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江苏省高邮市2022学年高二物理上学期期中检测试题选修
江苏省高邮市2022学年高二物理上学期期中检测试题选修
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2022~2022学年第一学期期中测试试题高二物理(选修)考试时间100分钟,满分120分第Ⅰ卷(选择题共42分)一.单项选择题:本题共6小题,每小题3分,共18分.每小题只有一个选项符合题意.将正确选项填涂在答题卡上相应位置.1.如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr22.磁体对磁体、电流、运动电荷的作用是通过磁场施加的,关于磁场、磁感应强度和磁感线,下列说法正确的是()A.若一段通电直导线在磁场某处不受磁场力,则该处磁感应强度为零B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向D.地球也有磁场,地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的3.如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度.它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,线圈的水平边长为l,处于匀强磁场中,磁感应强度B的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过逆时针方向电流I时,调节砝码使两臂达到平衡.下列说法中正确的是( )A.线圈只有bc边受到安培力B.线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内C.若电流大小不变而方向反向,线圈仍保持平衡状态D.若发现左盘向上翘起,则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡4.两个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表A1、A2.已知电流表A1量程大于A2的量程,改装好后把它们按图接入电路,则()A.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角B.电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角C.电流表A1的读数等于电流表A2的读数-9-\nD.电流表A1的读数小于电流表A2的读数5.如图所示,一个质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计),由静止经加速电压U加速后,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子打到P点,OP=x,能正确反映x与U之间关系的是( )A.x与成正比B.x与成反比C.x与U成正比D.x与U成反比6.一根导线两端加上电压U,导体中自由电子定向移动的平均速率为v,现将导线均匀拉长至横截面半径为原来的,然后两端加上电压U,则导线中自由电子定向移动的平均速率为()A.B.C.D.二.多项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.7.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )A.加5V电压时,导体的电阻为5ΩB.加12V电压时,导体的电阻为24ΩC.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小8.两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上.不计重力,下列说法正确的有( )A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的长D.a在P上的落点与O点的距离比b的近9.在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小,电压表读数变大-9-\n10.如图所示,光滑倾斜导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的金属杆ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时,金属杆ab恰好静止,则ab所受安培力F( )A.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C.D.F=BILcosα11.如图所示,为测电源电动势和内电阻时,依据测量数据做出的路端电压与电流强度的关系图线,C、E分别时图像上D点对应的纵坐标、横坐标,A、B为图像纵截距与横截距,由图可知()A.比值表示外电路电阻B.比值表示电源内电阻C.比值表示电源效率D.矩形OCDE的面积表示电源的输出功率12.如图所示,带电平行板间匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平向里,一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下,经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动.现使球从轨道上较低的b点开始滑下,经P点进入板间,在之后运动的一小段时间内( )A.小球的重力势能可能会减小B.小球的机械能可能不变C.小球的电势能一定会减少D.小球动能可能减小第Ⅱ卷(非选择题共78分)三.简答题:本题共2小题,共30分.把答案填在答题卡相应的位置或按要求作答.13.(12分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有下列器材:“3V,0.85W”的小灯泡、电流表A(0-0.6A,内阻约为0.1Ω)、电压表V(0-3V,内阻约为4kΩ)、滑动变阻器R(0-10Ω,2A)、电源、开关和若干导线.实验要求保证器材的安全,灯泡两端的电压能从零连续调节,测量结果尽量准确.(1)设计一个合理的电路,并在图甲的方框内画出电路图-9-\n▲▲▲图甲图乙(2)根据设计的电路,用笔画线代替导线,把图乙中实验仪器连接成完整的实验电路(3)实验中测得有关数据如下表:根据表中的数据,在图丙中画出小灯泡的U-I特性曲线.(4)若继续调节滑动变阻器滑片位置,使伏特表示数为3V,记下此时电流表示数,并计算得出小灯泡的电压为3v时实际功率,这个值与额定功率比将▲(选填“偏小”或“偏大”).14.(18分)实验器材有:一节干电池E,变阻箱R,定值电阻R0,电流表A,开关S,导线若干.某同学设计了如图甲所示的电路图测量该电源的电动势和内阻,(1)因定值电阻R0大小未知,需先用多用表测量R0,此时应将开关S置于▲状态(选填“断开”或“闭合”),多用表机械调零后将选择开关-9-\n旋转到电阻档“×100”的位置,再将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针与左侧“0”刻线夹角过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按▲的顺序进行操作(选择各步骤前的字母),再完成测量.A.将K旋转到电阻挡”×1K”的位置B.将K旋转到电阻挡”×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行调零校准.图乙图丙(2)闭合S后,发现电流表无示数.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图乙所示的选择开关旋至▲(选填“A”、“B”、“C”或“D”).(3)合上开关S,用(2)中调节好的多用电表进行排查,在图甲中,若只有a、b间断路,则应发现表笔接入a、b时指针▲(选填“偏转”或“不偏转”).(4)合上开关S,改变电阻箱的阻值R,得到不同的电流值I,根据实验数据作出图象如图丙所示.已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,定值电阻R0已知,电流表内阻不计,则此电池的电动势E=▲,内阻r=▲.(结果用字母k、b、R0表示)四.计算或论述题:本题共3小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.15.(15分)如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离d,磁场磁感应强度的大小为B.电荷量e的电子从左边界上以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30º.重力的影响忽略不计.(1)电子的质量是多少?-9-\n(2)穿过磁场的时间是多少?(3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是多少?16.(16分)如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若电源的电动势为E=3V,内阻r=0.1Ω,限流电阻R0=4.9Ω,闭合开关后,因蹄形磁铁两极间有磁场,又由于粘滞阻力,最终液体将匀速转动,此时理想电压表的示数为1.5V,若已知玻璃皿中两电极间导电液体的等效电阻为R=1Ω,求:(1)流过液体中电流的大小(2)液体的电热功率(3)液体匀速转动的机械功率17.(17分)1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点,解决了粒子的加速问题.现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中.某型号的回旋加速器的工作原理如图所示.回旋加速器的核心部分为D形盒,D形盒装在真空容器中,整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中,磁场可以认为是匀强磁场,且与D形盒盒面垂直.两盒间狭缝间距很小,质子从粒子源A处(D形盒圆心)以零初速度进入加速电场.已知磁场的磁感应强度为B,D形盒半径为R,质子质量为m、电荷量为+q,加速器接一定频率高频交流电源,其电压为U.若不考虑相对论效应、粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间.求:(1)交流电源的频率是多少.(2)质子被加速后获得的最大动能.(3)试推理说明:为何增大电压U能减少质子在D型盒内运动的总时间t?-9-\n2022-2022学年第一学期期中测试试题高二物理(选修)参考答案及评分标准一.单项选择题:1.B2.C3.D4.B5.A6.C二.多项选择题:7.AD8.ACD9.BD10.BC11.AD12.AC三.简答题:13.(12分)(1)(2)(3)(4)偏大14.(18分)(1)断开,ADC(2)C(3)偏转(4)四.论述和演算题:15.(15分)解:(1)电子在磁场中运动,只受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧的一部分,又因为,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上,设为O点。由几何知识可知,所对圆心角,OB为半径r(2分)又由(2分)得(1分)(2)由于所对圆心角是30°,因此穿过时间(2分)-9-\n由于(2分)故(1分)(3)画图知,(2分)由(2分)得(1分)16.(16分)(1)(3分)得(2分)(2)(5分)(3)(3分)(3分)17.(17分)解:(1)根据回旋加速器的原理,每转一周粒子被加速两次,交流电完成一次周期性变化,粒子作圆周运动的向心力公式(2分)所以周期(2分)所以,交流电源的频率得:(1分)(2)质子加速后的最大轨道半径等于D型盒的半径,由洛伦兹力提供向心力得粒子的最大运行速度;(2分)质子获得的最大动能:(2分)得(2分)-9-\n(3)质子完成一次圆周运动被电场加速2次,(2分)经过的周期个数为:(1分)质子在D型盒磁场内运动的时间:即(2分)质子在狭缝内运动的时间:,可见U越大,越小(1分)-9-
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