河北省石家庄市2022学年高二物理上学期期中试题

2022—2022学年度第一学期期中考试高二年级物理试题第I卷（选择题，共48分）一、选择题（在每小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的，选对的得3分，选错得0分)1、根据磁感应强度的定义式B＝F/(IL)，下列说法中正确的是()A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B一定为零C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零2、假设地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)()A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿子午线D．由赤道向两极沿子午线3、如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该（)A．沿x轴的正向B．沿x轴的负向C．沿z轴的正向D．沿z轴的负向4、倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆始终处于静止状态，则ab杆受到的摩擦力()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大1\n5、如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定()A．φa－φb＝φb－φcB．Ea＞Eb＞EcC．φa＞φb＞φcD．Ea＝Eb＝Ec6、某同学按如图电路进行实验，电压表和电流表均为理想电表．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是()A．R3短路B．R1短路C．R3断开D．R2断开7、一学校物理兴趣小组用蓄电池、电动机、皮带、自行车组装了一辆电动车，人骑上后总质量为50kg，假定蓄电池能提供的电压为24V，内电阻不计．当电动车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力恒为车重的0.2倍，2忽略电动车自身的摩擦，则电动机的阻值是(g取10m/s)()A．4.8ΩB．3.2ΩC．1.6ΩD．0.4Ω8、如图所示，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里．一个带电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，则带电粒子运动的方向可能是()A．水平向右B．水平向左C．竖直向上D．竖直向下9、质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生弹性正碰，碰撞后两者的动量正好相同．则两者质量之比M/m为()A．2B．3C．4D．510、如图所示，一质量为m、电量大小为q的带电油滴，从水平向右的匀强电场中的O点以速度v沿与场强方向成37°角射入电场中，油滴运动到最高点时速度大小也是v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是()\nA．最高点可能在O点的正上方B．匀强电场的电场强度可能为E＝mg/4qC．O点与最高点之间的电势差可能为零D．匀强电场的电场强度可能为E＝3mg/q二、选择题（在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)11、如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是()A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外EC．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小12、如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是()A．物块滑到b点时的速度为gRB．物块滑到b点时对b点的压力是3mgRC．c点与b点的距离为μD．整个过程中物块机械能损失了mgR13、在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则（）RA．R的阻值变小B．路端电压不变R1VC．干路电流减小R2\nD．路端电压和干路电流的比值减小14、在图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，以下四个选项中能让灯泡突然变亮的是()A．电阻R1短路B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器C短路15、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是()A．增大磁场的磁感应强度B．减小狭缝间的距离C．增大高频交流电压D．增大金属盒的半径16、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是()A．该离子带负电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点第II卷（非选择题，共52分）三、实验题（本题共2小题，共16分）17、(8分)有一只量程为6V的电压表，内阻约为5～8kΩ，某同学要精确地测量该电压表的内阻，设计的测量电路如图甲所示，其中R2为最大电阻9999Ω的电阻箱，R1为滑动变阻器，电源电动势为9V，内阻很小.实验步骤如下：①按电路图连接电路；②闭合S2；\n③将滑动变阻器滑片调至最左端；④闭合S1；⑤调节滑动变阻器，使电压表满偏；⑥再断开S2，调节电阻箱，调至电压表半偏，并记下电阻箱的读数，并认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻.（1）乙图电阻箱的读数为kΩ.（2）实验室中有两个滑动变阻器：（a）最大阻值为15Ω，额定电流为1A；（b）最大阻值为30kΩ，额定电流为25mA.为了能精确测量电压表内阻，实验中应选择滑动变阻器（填变阻器前的字母代号）.（3）实验中S2从闭合到断开（断开S2之前，电阻箱置于9999Ω），断开后A、B两点的电压UAB6V（选填“>”、“<”或“=”）.（4）实验中由于电路设计所存在的实验误差（系统误差），导致测量值真实值（选填“>”、“<”或“=”）.18、（8分）某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5A，实验室提供的器材如下：电压表（量程0〜3V，内阻约3kΩ）；电阻箱（阻值范围0〜999.9Ω）；开关、导线若干。（1）请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路。（2）实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。根据实\n11验数据绘出如图丙所示的图线，由图像得出电池组的电动势E＝V，内阻r＝URΩ。（保留三位有效数字）（3）关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是（）A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差四、计算题（本题共3小题，共36分）19、（10分）在如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.2A，求电源的电动势和内阻．20、(12分)如图所示，在磁感应强度B＝1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的平行导电滑轨，滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计，滑轨间距L＝0.5m，金属杆质量m＝0.2kg，杆与平行滑轨间的动摩擦因E2数μ＝0.5，不计滑轨与ab杆的电阻，g取10m/s，求接在滑轨上的变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可aBR以使ab杆在滑轨上保持静止。b\n21、（14分）如图所示在边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。在纸面内从O点向磁场区域AOB各个方向瞬时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，所有粒子的速率均为v。已知沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出，不计粒子之间的相互作用和重力的影响，已知sin35°≈0.577，Ǥ。求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小A（2）带电粒子在磁场中运动的最长时间×C（3）沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时，还在×ו磁场中运动的粒子占所有粒子的比例×××OvB2022—2022学年度第一学期期中考试高二年级物理试题答案一、选择题12345678DBBDCDCC910111213141516BDABCBCDADABADBC二、实验题17、（1）7.5（2）a（3）>（4）>18、（1）如图所示（2）2.86（2.85～2.87均可）6.07（6.06～6.08均可）（3）CD三、计算题19、解：当S闭合时，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得E＝1.6＋0.4r-------①当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.2)r----------②由①②式得E＝1.8V，r＝0.5Ω20、解：(1)杆ab正好在不下滑时受力如图所示，设此时安培力为F1，变阻器电阻为R1,根据平衡条件有：cosE又F1＝BI1L，I1＝R1，解得R1＝16.5Ω.\n(2)杆ab正好在不上滑时受力如图所示，设此时安培力为F2，变阻器电阻为R2,根据平衡条件有：cosE又F2＝BI2L，I2＝R2，解得R2＝1.5Ω.故1.5Ω≤R≤16.5Ωo21、解：（1）OC=Lcos30=L----------①沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出，由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对的圆心角为60°。半径r=OC=L-------②qvB=--------③由①②③得B==（2）从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长，设OA弦对的圆心角为，由几何关系得④由④得最长时间0(3)从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC，粒子做圆周运动的圆心角也为60，，0由几何知识得入射速度与OD的夹角因为30，既沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间0与沿OB方向射入的粒子从AB边中点C射出的时间相等，从OB方向到OC方向这30范围内0的粒子此时都还在磁场中，而入射的范围为60，故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是1：2