辽宁省六校协作体2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题

第1 页共6 页 2021—2022 学年度（上）六校协作体高二年级期中考试 物理试题 考试时间：90 分钟满分：100 分 一、选择题：本题共12 小题，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1～8 题只有一 项符合题目要求，每小题4 分；第9～12 题有多项符合题目要求，每小题4 分，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．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。 设氢原子核外电子以速率v 绕原子核做半径为r 的匀速圆周运动，已知电子电荷量为e。其 形成环形电流的大小为（ ） A．ve r  B．2 ve r  C．ve r D．2 ve r 2.在地球赤道上进行实验时,用磁传感器测得赤道上P 点地磁场的磁感应强度大小为 0 B .将一 条形磁铁固定在P 点附近的水平面上,让N 极指向正北方向,如图所示,此时用磁传感器测得P 点的磁感应强度大小为 1 B ;现将条形磁铁以P 点为轴旋转90°,使其N 极指向正东方向,此时用 磁传感器测得P 点的磁感应强度大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)( ) A. 1 0 B B  B. 1 2 B B  C. 2 2 0 1 B B  D. 2 2 0 1 0 1 2 2 B B B B   3．如图示，AB 是水平面上一个圆的直径，在过AB 的竖直平面内有一根通电导线CD，已 知CD∥AB。当CD 竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将（ ） A．逐渐增大B．逐渐减小 C．始终为0D.不为0 但保持不变 4．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电 表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2 和U3 表示，电表示数变化量的大小分 别用ΔI、ΔU1、ΔU2 和ΔU3 表示。下列判断正确的是（ ） 第2 页共6 页 A．|ΔU1|<|ΔU2|，|ΔU2|>|ΔU3| B． 1 U I 不变， 1 U I   变小 C． 2 U I 变大， 2 U I   变大 D． 3 U I 变大， 3 U I   变大 5． 如图所示， 其中电流表A 的量程为0.6 A， 表盘均匀划分为30 个小格， 每一小格表示0.02 A； R1 的阻值等于电流表内阻的1 2 ； R2 的阻值等于电流表内阻的2 倍。 若用电流表A 的表盘 刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是（ ） A．将接线柱1、2 接入电路时，每一小格表示0.04 A B．将接线柱1、2 接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3 接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3 接入电路时，每一小格表示0.01 A 6.如图所示，三根通电直导线P、Q、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通 入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度 KI B r  ，I 为通 电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方 向是（ ） A. 垂直R，指向y 轴负方向 B. 垂直R，指向y 轴正方向 C. 垂直R，指向x 轴正方向 D. 垂直R，指向x 轴负方向 7.在如图所示的U-I 图线上，a、b、c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b 点 α=β，则下列说法中正确的是（） A．在a 点时电源有最大输出功率 B．在b 点时电源的总功率最大 C．从a→b，β角增大，电源的总功率和输出功率都将增大 D．从b→c，β角增大，电源的总功率和输出功率都将减小 第3 页共6 页 8.如图所示,两平行导轨ab cd 、 竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属 棒PQ 放在导轨上,使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ 中通有大小变化的 电流I,同时释放金属棒PQ 使其运动.已知电流I 与时间的关系为I kt  (k 为常数且 0 k  ),方 向如图所示,金属棒与导轨间的动摩擦因数一定.以竖直向下为正方向, 则下列关于金属棒PQ 的速度v、加速度a 随时间变化的关系图像中, 可能正确的是( ) A. B. C. D. 9.如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动。拿一条形磁 铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，看到的现象及现象分析正确的是( ) A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流 D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流 10．如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对 2 1H 粒子进行加速，此时D 形盒中的 磁场的磁感应强度大小为B，D 形盒缝隙间电场变化周期为T。 忽略粒子在D 形盒缝隙间的 运动时间和相对论效应，下列说法正确的是（ ） A．保持B 和T 不变，该回旋加速器可以加速质子 B．保持B 和T 不变，该回旋加速器可以加速 4 2He 粒子，加速后的最大速率与 2 1H 粒子的相等 C．保持B 和T 不变，该回旋加速器可以加速 4 2He 粒子，且在回旋加速器中运 动的时间与 2 1H 粒子的相等 D．保持B 和T 不变，该回旋加速器可以加速 4 2He 粒子，加速后的最大动能与 2 1H 粒子的相 等 11．如图，电源电动势为E、内阻值为r，R1 是滑动变阻器，R2 是定值电阻器，C 是平行板 电容器，MN 是电路中导线上的两个点，将单刀双掷开关S 掷到a 且电路稳定后，下列判断 第4 页共6 页 正确的是（） A．将R1 的滑动触头向右移动，电容器上的电荷量将变小 B．将R1 的滑动触头向右移动，电容器上的电荷量将变大 C．在将S 由a 掷到b 的瞬间，导线MN 中有从N 向M 的电流 D．在将S 由a 掷到b 的瞬间，导线MN 中有从M 向N 的电流 12．如图所示，竖直平面内一半径为R 的圆形区域内有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向 垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为－q 的带电粒子沿平行于直径MN 的方向以不同速 率从P 点进入匀强磁场，入射点P 到直径MN 的距离h= 3 2 R，不计粒子重力，下列说法正 确的是（ ） A．若粒子恰好能从N 点射出，则粒子在磁场中运动的时 间为 ������ 3������ B． 若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反， 则粒子在磁场中运动的时间为 ������ 2������ C．若粒子恰好能从N 点射出，则粒子的速度为3��������� 3��� D．若粒子恰好能从M 点射出，则粒子在磁场中偏转的半径为3 3 R 二．实验填空题（13 题每空1 分，14 题每空2 分） 13.在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d 和电阻R. (1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如下 图甲，则金属丝的直径为_______mm. (2)若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果 将比真实值______． (填 “偏大” 或 “偏小” ) (3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电 流时读数如下图所示，则电压表的读数为_____V，电流表的读数为______A. 第5 页共6 页 14． （8 分）某兴趣小组测量电源的电动势和内阻的实验原理图，如图甲所示，现提供的器 材如下： A．待测电源（电动势约为3V） ； B． 电压表V1 （量程为0～3V， 内阻约为3kΩ） ； C． 电压表V2 （量程为0～6V， 内阻约为10kΩ） ； D．定值电阻R1=10Ω； E．定值电阻R2=1000Ω； F．电阻箱R（0～99.9Ω） ； G．开关和导线若干。 （1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择___________；定值电阻R0 应选 择___________（均填写器材前的字母序号） 。 （2）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U；作出的1 1 R U  图象如图乙所示，图 线与横、纵坐标轴的截距已在图中标出，则该电源的电动势为___________V、内阻为 ___________Ω（结果均保留两位有效数字） 。 四、解答题 15. （8 分）如图所示， 电源的电动势是6V， 内阻是0.5Ω， 小电动机M 的线圈电阻为0.5Ω， 限流电阻 0 R 为3Ω，若理想电压表的示数为3V，试求： (1)电源的功率和电源的输出功率； (2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率． 16． （10 分）两个相同的全长电阻为36Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上， 两环分别在两个互相平行的，相距为20cm 的竖直面内，两环的圆心连线恰好与环面垂直， 两环面间有方向竖直向下的磁感应强度 3 T 2 B  的匀强磁场（未画出） ，两环的最高点A 和 C 间接有一内阻为0.5Ω的电源，连接导线的电阻不计。今有一根质量为10g，电阻为1.5Ω 的棒置于两环内侧且可沿环滑动， 而棒恰好静止于如图所示的水平位置， 它与圆弧的两接触 第6 页共6 页 点P、 Q 和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为 60  ，取重力加速度 2 10m/s g  。试求此电源电 动势E 的大小。 17（10 分） .如图，绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场， 电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一 质量为m、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开始沿MN 下滑，到达C 点时离开 MN 做曲线运动。A、C 两点间距离为h，重力加速度为g。 （1）求小滑块运动到C 点时的速度大小vc； （2）求小滑块从A 点运动到C 点过程中克服摩擦力做的功Wf； （3）若D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过 程中速度最大的位置，当小滑块运动到D 点时撤去磁场，此后小 滑块继续运动到水平地面上的P 点。 已知小滑块在D 点时的速度 大小为vD，从D 点运动到P 点的时间为t，求小滑块运动到P 点 时速度的大小vp． 18． （12 分）如图所示，两个相邻的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ的磁感应强度方向垂直纸 面向外，区域Ⅱ的磁感应强度方向垂直纸面向里。AB、CD、EF 为相互平行的直边界，区 域Ⅰ和区域Ⅱ的宽度均为d。一个质量为m、带电量为+q 的粒子从P 点以速度v 垂直于边 界线CD 进入区域Ⅰ； 粒子第一次穿过边界线CD 时， 速度方向相对P 点的速度偏转了30°， 进入区域Ⅱ，恰好不能从边界线EF 穿出区域Ⅱ，不计粒子的重力。求： （1）区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度B1 的大小； （2）求粒子从P 点出发到第二次通过CD 边界所用的时间。 答案第1页，共4页 六校协作体高二年级期中考试物理参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B D C A C A D B BD BC BD AD 13. 0.695-0.698 偏小 2.60 0.52 14．B D 2.7 1.1 15.答案：(1)6W;5.5W (2)2.5W;2W 解析：(1) 0 0 0 / 1A I IR UR R    ； （1 分）电源的功率 6 W E P IE   ； （1 分） 内电路消耗的功率 2 0.5 W r P I r   ； （1 分） 电源的输出功率 5.5 W E r P P P    出 . （1 分） （2）电动机分压 0 2.5 V M U E Ir UR     ； （1 分） 电动机消耗的功率 2.5 W M M P IU   ； （1 分） 热功率 2 0.5 W M P I r   热 ； （1 分） 电动机输出的机械功率 2 W M P P P   热 机 － .（1 分） 16.在题图中，从左向右看，棒PQ 的受力如图所示 棒所受的重力和安培力F 安的合力与环对棒的弹力FN 是一对平衡力，且 tan 3 F mg mg    安 （2 分） 而 F BIL  安 （2 分） 答案第2页，共4页 带入数据解得 1A I  （2 分） 在题图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则 1 2 36 36 3 3 = =8Ω 1 2 36+ 36 3 3 R      （2 分） 由闭合电路欧姆定律得     = 2 =1 0.5 16 1.5 18V E I r R R       棒 （2 分） 17.答案：1.小滑块沿MN 运动过程,水平方向受力满足 qvB N qE   ① 小滑块在C 点离开MN 时 0 N  ② 解得 C E v B  ③ （3 分） 2.由动能定理 2 1 0 2 f C mgh W mv    ④ 解得 2 2 2 f mE W mgh B   ⑤ （3 分） 3.如图所示,小滑块速度最大时,速度方向与电场力、重力的合力方向垂直.撤去磁场后小滑块 将做类平抛运动,等效加速度为 ' g 2 2 ' qE g g m         ⑥ 且 2 2 2 2 ' P D v v g t   ⑦ 解得 2 2 2 2 P D qE v v g t m                  ⑧ （4 分） 答案第3页，共4页 18． （1）2 mv dq ； （2）11 9 d v  【详解】 （1）粒子的运动轨迹如图所示 在区域Ⅰ中 r1sin30°=d（2 分） 据洛伦兹力提供向心力 B1qv= 2 1 v m r （1 分） 解得 B1= 2 mv dq （1 分） （2）在区域Ⅰ中圆周运动的周期 T1= 1 2 r v  （1 分） 在区域Ⅰ中运动的时间 t1= ° 1 ° 30 360 T （1 分） 答案第4页，共4页 在区域Ⅱ中 r2+r2sin30°=d（2 分） 在区域Ⅱ中圆周运动的周期 T2= 2 2 r v  （1 分） 在区域Ⅱ中运动的时间 t2= ° 2 ° 240 360 T （1 分） 则从P 点到第二次到达CD 边界的时间 t=t1+t2（1 分） 解得 t=11 9 d v  （1 分）