贵州省黔东南州凯里市第一中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题

1 秘密★考试结束前【考试时间：10 月18 日10:45－12：00】 凯里一中2022——2023 学年度第一学期期中考试 高二物理试卷 本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间75 分钟，共100 分。 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题 卡上粘贴的条形码中“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否 一致。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。第Ⅱ卷用黑色墨水签字笔在答题卡 上书写作答，在试题卷上作答，答案无效。 3．考试结束，监考员将答题卡收回。 一、选择题（本题共10 个小题，共48 分。1-6 题为单选题每题4 分；7-10 为多选题，全 部选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有错选的得0 分） 1．下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是 A．如图甲所示，通电导线静止，磁场垂直纸面向里 B．如图乙所示，磁场与竖直方向的夹角为θ，电流方向垂直纸面向里 C．如图丙所示，磁场竖直向上，导轨水平放置 D．如图丁所示，导体棒静止，磁场竖直向上 2．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁 靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是 A．按下按钮过程，螺线管P 端电势较高 B．松开按钮过程，螺线管Q 端电势较高 C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势 D．若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势 甲 乙 丙 丁 甲 2 3．武汉病毒研究所有我国防护等级最高的P4 实验室，该实验室中有一种污水流量计，其原 理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d 的圆柱形容器 右侧流入，左侧流出，流量值Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸 面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，下列说法正确的是 A．带正电粒子所受洛伦兹力方向向上 B． b、a 两点电压Uba 会一直变大 C．污水流量计的流量与管道直径无关 D．只需要再测出b、a 两点电压就能够推算废液的流量值Q 4．某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指 可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁 感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在t 时间内从0 均匀增加到 0 B ，则 A．戒子中的感应电动势为E = B0S2 Δt B．戒子中的感应电流为I = B0S3 LρΔt C．顺着磁感线方向观察，戒指中产生顺时针方向的感应电流 D．戒子中电流的热功率为P = B2 0L3S 16π2ρ（Δt）2 5．手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图 乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比 1 2 : 5:1 n n  ，两个线圈中所接电阻的阻值均为 R 。当ab 间接上220 V 的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机充电，这时 手机两端的电压为5 V，充电电流为2 A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确 的是 S d a b v 3 A．充电时，送电线圈中的电流为10 A B．充电时，cd 间电压U2＝44 V C．R 的值为18.75 Ω D． 充电时， 送电线圈的输入功率为88 W 6．如图所示，在一个半径为R 的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的 匀强磁场，一个比荷为q m的正粒子，从A 点沿与AO 成30°角的方向射入匀强磁场区域， 最终从B 点沿与AO 垂直的方向离开磁场． 若粒子在运动过程中 只受磁场力作用，则 A．粒子运动的轨道半径r = R 2 B．粒子在磁场区域内运动的时间t = πm 6Bq C．粒子的初速度为v0 = qBR m D．若仅改变初速度的方向，该粒子仍能从B 点飞出磁场区域 7．边长为a 的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的 匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则选项图中电 动势、外力、外力功率与位移的关系与这一过程相符合的是 x x O A E x O B E O D P x O C F 8．如图(a)所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd 绕与磁感线垂直的 转轴ab 匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图(b)所示，若线框总电 阻为5 Ω，则 A．线圈的转速为100 r/s B．当线框平面与中性面的夹角为45°时，线框产生的电动势的大小为22 V C．在0～0.01s 时间内，通过线框某一横截面的电荷量约为4.0× 10 －2 C D．线框转动一周，cd 边产生的焦耳热为3.87 J x F 4 9．如图所示为演示自感现象的实验电路，实验时先闭合开关S，稳定后设通过线圈L 的电 流为I1，通过小灯泡A 的电流为I2，小灯泡处于正常发光状态．断开开关S，可以观察 到小灯泡闪亮一下后熄灭，在灯泡闪亮的短暂过程中，以下说法正确的是 A．线圈L 中的电流I1 立即减为零 B．线圈L 两端b 端电势高于a 端 C．小灯泡中的电流由I1 逐渐减为零，方向与I2 相反 D．小灯泡中的电流由I2 逐渐减为零，方向与I2 相反 10．如图所示，半径为R 的1 4圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R,0)点垂 直x 轴放置一线型粒子发射装置，能在0<y<R 的区间内各处沿x 轴正方向同时发射出速 度均为v、 带正电的同种粒子，粒子质量为m，电荷量 为q． 不计粒子的重力及粒子间的相互作用力． 若某时 刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中y 轴 上的同一位置，则下列说法中正确的是 A．粒子击中点距O 点的距离为R B．磁场的磁感应强度为mv qR C．粒子离开磁场时速度方向相同 D．粒子从离开发射装置到击中y 轴所用时间t 的范围为2R v ＜t＜（π＋2）R 2v 二、实验题（共15 分） 11．(6 分)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，他将质量分别为M，m 的A，B 两 小球用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，M >m，在B 上端分布有两个光电门， 光电门中心间距是h，重力加速度g，实验步骤如下： （1）用游标卡尺测出小球直径d，如图所示，则d = mm （2）将A 球由静止释放，记录B 小球依次通过光电门1 和 光电门2 的遮光时间t1 和t2。 （3）计算从光电门1 到光电门2 过程中系统动能的增量ΔEk＝________ 系统势能的减少量ΔEp＝________（用用题中给出的物理量d，t1，t2，M，m，h，g 表 示） 。 （4）改变小球B 位置，重复上述步骤，并得出结论。 O x y R －R －2R v a b I1 I2 S L A 光电门2 光电门1 A B h 5 12． （9 分）铅蓄电池因工作电压平稳，造价低等特性在生活中有广泛的应用。某同学想了 解一节铅蓄电池的电动势和内电阻，他身边有下列实验器材： A．电压表V（量程0~3V，内阻约6kΩ） B．电流表A（量程0~0.6A，内阻RA=1.5Ω） C．滑动变阻器R1（最大电阻10Ω，允许通过的最大电流2A） D．滑动变阻器R2（最大电阻200Ω，允许通过的最大电流150mA） E．铅蓄电池（电动势E 约为2V） F．开关S、导线若干 （1）为了较为精确的测定蓄电池的电动势和内阻，该同学用伏安法测量，请在虚线框内 画出实验所需的电路图，并标注元件符号。 （2）根据设计的电路，在实验中测得多组电压和电流值，以电压U 为纵坐标，电流I 为横坐标，得到U-I 图像,若已知该图像斜率的绝对值为k，纵截距的绝对值为b，则电 源电动势的大小为_______；内阻的大小为_______（用题中给出的物理量k，b 和RA 表示） （3）测得的电动势大小 （填“大于”，“小于”或“等于”）真实值 三、计算题（共37 分） 13. （7 分）自今年2 月24 日普京宣布对乌克兰采取“特别军事行动”起，俄乌冲突持续了 大半年之久，且有愈演愈烈之势。某次行动中，飞机在980 m 高处以200 m/s 的速度沿 水平直线飞行，要投弹轰击地面上正前方以30 m/s 的速度沿同向直线移动的目标，假如 你是飞行员，请你根据数据分析，在离目标水平距离多远处投弹，才能击中目标。忽略 空气阻力，重力加速度 g = 10 m/s2。 6 14. （11 分） 如图所示， 直线MN 上方存在着垂直纸面向里、 磁感应强度为B 的匀强磁场， 一对质量为m、电荷量为e 的正、负电子在纸面内以速度v0 从O 点同时射入磁场，其 方向与MN 的夹角θ = 30°；已知正、负电子分别从磁场边界的A、B 两点(图中未画出) 离开磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求： (1)正、负电子在磁场边界上的穿出点A、B 之间的距离d； (2) 正、负电子离开磁场的时间间隔Δt。 B θ O M N v0 15． （19 分） 如图所示， 两平行且无限长光滑金属导轨MN、 PQ 与水平面的夹角为θ = 30°， 两导轨之间的距离为L = 1 m，两导轨M、P 之间接入电阻R = 0.2 Ω，导轨电阻不计， 在abdc 区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ， 磁感应强度B0 = 1 T， 磁场 的宽度x1 = 1 m； 在cd 连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ， 磁感 应强度B1 = 0.5 T。一个质量为m = 1 kg 的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良 好，金属棒的电阻r = 0.2 Ω，若金属棒在离ab 连线上端x0 处自由释放，则金属棒进入 磁场Ⅰ时恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef 时又达到稳定状态，cd 与ef 之间的距离x2，已知整个过程中流过电阻R 的电荷量q = 12.5 C。(g 取10 m/s2)求： (1)磁场Ⅰ上边界ab 到释放导体棒位置的距离 x0； (2) cd 与ef 之间的距离x2； (3)整个过程中电阻R 上产生的焦耳热。