河南省顶尖名校2021-2022学年高二上学期第三次素养调研试题 物理(1)

河南省顶尖名校2021-2022 学年高二上学期第三次素养调研 物理试卷 考生注意： 1.本试卷满分100 分，考试时间90 分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5 毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡 上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题 的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一．选择题（本题共12 题，每题4 分，共48 分，1-8 题为单选题，9-12 题多选 题，选对但不全得2 分，有错选0 分） 1．下列说法正确的是: A．由 可知，电流越大，通过导体横截面的电荷量就越多 B．导体中没有电流时，说明导体内部的电荷没有移动 C．摩擦起电，是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷 D．物体带电+1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 2.关于电场的下列说法中正确的是： A．场强的定义式 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电 荷的电荷量 B．电场强度方向与检验电荷的受力方向相同 C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在其中的 电荷有力的作用 D．若放在某点的电荷的电荷量减半，则该点的场强减半 3．如图所示是电阻 的 图线，图中 ，由 此得出： A．通过电阻的电流与两端电压成正比 B．电阻 C．因 图线的斜率表示电阻的倒数，故 D．在 两端加 电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是 4．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的 数据作出 了如图乙所示的 图线， 以下实验结论正 确的是： A．电池电动势的测量值偏大 B．电池内阻的测量值为 C．外电路发生短路时的电流为 D．电压表的示数为 时，电源消耗的电功率为 5．如图所示，电源电动势 ，内阻不计，两电容器 ，电阻 ， ，开关S 是闭合的，则断开S 以后，通过 的电量为： A． B． C． D． 6．如图所示，在一绝缘斜面 上有一带正电的小物体A 处于静止状态。现将一 带正电的小球 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从 点转至 A 正上方的O 点处，已知 、A 在同一水平线上，且在 此过程中物体A 和 始终保持静止不动，A、 可视为 质点。关于此过程，下列说法正确的是： A．物体A 受到斜面的支持力先增大后减小 B．物体A 受到的库仑力保持不变 C．物体A 受到的摩擦力一定沿斜面向上 D．地面对斜面 的摩擦力先减小后增大 7．如图所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两实 线分别为不同带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹， a、b，c、d 为轨迹和虚线圆的交点，e 为两轨迹的交点。 不计重力，下列说法正确的是： A．M 带负电荷，N 带正电荷 B．M 在b 点的加速度小于在a 点的加速度 C．N 在d 点的电势能小于它在c 点的电势能 D．分别从a、c 运动到e 的过程，电场力对两带电粒子所做的功一定相等 8．如图所示，在光滑绝缘水平面上、三个带电小球a、b、c 分别位于边长为L 的等边三角形的三个顶点；a、b 带正电且电荷量相等，整个系统置于场强大小 为E、方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k，若三 个小球均处于静止状态，则： A．小球c 可能带正电 B．场强方向垂直于a、b 连线向右 C．小球a 所带的电荷量为 D．小球a 与c 所带的电荷量之比为2∶1 9. 一束带电粒子沿着水平方向，平行地飞过磁针的上方，如图所示，当带电粒子飞过磁针 上方的瞬间，磁针的S 极向纸里转，则带电粒子可能是（ ） A．向右飞行的正电荷束 B．向左飞行的正电荷束 C．向右飞行的负电荷束 D．向左飞行的负电荷束 10.如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子 、从容器中的 点飘出在 点初速度为零，经电压 加速后，从 轴坐标原 点处进入磁感应强度为 的匀强磁场，最后分别打在感光板 上， 坐标分别为 、 。图中半圆形虚线分别表示带电粒子、所 通过的路径，则 A. 进入磁场的速度一定大于 进入磁场的速度 B. 的比荷一定大于 的比荷 C. 若 、 质量相等，则它们在磁场中运动时间之比 D. 若 、 电荷量相等，则它们的质量之比 11．光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分， 点为圆 弧 的圆心。两金属轨道之间的宽度为 ，匀强磁场方向如 图， 大小为 。质量为 、长为 的金属细杆置于金属 轨 道上的 点。当在金属细杆内通以电流强度为 的恒定电 流 时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动。已知 ，则下列说法正确的是（ ） A. 金属细杆运动到圆弧轨道时受到重力，支持力，安培力 B. 金属细杆运动到 点时的速度大小为 C. 金属细杆运动到 点时安培力的瞬时功率为 。 D. 金属细杆运动到 点时对每一条轨道的作用力大小为 12. 一面积 、匝数 匝的线圈放在匀强磁场 中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度 的大小随时间变化 的规律如图所示，则 A. 开始 内穿过线圈的磁通量变化量为 B. 内穿过线圈的磁通量变化率 C. 在第 秒末感应电动势8V D. 内线圈中平均感应电动势的大小 二、填空题（每空2 分，共14 分） 13.某同学在实验室完成了下列测量： (1)用20 分度的游标卡尺测量某物体的长度，如图所示，由图可知其长度为____ ____mm (2)用螺旋测微器测量某圆柱体的 直径，如图乙所示，由图可知其直径为_______ ___mm 14.为测量“12 V , 5 W”的小电珠的伏安特性曲线，给定了以下器材： 电源：12 V，内阻不计； 电流表：量程0～0.6 A、0～3 A，内阻约为0.2 Ω 电压表：量程0～3 V、0～15 V，内阻约为15 kΩ 滑动变阻器：0～5Ω 开关一个，导线若干 (1)以上四个电路图你认为最合适的是______ (2)在本实验中，电流表的量程应选_________（选填0～0.6 A 或0～3 A） (3)某位同学测得小电珠的伏安特性曲线如图所示，当电流表读数为0.40 A 时小 电珠的实际功率为_____W 15.（1）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G 的满偏电流 为200 μA，内阻 500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ 的电阻把它改装成一个电压表， 此电压表的量程为_________（填写格式为“0～10V”） （2）如图是用上述改装后的电压表测定未知电阻 的电路图，测量时，电流 表的读数为0.20A，而改装后的电压表的表头读数如图所示，那么 的阻值等 于_________Ω 三、计算题（本题共3 小题，共38 分．作答时应写出必要的文字说明、方程式 和重要的演算步骤．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．（10 分）如图所示，间距为d 的导轨竖頂固定在绝缘地面上，导轨顶端连接电动势为 E、内阻为r 的电源，质量为m 的金属杆垂直接触导轨，当在导轨所在的平面内加上方向与 金属杆成 角、磁感应强度大小为B 的匀强磁场后，金属杆沿着导轨恰好不向下运动．已 知电源两端的电压为U，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）金属杆的接入电阻； （2）金属杆与导轨间的动摩擦因数． 16．（13 分）如图所示，A、B、C 三点构成的直角三角形内存在垂直于纸面向里的匀强磁 场， 、 ， 边长为 ，一比有为k 的带正电粒子（不计重力）从 水平放置的平行板电容器的上极板M 附近由静止释放，经加速从N 板小孔（大小不计）射 出，并从A 点沿着 边射入磁场，经偏转恰好不从 边界射出．已知两板间所加电压 恒为U，板间及N 板到 边距离均为d，电容器和磁场外部区域为真空，求： （1）粒子运动的速率 ； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从释放到射出磁场的总时间． 17．（15 分）如图所示的平面直角坐标系 ，y 轴和直线 之间存在沿x 轴负方向 的匀强电场Ⅰ，在直线 和直线 之间存在与直线 的夹角为 的匀强 电场Ⅱ，一质量为m、带电量为 的带电粒子，从y 轴上的A 点以沿着y 轴负方向 的初速度 进入匀强电场Ⅰ，经过直线 上的B 点（图中未画出），进入匀强电场Ⅱ 做匀变速直线运动，最后粒子达到直线 上的C 点（图中未画出），速度刚好为0， 不计粒子的重力．求： （1）A、B 两点的电势差及匀强电场Ⅱ的电场强度； （2）粒子从A 点到B 点的运动时间； （3）粒子从A 点到C 点沿y 轴方向的分位移． 物理答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D C A C A A C C BC BD AC BC 13（1）20.30mm；（2）0.920 14、（1） A ；（2）0~0.6A；（3）2.40 15、（1）0~5 V ；（2）15 16．解：（1）由闭合电路欧姆定律可得回路的电流 （2 分） 由欧姆定律金属杆的接入电阻 （1 分） 综合解得 （1 分） （2）把磁感应强度B 分别沿水平方向、竖直方向分解，B 在竖直向上方向的分量为 （1 分） B 在水平方向的分量与金属杆平行，对金属杆没有安培力作用，根据左手定则，B 在竖直 方向的分量 对金属杆的安培力垂直导轨与金属杆所在的竖直面向里， （1 分） 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 （1 分） 对金属杆受力分析，由力的平衡可得 （1 分） （1 分） 结合 ，综合解得 （1 分） 17．解：（1）由动能定理有 （2 分） 解得 （1 分） （2）作出粒子完整的运动轨迹图象如图所示 粒子在磁场中的运动轨迹的圆心为O 点、与 边界相切于P 点，设半径为r 连接 ，由几何关系可得 （1 分） 即粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的轨迹半径为 （1 分） 设匀强磁场磁感应强度为B，由洛伦兹力充当向心力可得 （1 分） 解得 （1 分） （3）粒子从 的时间为 （1 分） 从 的时间为 （1 分） 从A 到射出磁场时间为 （2 分） 所以总时间为 （1 分） 18．解：（1）根据题意，粒子在B 点的速度 沿着匀强电场Ⅱ的方向，与直线 、 直线 的夹角为 （1 分） 粒子从A 点到B 点做类平抛运动，把 分别沿y 轴、x 轴分解，沿y 轴方向的分速度为 ， （1 分） 由动能定理 （1 分） 综合解得 （1 分） 设电场Ⅱ的强度为 ，粒子从B 点到C 点由动能定理 （1 分） 综合解得 、 （2 分） （2）在匀强电场Ⅰ中，粒子沿x 轴的正方向做初速度为0 的匀加速直线运动，设运动时间 为 ， （2 分） （2 分） 综合解得，粒子从A 点到B 点的运动时间 （1 分） （3）粒子从A 点到B 点，沿y 轴方向做匀速直线运动，其分位移 （1 分） 粒子从B 点到C 点，沿y 轴方向的分位移 （1 分） 结合 ，可得粒子从A 点到C 点沿y 轴方向的分位移 （1 分） 说明：利用其他合理方法得出结果也可得分．