河南省八所名校2021-2022学年高二下学期第三次联考物理试题(1)

河南省八所名校2021-2022 学年高二下学期联考三 物理试卷 注意事项： 1、本试卷分为第1 卷（选择题）和第2 卷（非选择题）两部分。 2、本场考试90 分钟，满分100 分。 3、答卷前考生务必将自己的姓名和考号填写在答题卡上，并使用2B 铅笔填涂。 4、考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题（本题共10 小题，每小题4 分，共40 分。在每小题给出的四个选项中，第1～7 题只有一项符 合题目要求，第8～10 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提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场， 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都是通过电场发生的 B．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线可能相交 C．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的 D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的 2．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ） A．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作 B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流 C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 3．雷雨天建筑物顶端一避雷针周围电场的等势面分布如图所示，A、B、C 为空间电场中的三点，其中A、 B 两点位置关于避雷针对称,其中一电量大小为e 的负电荷由C 点移动到B 点，下列说法中正确的是（ ） A．A、B 两点的电场强度相同 B．该负电荷在C 点的电势能小于B 点的电势能 C．该负电荷从C 点移动到B 点，电场力做正功大小为2keV D．C 点场强大于B 点场强 4．如图所示，两根互相垂直的绝缘长直导线紧挨放置，导线中分别通有向上和向右的大小相等的电流。 正方形abcd 分别关于两导线对称，a 、b 、c 、d 四点的磁感应强度大小分别为 1 B 、 2 B 、 3 B 、 4 B 。下列 说法正确的是（ ） A． 1 B 、 3 B 大小相等 B． 1 B 、 2 B 大小相等 C． 1 B 、 4 B 大小相等 D． 3 B 、 4 B 大小相等 5 ．如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点 电荷，点电荷受到的电场力为F，若截走圆弧的，则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（ ） A． B． C． D． 6．质量为m，,电阻率为，横截面积为S，长度为L 的粗细均匀的金属棒MN 两端由等长的轻质绝缘细线 悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN 两端加上大小为U 的电 压，使电流由M 流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则 下列说法正确的是（ ） A．磁场方向竖直向上或向下，大小为 B．磁场方向竖直向上或向下，大小为 C．增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60° D．增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60° 7．如图所示，电路中E、r 为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电 表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P 处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a 端 滑动时，则（ ） A．电源的效率一定会减小 B．电源的输出功率一定会增大 C．小液滴一定会向下运动 D．若电流表、电压表的示数变化量分别为I 和U  ，则 8．如图所示，三个灯泡L1、L2、L3规格相同，螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心 轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是（ ） A．L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭 B．L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭 C．线圈向左摆动，并有收缩趋势 D．线圈中的感应电流为逆时针（从左向右看） 9．如图所示，ab 是长为L 电阻为R 的金属杆，它处在大小为B 方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a 点在纸面内转动；S 是以a 为圆心位于纸面内的金属圆环。在杆转动过程中，杆的b 端与金属环保持良好 接触；A 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a 点良好接触。当杆沿顺时针方向以角速度w 转动时， 某时刻ab 杆的位置如图所示（金属圆环的电阻可忽略不急），则此时刻（ ） A．有电流通过电流表，方向由c→d B．有电流通过电流表，方向由d→c C．作用于ab 的安培力向右，大小为 D．作用于ab 的安培力向左，大小为 10．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，三角形bce 为等 腰直角三角形，其中∠bec=90o，be=ec=l，ab、bc 与cd 共线，ab 间的距离等于l。一束质量均为m、电量均 为q 的带负电的粒子，在纸面内从a 点垂直于ac 以不同速度射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 下列说法正确的是（ ） A．可以经过三角形边界的粒子的速率最小值为 B．可以经过三角形边界的粒子的速率最大值为 C．在磁场中运动时间最短的粒子速率为 D．在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为 2 3 m qB  二、实验题（11 题每空3 分，12 题每空2 分，共15 分） 11．为测定一电池的电动势和内阻，甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来测量电池的电动势和 内阻，其中R、Ro 分别是电阻箱和定值电阻，Ro=2Ω。实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示 的两个电 路，实验记录电阻箱R 的阻值以及对应电压表的示数U。据实验记录的数据作出关系图线 丙和丁。 (1)可以判断图线丁是利用图（填“甲”或“乙”）电路进行实验所描出的。 (2)依据实验数据绘出的 图线如图所示；则电源电动势E= V，内阻r= Ω。 （计算结果均保留两位有效数字 12．某同学使用多用电表，某次指针指示的位置如图所示，（1）若选择开关置于欧姆挡“×100”，则 所 测电阻的阻值为 Ω；（2）若选择开关置于直流电流100mA 挡，则所测电流为 mA；（3）若选择开关置于直流电压50V 挡，则所测电压为V 三、计算题（共45 分） 13．(6 分) 如图所示，两平行金属导轨间的距离 0.40m L  ，金属导轨所在的平面与水平面夹角 37  ，在导 轨所在平面内，分布着磁感应强度 0.5T B  、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一 端接有电动势 4.5V E  、内阻 0.50Ω r  的直流电源。现把一个质量 0.040kg m  的导体棒ab 放在金属 导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 0 4Ω R  ，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s2。 已知sin37 0.60  ，cos37 0.80  ，求： （1）导体棒两端电压Uba； （2）导体棒与金属导轨的动摩擦因数； 14．(12 分) 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在距y 轴左侧区域存在宽度为 0.3m a  的 垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B （大小可调节）。 现有质荷比为 10 4 10 N/C m q   的带正电粒 子从x 轴上的A 点以一定初速度 垂直x 轴射入电场，且以 7 4 10 m/s v  ，方向与y 轴正向成60 的速度经过P 点进入磁场， 2 3 3 OP OA  、 0.1m OA  ，不计 重力。求： (1)粒子在A 点进入电场的初速度 0 v 为多少？ (2)要使粒子不从CD 边界射出，则磁感应强度B 的取值范围？ (3)粒子经过磁场后，刚好可以回到A 点，则磁感应强度B 为多少？ 15.（14 分）我国在建航母采用了电磁弹射技术。原理如图1，飞机钩在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆 放电，产生强电流恒为4000A，导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场，磁感强度B=10T，在磁场力 和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机与滑杆脱离。导轨长 120m、间距为3m。飞机质量为2.0×104kg，在导轨上运动时所受阻力恒为机重的0.1 倍，假如刚开始时发动机已达额定功率，为4×106W。飞机在导轨末端所受竖直升力与水平速度关系F=kv （k=4000kg/s）。如图2 是在一次弹射过程中，记录的飞机在导轨各个位置上的速度。滑杆的质量忽略，g 取10m/s2。求： （1）飞机在导轨上运动30m 处的加速度大小。 （2）如果飞机在导轨末端刚好达到起飞条件，求飞机在导轨上运动的时间。 16.（13 分）如图，在平面直角坐标系xoy 的第四象限区域都有沿+y 方向的匀强电场。在第一象限的某个长 方形区域内有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，其下边界在x 轴上，左边界在y 轴上。 一质量为m、电荷量为+q 的带电微粒(重力不计)，以初速度 0 v 从图中的P 点沿−x 方向进入电场，通过x 轴 上的Q 点时速度为 0 2v ，PQ 间沿−x 方向的距离为L，带电微粒进入第一象限后，由于磁场的作用，该微粒再 次通过x 轴时，恰好沿−y 方向经过原点O.求： （1）匀强电场的电场强度E 的大小。 （2）微粒在磁场中运动的轨迹半径及微粒从P 到O 运动的时间。 （3）在 xoy 平面内长方形磁场区域的最小面积。 物理答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C A A B D BD AC BC 11．乙 2.9 2.2 12．(1)1200； （2）55； （3）27.3~27.6 13．（1）4V；（2） 0.125  14．(1)粒子在电场中做类平抛，竖直方向不受力，为匀速运动 7 0 cos60 2 10 m/s v v    (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动 2 mv Bqv R  得 mv R Bq  当轨迹与CD 边相切时恰好不出磁场线，此时： sin30 max max R R a   2 0.2m 3 max R a   联立 0 0 3 0.08T 2 mv B qa   磁感应强度B0>0.08T (3)粒子运动轨迹如图所示，出磁场时速度与y 轴正方向夹角为60 做匀速直线运动后回到A 点，设出磁场处为Q 点 由几何关系 0.1m tan60 3 OA OQ    0.2 0.1 0.3 m 3 3 3 PQ    2 'sin60 R PQ  又由 2 ' mv Bqv R  ' 0.1m mv R Bq   0.16T B  15.（1）分析飞机在30m 处水平方向的受力有：发动机的推力 ①,磁场的安培力 ②,阻 力 ③, ④,联立①②③④得： 2 10m/s a  . （2 ）飞机在导轨末端刚好达到起飞条件： ⑤, 由全过程的功能关系得： ⑥,联立⑤⑥得： s t 25 . 3  . 16.（1）以初速度 0 v 从图中的P 点沿 x  方向进入电场，通过x 轴上的Q 点时速度为 0 2v ， 在电场力的方向上的位移 2 0 1 , 2 x at L v t   由动能定理得：   2 2 0 0 1 1 2 2 2 m v mv EqL   联立解得： 2 0 3mv E qL  ； （2）微粒由P 点到Q 点的运动过程中时间1 0 L t v  0 0 1 cos 2 2 v v   ，故 60  又 0 2 m v R qB  微粒进入第一象限做匀速直线运动的时间2 0 tan60 2 3 R m t v qB     微粒做圆周运动的时间3 150 5π 360 6 m t T qB     故微粒从P 到O 的时间 1 2 3 0 2 3 5π 6 m m L t t t t qB v      （3）如图所示 有 60  ，由几何关系可得长度形磁场区域的最小长度和宽度分别为 sin R R R   、 ，所以磁场区域的最 小面积为： 2 2 2 0 min 2 2 2(2 3) 2 3 ( sin ) 2 m v S R R R R q B       