)偏小(1分)三、计算题(共44分)16．（8分）（1）S断开时（1分）（1分）S闭合时（1分）（1分）得E=4V（1分）（1分）（2）根据得S断开时（1分）闭合时，电容器两端的电势差为零，则（1分）（每式各1分） 17．（10分）（1）根据运动的对称性，粒子的轨迹如图所示，由几何关系知轨迹半径r＝＝2L（2分）洛伦兹力提供向心力qvB＝m（2分）联立解得B＝（1分）（2）粒子做匀速直线运动的时间t1＝2×＝（2分）粒子在磁场中偏转了300°，所用时间（2分）则粒子从A点出发到再回到A点的时间t＝t1＋t2＝（1分）18．（12分）（1）小球在电场中的受力情况如图所示故合力方向与沿OB方向射入的小球运动方向相反，满足（2分）解得（1分）设小球沿方向做匀减速直线运动的加速度大小为，据牛顿第二定律有（1分）据匀变速直线运动的规律有（1分）联立解得（1分）（2）根据匀变速直线运动的规律有（1分） 根据几何关系有（1分）沿垂直于方向射入的小球，初速度方向与合力方向垂直，小球做类平抛运动，设小球从点运动到点的时间为，有（1分）（1分）联立解得（2分）19．（14分）（1）粒子运动轨迹如图设粒子在磁场中转过的圆周角为，轨道半径为，根据几何关系有解得（2分）洛伦兹力充当向心力（2分）解得磁感应强度（1分）（2）带电粒子在磁场中的运动时间（2分）在电场中运动时间 （1分）带电粒子在电场中的运动时间与它在磁场中的运动时间之比（1分）（3）带电粒子在电场中偏转时，设速度的偏转角为，则设点与电场下极板右端的距离为，根据类平抛运动推论，带电粒子离开电场时速度的反向延长线刚好经过电场的中心，因此解得（2分）将平行板向右平移0.4m后，带电粒子仍落在P点，则带电粒子在电场中沿着极板方向运动的距离s=0.2m+0.4m－0.4m=0.2m。因为s＝L，故带电粒子并没有飞出电场，在电场中偏转距离y=0.1m在电场中运动时间（1分）根据（1分）解得E′（1分）