广东省广州市三校联考（增城中学、华侨中学、协和中学）2022学年高二上学期期末物理试题

（北京）股份有限公司 试卷类型：B 2022 学年第一学期三校联考 高二物理科试题 2023 年1 月 命题人： 审题人： 试题说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100 分，考试时间为75 分钟。 第一部分 选择题（共46 分） 一、单项选择题（本题共7 小题，每小题4 分，共28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。） 1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。这一现象（ ） A．最早是法拉第发现的 B．表明利用磁场可以生电 C．表明电流有磁效应 D．磁针N 极一定垂直纸面向外转 2．一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B＝0.1T 的匀强磁场中，以导线为中心，R 为半径的圆周上有 a、b、c、d 四个点，已知a 点磁感应强度为0。则下列说法正确的是（ ） A．直导线中电流方向垂直纸面向外 B．c 点的磁感应强度为0.2T C．b 点的磁感应强度为0.1T D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度就为零 3．如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通有电流，下列情况中，闭合金属线框中 没有感应电流产生的是（ ） （北京）股份有限公司 A．电流恒定，闭合金属线框向右平移 B．电流恒定，闭合金属线框向上平移 （北京）股份有限公司 C．金属线框固定不动，电流增加 D．金属线框固定不动，电流减小 4．沿电场中某条直线电场线方向建立x 轴，该电场线上各点的电场强度E 随x 的变化规律如图所示。将一个带 正电的粒子从O 点由静止释放，粒子仅在电场力的作用下，由坐标原点O 运动到位置 过程中，下列说法不正 确的是（ ） A．粒子先加速后减速运动 B．粒子的电势能一直减小 C．坐标原点O 和位置 的电势差 D．粒子动能的增加量等于电势能的减小量 5．如图为静电植绒的装置简图，将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上。打开电源开关后，在金属网与金属 板间会产生3kV 的高压，放在金属网上的绒毛将垂直地粘植在被植体上。若保持金属网和金属板间的距离为 2cm，忽略边缘效应，将网与板间的电场视为匀强电场，则下列说法正确的是（ ） A．金属网和金属板间的场强为 B．绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大 C．若增大金属网和金属板的距离，则网和板的电势差也增大 D．在潮湿的环境中进行植绒效果会更好 6．如图所示，宽为L 的光滑金属导轨与水平面成 角，质量为m、长为L 的金属杆ab 水平放置在导轨上．空间 存在着方向向上的匀强磁场，当回路中电流为I 时，金属杆恰好能静止。 重力加速度为g，则（ ） （北京）股份有限公司 （北京）股份有限公司 A．磁感应强度大小为 B．磁感应强度大小为 C．磁感应强度大小为 D．磁感应强度大小为 7．如图所示为回旋加速器的示意图，用回旋加速器加速某带电粒子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流 电周期为T。设D 形盒半径为R，不计粒子在两极板间运动的时间，则下列说法正确的是（ ） A．粒子在磁场中被加速 B．粒子在电场中被加速 C．被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 D．若只增大交流电源的电压U，则粒子的最大动能将增大 二、多项选择题（本题共3 小题，每小题6 分，共18 分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确， 全部选对的得6 分，选不全的得3 分，有选错或不答的得0 分。） 8．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流 为1A。不计摩擦力，下列说法正确的是（ ） A．电动机的热功率为5W B．电动机的输出功率为4W C．10s 内，可以把重20N 货物A 匀速提升的高度为2m D．这台电动机的机械效率70% 9．如图R 是光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），当它受到的光照强度增大时（ ） （北京）股份有限公司 A．灯泡L 变暗 B．光敏电阻R 上的电压增大 C．电容器C 的带电荷量增大 D．理想电压表V 的读数减小 10．如图甲所示，用轻绳拴着一个质量为m、电荷量为 的小球在竖直面内绕O 点做圆周运动，竖直面内加有 竖直向下的匀强电场，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能 与绳中张力F 间的关系如图乙所示，重力 加速度为g，则（ ） A．轻绳的长度为 B．电场强度大小为 C．小球在最高点时的最小速度为 D．小球在最低点和最高点所受绳子的拉力差为 第二部分 非选择题（共54 分） 二、非选择题：计算题要求有必要说明、原始表达式和正确的计算结果。 11．（8 分）某工厂为了复制生产某合金金属管，需要测量其中空部分的面积。图（a）为该种金属管的横截面， 现截取一段粗细均匀的金属管进行测量： （北京）股份有限公司 （l）用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L，用螺旋测微器测量金属管的外径d，如图（b）所示，则读数 d=________mm； （北京）股份有限公司 （2）用多用电表测量该段金属管的阻值：机械调零后，选择“×1Ω”挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮， 使电表指针指到表盘________（选填“左”或“右”）侧的零刻度处；两表笔接触金属管的两端，读数如图 （c）所示，则阻值 ________Ω；完成测量后，把选择开关拨至交流电压最大值挡； （3）通过查表得知该合金材料的电阻率为 ，则金属管中空部分的面积为________。（结果用字母符号表示） 12．（8 分）如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电 阻。改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的路端电压和电流，输入计算机， 自动生成U-I 图线，如图（1）所示。 (1)由图可得干电池的电动势为_________V，干电池的内电阻为_______ Ω； (2)现有一小灯泡，其U－I 特性曲线如图（2）所示，该小灯泡的阻值随电压升高_______（填“增大”、“减 小”或“不变”）；若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是_____W 13．（10 分）如图所示电路，A、B 为竖直放置的平行板电容器的两极板。一质量为 且带正电的小球， 用绝缘细线悬于两极板间的O 点。闭合开关S 后，小球静止时细线与竖直方向的夹角 。已知两极板间距 ，电源电动势 ，内阻 ，电阻 ， ， ， ， ，求： （1）电阻 两端的电压； （2）小球所带的电荷量。 （北京）股份有限公司 14．（12 分）如图所示，两水平放置的平行极板间电压为U，板间距离为d，极板长为L。一电荷量为q、质量 为m 的带负电粒子以速度 从板间中点水平射入，若粒子能从另一端射出平行板，不计粒子的重力，求带电粒 子： （1）射出平行极板时速度方向与水平方向的夹角 的正切值； （2）能从平行极板间射出的最小初速度 . 15．（16 分）如图所示，竖直平面内Ⅰ、Ⅱ区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，Ⅱ区域还有匀强电场（图中未 画出），Ⅰ区域左右有界，Ⅱ区域左边有界，右边无界，虚线为Ⅰ、Ⅱ区域的边界线。质量为m、电荷量为q 的油滴从Ⅰ区域左边界上的O 点以v0的初速度进入磁场，随后做直线运动，速度方向与区域边界和磁场都垂直， 油滴进入Ⅱ区域后做匀速圆周运动，重力加速度为g。 （1）求油滴的电性和磁感应强度的大小； （2）求Ⅱ区域中电场强度的大小和方向，以及油滴在Ⅱ区域中的入射点和出射点之间的距离； （3）若在Ⅱ区域再加一个磁感应强度大小与原磁场相等、方向相反的圆形磁场，使油滴离开Ⅱ区域的位置上升 d，且离开时速度方向垂直于边界水平向左，则所加磁场的面积最小为多少？ （北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【解析】ABC．当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，最早是 奥斯特发现的，AB 错误，C 正确； D．根据右手螺旋定则，可知通电直导线下方的磁场垂直纸面向里，所以磁针N 极垂直纸面向内偏转，D 错误。 故选C。 2．A 【解析】A．由题知，a 点的磁感应强度为0，说明通电导线在a 点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度 大小相等、方向相反，即得到通电导线在a 点产生的磁感应强度方向竖直向下，根据安培定则判断可知，直导 线中的电流方向垂直纸面向外，故A 正确； B．通电导线在c 处的磁感应强度方向水平向右，则c 点感应强度为 ，方向与B 的方向成45°斜向右上方， 故B 错误； C．通电导线在b 处的磁感应强度方向竖直向上，方向与B 的方向相同，大小为0.2T，故C 错误； D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度不变，故D 错误。 故选A。 3．B 【解析】A．由于直导线产生的磁场离导线越远处，磁感应强度越小，电流恒定，闭合金属线框向右平移时， 穿过线框的磁通量减少，所以有感应电流的产生，A 不符合题意； B．当闭合金属线框向上平移或向下平移时，穿过线框的磁通量保持不变，所以没有感应电流的产生，故B 符 合题意； CD．金属线框固定不动，直导线的电流增加或减少，其穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流的产生，故 CD 不符合题意； 故选B。 4．A 【解析】ABD．由坐标原点O 运动到位置 过程中，电场方向一直为正方向，电场力方向与速度方向相同，电 场力对粒子做正功，粒子速度一直增大，电势能一直减小，粒子的动能增加量等于电势能的减小量，A 错误， BD 正确； C．坐标原点O 和位置 间的电势差为图像与x 轴所围成的面积，即 ，C 正确。 故选A。 （北京）股份有限公司 5．A 【解析】A．金属网和金属板间的场强为 选项A 正确； B．绒毛在飞往被植体的过程中，电场力做正功，则电势能不断减小，选项B 错误； C．金属网与金属板间电压不变，则若增大金属网和金属板的距离，则网和板的电势差不变，选项C 错误； D．在干燥的环境中进行植绒效果会更好，选项D 错误。 故选A。 6．C 【解析】磁场方向竖直向上，根据左手定则可知，安培力方向水平向右，大小有 金属杆恰好静止，则安培力和重力沿斜面方向的分力相等 整理得到 选项C 正确，ABD 错误； 故选C。 7．B 【解析】AB．在回旋加速器中，粒子在经过电场的时候被加速，在磁场中，因为洛伦兹力不做功，所以粒子的 速率保持不变，不会被加速，A 错误，B 正确； C．根据周期公式 可知，被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期与半径无关，C 错误； D．当粒子被加速到最大速度时，由洛伦兹力提供向心力得 最大动能 联立可得 则若只增大交流电源的电压U，则粒子的最大动能不变，D 错误。 （北京）股份有限公司 故选C。 8．BC （北京）股份有限公司 【解析】A．根据 电动机的热功率为 故A 错误； B．电动机的输入功率为 电动机的输出功率为 故B 正确； C．电动机的输出功率提升重物 解得 故C 正确； D．这台电动机的机械效率 故D 错误。 故选BC。 9．CD 【解析】当光敏电阻受到的光照强度增大时，电阻R 减小，则总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，即理 想电压表V 的读数减小；灯泡L 上的电流变大，则灯泡变亮；由于灯泡和电源内阻上的电压变大，则光敏电阻 R 上的电压减小；电容器两端电压等于灯泡两端电压，可知电容器两端电压变大，根据Q=CU 可知，电容器C 的带电荷量变大。 故选CD。 10．BCD 【解析】A．在最高点时，绳对小球的拉力、重力和电场力的合力提供向心力，可得 （北京）股份有限公司 即 （北京）股份有限公司 故 由图象斜率为 即 A 错误； B．当F=0 时，由 联立解得 B 正确； C．当F=0 时，重力和电场力提供向心力，此时为最小速度，有 解得 C 正确； D．小球在最低点时，有 小球在最高点时有 从最低点到最高点，由动能定理可得 （北京）股份有限公司 联立解得 D 正确； （北京）股份有限公司 故选BCD。 11． 9.950mm 右 【解析】（1）用螺旋测微器测量金属管的外径 （2）将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针指到表盘右侧的零刻度处； 欧姆表测得的阻值 （3）根据电阻定律，有 故横截面积为 则金属管中空部分的面积为 12． 1.5V 2Ω 增大 0.27 【解析】（1）由图所示图像可知，电源电动势为：E=1.5V 电源内阻为： （2）U-I 图像中，根据欧姆定律，灯泡的电阻可用曲线上某点处对应的U 和I 的比值确定，因此由图像可知， 随着电压的升高，对应的U/I 的值增大，即电阻值增大。 由图像可知，灯泡与该干电池组成串联电路时，灯泡两端电压U=0.9V，电路电流I=0.3A，灯泡实际功率 P=UI=0.9V×0.3A=0.27W． 13．（1）10V；（2） ； 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知 （北京）股份有限公司 电阻 两端的电压 得 （2）两板间的电场强度的大小为 解得 14．（1） ；（2） 【解析】解：（1）平行极板间电压为U，板间距离为d，由匀强电场的场强与电势差的关系可知 粒子在平行极板间做类平抛运动，在水平方向粒子做匀速直线运动，有 在竖直方向做初速度等于零的匀加速直线运动，有 v 竖=at= 射出平行极板时速度方向与水平方向的夹角 的正切值为 （2）当粒子从平行板边缘射出时，粒子的初速度最小，粒子在板间运动的时间t′ （北京）股份有限公司 能从平行极板间射出的最小初速度 （北京）股份有限公司 15．（1）负电， ；（2） ，电场强度竖直向下， ；（3） 或 【解析】（1）油滴在Ⅰ区域做直线运动，必为匀速直线运动。因为洛伦兹力竖直向上，故油滴带负电，且满足 解得 （2）油滴在Ⅱ区域中做匀速圆周运动，因此电场力和重力抵消，洛伦兹力提供油滴匀速圆周运动所需的向心力。 所以电场力竖直向上，因油滴带负电，故电场强度方向竖直向下，即 解得 设油滴匀速圆周运动的轨迹半径为r，则 即 代入 得 故油滴在Ⅱ区域中的入射点和出射点之间的距离为 （3）若在Ⅱ区域再加一个磁感应强度大小相等、方向相反的圆形磁场，则油滴在此圆形区域内做匀速直线运动。 为使油滴离开Ⅱ区域的位置上升d，且离开时速度方向垂直于边界水平向左，则油滴在Ⅱ区域中的轨迹如图所 示，虚线是油滴做匀速直线运动的轨迹，虚线长度为d （北京）股份有限公司 ①若 即 如图所示，磁场圆面积最小时，匀速直线运动的轨迹即磁场圆的直径，此时磁场圆的直径为d，最小面积 ②若 d>2r 即 如图所示，磁场圆面积最小时，磁场圆与Ⅱ区域的边界相切，匀速直线运动的轨迹长度d 是磁场圆的一根弦。 设此时磁场圆直径为R，由几何知识可知 解得 代入 得 （北京）股份有限公司 （北京）股份有限公司 代进 得