湖北省黄石市二中2022学年高二物理上学期期末考试试题

黄石二中2022-2022学年度高二上学期期末考试物理试题第Ⅰ卷（选择题48分）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．英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础．下列相关说法正确的是A．电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用是通过电场发生的B．磁极和磁极、磁极和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的C．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线可能相交D．通过实验可发现电场线和磁感线的存在2．如图所示，电路中、均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电建S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是A．增大的阻值　　B．增大的阻值C．增大两板间的距离　　D．断开电键S3.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行．则()FABCDEA．E点的电势与C点的电势相等B．电势差UEF与电势差UBC相同C．电场强度的大小为V/mD．电场强度的大小为V/mMNabcd4.如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同5．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为A．B．C．D．6．速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A＝-8-\nS0C，则下列相关说法中正确的是A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶27．如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）ABCD8．如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为0；壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能与电荷离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是（）9.在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（  ）A.ta=tb＞tcB.tc＞tb＞taC.rc＞rb＞raD.rb＞ra＞rc10.如图所示，a、b、c为三个完全相同的灯泡，L为自感线圈（自感系数较大，电阻不计），E为电源，S　为开关．闭合开关S，电路稳定后，三个灯泡均能发光．则（　　）A．断开开关瞬间，c熄灭，稍后a、b同时熄灭B．断开开关瞬间，流过b的电流方向改变C．闭合开关，a、b、c同时亮D．闭合开关，a、b同时先亮，c后亮-8-\n11.如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中(　　)A．导体棒的最大速度为B．通过电阻R的电荷量为C．导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量OF0.3ACBDx/my/m12．如图所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD，线框的边长为L＝0.3m、总电阻为R＝2Ω.在直角坐标系xOy中，有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程y＝0.3sinx(m)，磁感应强度大小B＝1T．线框在沿x轴正方向的拉力F作用下，以速度v＝10m/s水平向右做匀速直线运动，直到AD边穿出磁场过程中．下列说法正确的是A．当BC边运动到磁场的中心线时，B、C两端电压为3VB．感应电动势的有效值为VC．力F是恒力D．整个过程中产生的是正弦交变电流第Ⅱ卷（非选择题62分）二．实验题（共16分）13．(4分)I、图甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为_____mm；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为_______mm。14．(12分)某课题研究小组的同学收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等元件。现从这些材料中选取两个待测元件：一是定值电阻R0(约为2kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA)，另外在操作台上还准备了如下所列的实验器材：A．电压表V(量程4V，电阻RV约为4.0kΩ)B．电流表A1(量程100mA，电阻RA1约5Ω)C．电流表A2(量程2mA，电阻RA2约50Ω)D．滑动变阻器R1(0～40Ω，额定电流1A)E．电阻箱R2(0～999.9Ω)F．开关一只、导线若干(1)(4分)为了测量定值电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图所示的电路图，所选取的相应器材(电用待测的锂电池)均标在了图上，在其设计的电路或器材选取中仅有一处不妥，你认为是哪一处，请写在下列横线上：-8-\n______________________________________________。(2)①(4分)在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1、A2均已损坏，现要用余下的器材测量锂电池的电动势E和内电阻r，请在方框中画出你所设计的测量电路(电路要标明相应的器材)；②(4分)为了便于分析，一般采用线性图象处理实验数据，请在下列横线上写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式：。三、计算题:本题共4小题，共计46分.解答时请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，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。15．（10分）如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面（xy平面）向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为，求（1）电场强度大小与磁感应强度大小的比值；（2）该粒子在电场中运动的时间。R1R2R3R4R5SErPbc16．（12分）如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=8.0Ω、R3=2.0Ω、R4=6.0Ω，R5=4.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=2.4cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s2，不计平行板电容器充放电时间，求(1)开关S接b时，金属板两板间的电压为多大？(2)开关S接c时，金属板两板间的电压为多大？(3)带电微粒在金属板中的运动时间．FRBs/mF/NO462617．（12分）如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用R=3Ω的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T-8-\n的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离s'后停下，在滑行s'的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。求：（1）拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q；（2）导体杆运动过程中的最大速度vm；（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热。18．(12分)有一xOy平面，在x<0的空间内，存在场强为E、与y轴成θ角的匀强电场，如图所示。在第Ⅲ象限某处有质子源s，以某一初速度垂直于电场的方向射出质量为m、电荷量为q的质子。初速度的延长线与x轴的交点P的坐标为（-d，0），质子射出电场时恰经过坐标原点O，并沿x轴正向进入x>0区域。在x>0一侧有边界为圆形的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于xOy平面向外，边界某处与y轴相切。质子进入磁场被偏转，在射出磁场后垂直于电场方向回到x<0的区域。(1)试求出质子的初速度v0，并确定质子源s位置的坐标。(2)圆形磁场的最小半径r。(3)质子从射入磁场到再次回到x<0的电场区域所经历的时间t。-8-\n黄石二中2022-2022学年度高二上学期期末考试物理试题参考答案选择题（4×12=48分）题号123456789101112答案BBCCBBAAACABBDBD实验题（4+12=16分）13、8.15（2分）2.970（2.969、2.971也给分）（2分）14、15、（共12分）(1)（4分）用A2替换A1(2)①（4分）电路图如图所示②（4分）＝分析：(1)流过R0的最大电流约为Imax＝＝A＝1.85×10－3A＝1.85mA《100mA因此使用电流表A1时，电表示数太小，误差太大，故应调换为A2。(2)①电路如图所示；②根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋r，整理得：＝＋·＝15、解：（1）如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动。设磁感应强度的大小为B，粒子质量与所带电荷量分别为m和q，圆周运动的半径为，由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得①由题给条件和几何关系可知②设电场强度大小为E，粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为，在电场中运动的时间为t，离开电场时沿x轴负方向的速度大小为，由牛顿定律及运动学公式得③④⑤由于粒子在电场中做类平抛运动（如图），有⑥联立①②③④⑤⑥式得-8-\n⑦（2）联立⑤⑥式得16．解：由闭合电路欧姆定律有①（1分）而代入①式解得I=1A则V，V，V②设微粒的的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有③设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有④⑤由②～⑤式代入数据解得17．解：18．解：（1）设质子在电场中的运动时间为t1，则-8-\n（2）设磁场半径为r，质子在磁场中运动轨迹的半径为R，则，(3)设在磁场中运动的时间为t2，从出磁场到y轴的时间为t3，则其中-8-