内蒙古包头市2022学年高二物理上学期期中试题

2022～2022学年度第一学期高二年级期中考试物理试题一、选择题(共14小题，每小题3分，共42分.)1．笫56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3000mAh电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注．如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则（）A．4.35V表示该电池的电动势B．11.4Wh表示该电池能提供的电量C．3000mAh表示该电池能提供的电能D．该电池充满电后以后以100mA的电流工作时，可连续工作30小时2.如图所示，有三个电阻，已知Rl：R2：R3=1：3：6，则电路工作时，电压Ul：U2为（）A．1：2B．1：3C．1：6D．1：93.如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接l，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则（）A．电源内阻为2ΩB．电动机的内阻为4ΩC．电动机正常工作电压为1VD．电源效率约为93.3%4.如图所示，直线A为某电源的U﹣I图线，曲线B为某小灯泡的U﹣I图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路，下例说法中正确的是（）A．此电源的内阻为0.5ΩB．电源的总功率为10WC．电源的输出功率为8WD．电源的短路电流为6A5.如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（）A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗6．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表示数变化量的绝对值为△I，则（）A．A的示数减小B．V2的示数增大C．△V3与△I的比值等于rD．△V1大于△V21\n7．如图所示，电路中R1、R2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，闭合电键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R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开电键S8．在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是（）A．B．C．D．9.用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为+q的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向可能是（）A．v=，水平向右B．v=，水平向左C．v=，竖直向上D．v=，竖直向下10．如图所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里．三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷，已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动．比较它们的质量应有（）A．a油滴质量最大B．b油滴质量最大C．c油滴质量最大D．a、b、c的质量一样11．空间虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B．一群电子以不同速率v从边界上的P点以相同的方向射入磁场，其中某一速率v0的电子从Q点射出，如图所示．已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断（）A．该匀强磁场的方向是垂直纸面向外B．所有电子在磁场中的轨迹相同C．速度大的电子在磁场中运动对应的圆心角小D．所有电子的速度方向都改变了2θ2\n12.如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则t1：t2为：（不计重力）（）A．2：3B．2：1C．3：1D．3：213．如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力．则（）A．vb：vc=1：2，tb：tc=2：1B．vb：vc=2：2，tb：tc=1：2C．vb：vc=2：1，tb：tc=2：1D．vb：vc=1：2，tb：tc=1：214．形成雾霾天气的主要污染物是PM2.5，为了研究PM2.5的相关性质，某实验小组在实验中让一带电PM2.5颗粒（重力不计），垂直射入正交的匀强电场和磁场区域，如图所示，其中M、N为正对的平行带电金属板，结果它恰能沿直线运动．则（）A．M板一定带正电B．PM2.5颗粒一定带正电C．若仅使PM2.5颗粒的带电量增大，颗粒一定向M板偏移D．若仅使PM2.5颗粒的速度增大，颗粒一定向N板偏移二、多项选择题：共5小题，每题4分，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分15.一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U，则（）A．通过导线的电流为I/8B．通过导线的电流为I/16C．导线中自由电子定向移动的速率为D．导线中自由电子定向移动的速率为16.在如图1所示的电路中，电源电动势为3\n3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列判断正确的是（）A．灯泡L1的电阻为12ΩB．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C．灯泡L1消耗的电功率为0.75WD．灯泡L2消耗的电功率为0.30W17.如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（）A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻18．如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O沿与x轴成30°角斜向上方射入磁场，且在上方运动半径为R．则下列说法正确的是（）A．粒子在运动过程中的动能保持不变B．粒子在x轴上方和下方运动的半径之比为2：1C．粒子完成一次周期性运动的时间为D．粒子第二次射入x轴上方的磁场时，沿x轴前进3R19．如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，L）、一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°．下列说法中正确的是（）A．电子在磁场中运动的时间为B．电子在磁场中运动的时间为C．磁场区域的圆心坐标为（，）D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，﹣2L）三、实验题：4\n20.(9分)为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约为1.0Ω）②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为10Ω）③电流表A（量程0～0.60A，内阻约为0.10Ω）④滑动变阻器R1（0～20Ω，2A）⑤滑动变阻器R2（0～1000Ω，1A）[]⑥定值电阻R3＝990Ω⑦开关和导线若干（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________（填仪器字母代号）；（2）请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；（3）图乙所示为某同学根据正确的电路图做出的I1－I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。21.（10分）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）.正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点.A.电流表A（量程0.6A，内阻约0.3Ω）B.电压表V（量程15.0V，内阻约10kΩ）C.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）D.滑动变阻器R′（最大阻值为500Ω）E.电源E（电动势15V，内阻忽略）F.电键、导线若干①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的滑动变阻器是.（只需填写器材前面的字母即可）②请在所提供的器材中选择必需的器材，在下面的虚线框内画出该小组设计的电路图.5\n③该小组测出热敏电阻R1的UI图线如图甲中曲线Ⅰ所示.请分析说明该热敏电阻是热敏电阻（填PTC或NTC）.④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如图甲中曲线Ⅱ所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路.接通对应电路后,测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A，则该电池组的电动势为V，内阻为Ω.（结果均保留三位有效数字）四．解答题：22．（9分）如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变动器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值．23.（15分）下图是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的右侧区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外，A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。A1A2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L=0.2m。在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此-3后每隔T=3.0×10s开启一此并瞬间关闭。从6\nS1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动）24．（15分）如图甲所示，在平行边界MN、PQ之间存在宽度为d的匀强电场，电场周期性变化的规律如图乙所示，取竖直向下为电场正方向；在平行边界MN、PQ左侧和右侧存在如图甲所示的两个长为2d，宽为d的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，其边界点分别为PQCD和MNFE。已知区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小是区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度大小的3倍。在区域Ⅰ右边界中点A处，有一质量为m、电量为q、重力不计的带正电粒子以初速度v0沿竖直方向从磁场区域Ⅰ开始运动，以此作为计时起点，再经过一段时间粒子又恰好回到A点，如此循环，粒子循环一周，电场恰好变化一个周期，已知粒子离开区域Ⅰ进入电场时，速度恰好与电场方向垂直，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：（1）区域Ⅰ的磁感应强度大小B；（2）电场强度大小E及电场的周期T。北重三中2022～2022学年度第一学期高二年级期中考试物理答案一、选择题(共14小题，每小题3分，共42分.)1．D2.A3.D4.A7\n5.D6．D7．B8．C9.C10．C11．D12.C13．A14．A15.AD16.ACD17.AC18．ACD19．BC三、实验题：20.答案．（1）R1（2分）。（2）如左图（4分）。（3）1.45±0.01V（2分），0.90±0.01（2分）。21.答案（1）C（2）见解析图（3）PTC（4）10.0（9.60～10.4）8\n6.67（6.00～8.00）四．解答题：22．(1)题图乙中AB延长线交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，所以电源的电动势为EE＝20V，内阻r＝I短＝20Ω.U2(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应题图乙中的B点，即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝I2＝5Ω.(3)当P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16V，I总＝0.2A，U外所以R外＝I总＝80Ω.R1R3因为R外＝R1＋R3＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为R3＝300Ω.[答案](1)20V20Ω(2)5Ω(3)300Ω23.解：如图所示，设带正电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f，在磁场中做圆周运动的半径为r，有：f=qv0B①9\n②由①②得：欲使微粒能进入小孔，半径r的取值范围为：③代入数据得：80m/s<v0<160m/s[.欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件：其中n=1,2,3,……④由①②③④可知，只有n=2满足条件，即有：v0=100m/s⑤（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t，设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2，碰撞后再返回磁场的时间为t3，运动轨迹如上图所示，则有：⑥⑦⑧⑨⑩(s)⑾24．【答案】（1）（2）；【解析】试题分析：（1）粒子在区域Ⅰ做圆周运动的半径r=d，10\n由洛伦兹力提供向心力知联立得（2）画出粒子运动的轨迹示意图如图所示，粒子在区域Ⅰ做匀速圆周运动，圆心为O1，粒子从区域Ⅰ进入电场，在电场中做类平抛运动，在区域Ⅱ做匀速圆周运动，圆心为O2半径记为R，在区域Ⅱ做匀速圆周运动圆心O2与区域Ⅰ做匀速圆周运动的圆心O1的连线必须与边界垂直才能完成上述运动。粒子从区域Ⅰ进入电场做类平抛运动水平方向竖直方向离开电场时沿电场方向的速度，离开电场时速度方向与边界MN的夹角为θ，离开电场时速度为v，粒子在区域Ⅱ做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力知由几何关系有联立以上各式得由得粒子在区域Ⅰ中运动的时间粒子在区域Ⅱ中运动的时间粒子在电场中运动的时间电场变化的周期等于粒子运动的周期，所以电场周期11