黑龙江省哈尔滨市哈尔滨第九中学2021-2022学年高二期中考试 物理 理科试卷.pdf

高二物理（理）试题 第 1页（共 4 页） 1 2 哈九中2021—2022 学年度上学期期中学业阶段性评价考试 高二学年物理学科（理）试卷 （考试时间：90 分钟 满分：110 分） 一、选择题（本题共13 小题，每小题4 分，共52 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，第9~13 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．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd 沿纸面 由位置1 匀速运动到位置2（匀强磁场的宽度大于ad 边边长） ，则（ ） A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a C．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 2．如图所示，1、2 两个单匝闭合圆形线圈用同样材料、粗细的导线制成，半径R1＝2R2，图示区 域内有匀强磁场，其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的是（ ） A．1、2 线圈中产生的感应电动势之比E1∶E2＝2∶1 B．1、2 线圈中产生的感应电动势之比E1∶E2＝1∶1 C．1、2 线圈中感应电流之比I1∶I2＝2∶1 D．1、2 线圈中感应电流之比I1∶I2＝1∶1 3． 如图所示的区域内， 存在垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。 一带电粒子X （不 计重力）以一定的初速度由左边界的P 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的N 点 穿出。若撤去该区域内的电场而保留磁场不变，粒子X 仍以相同初速度由P 点射入，若粒子X 从 区域右边界穿出，则粒子X（ ） A．动能可能减小 B．动能一定不变 C．穿出位置一定在N 点上方 D．穿出位置一定在N 点下方 4．图甲是一个磁悬浮地球仪，磁悬浮原理如图乙所示，地球仪中有一个磁铁，底座中有一个线圈 （线圈电阻不计） ，给线圈通上电，地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（ ） A．线圈必须连接交流电源 B．若地球仪转动，则不能保持继续悬浮 C．若仅增加线圈匝数，可增加地球仪稳定悬浮的高度 D． 若仅增大线圈中的电流， 地球仪再次稳定悬浮后受到的斥力增大 5．一新型电磁船的船体上安装了用于产生强磁场的超导线圈（图中未画出） ，在两船舷之间装有电 池，导电的海水在磁场力作用下即可推动该船前进。如图是电磁船俯视角度的简化原理图，其中 MN 和PQ 是与电池相连的导体，MN、PQ、电池与海水构成闭合回路，且与船体绝缘，若超导线 圈受海水的磁场力而使船水平向左运动，则超导线圈在MNPQ 所在区域产生的磁场方向是（ ） A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 6．如图所示，三条长直导线a、b、c 都通以垂直纸面方向的电流，其中a、b 两根导线中电流方向 垂直纸面向外。O点在a、b 连线上，与a、b、c 三条导线距离相等，且Oc ab  。现在O点垂直纸 面放置一小段通电导线， 电流方向垂直纸面向里， 导线受安培力沿纸面方向偏向左下方， 如图所示。 则可以判断（ ） A．O点处的磁感应强度的方向与F 相同 B．长导线c 中的电流方向垂直纸面向内 C．长导线a 中电流Ia 一定小于b 中电流Ib D．长导线c 中电流Ic 一定小于b 中电流Ib 7．如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D 形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中， 一质子从加速器的A 处开始加速。已知D 形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源 的电压为U、频率为f，质子质量为m、电荷量为q，下列说法正确的是（ ） A．质子的最大速度不超过2πRf B．质子在回旋加速器中共加速了���2������2 ������次 C．若忽略在电场中的运动时间，质子在回旋加速器中的运动时间为���������2 ��� D．若只增大磁感应强度B，回旋加速器仍可正常工作 8．如图是质谱仪工作原理示意图。带电粒子a、b 从容器中的A 点飘出（在A 点初速度为零） ，经 电压U 加速后，从x 轴坐标原点处进入磁感应强度为B 的匀强磁场，最后分别打在感光板S 上， 坐标分别为x1、x2。图中半圆形虚线分别表示带电粒子a、b 所通过的路径，则（ ） A. b 进入磁场的速度一定大于a 进入磁场的速度 B. a 的比荷一定小于b 的比荷 C. 若a、b 电荷量相等，则它们的质量之比ma:mb=x12:x22 D. 若a、b 质量相等，则在磁场中运动时间之比ta:tb=x1:x2 9．如图所示，虚线间存在由匀强电场E 和匀强磁场B 组成的正交或平行的复合场，有一个带正电 小球（电量为+q，质量为m）从复合场上方某一高度自由落下。下列选项中，小球可能沿直线运动 的是（ ） 高二物理试题第2页（共4 页） 10．由螺线管、定值电阻R 和水平放置的平行板电容器组成的电路如图（a）所示。螺线管处于方 向竖直向上、磁感应强度大小为B 的磁场中，B 随时间t 变化的图像如图（b）所示。一电荷量为q 的粒子在t1~t2 时间内悬停在电容器中，已知螺线管匝数为N，线圈面积为S，电容器两极板间距为 d，则（ ） A．颗粒带负电 B．t1~t2 时间内，电路中没有感应电流 C．t1~t2 时间内，a 点电势高于b 点电势 D．粒子的质量为     1 2 1 2 t t g B B qNS   11．如图所示，两长度均为L 的通电长直导线P、Q 锁定在倾角为的光滑斜面上，质量分别为m、 2m，两导线中通入的电流大小相等，均为I。现在对导线Q 施加一沿斜面向上的拉力F，与此同时 对两导线解除锁定，两导线间距不变并沿斜面向上做匀加速直线运动，已知重力加速度大小为g。 则下列说法正确的是（ ） A．两导线中电流的方向可能相反 B．两导线间的安培力大小为1 3 F C．若 6 sin F mg   ，撤去F 瞬间，导线P、Q 的加速度大小之比为2:1 D．去掉Q ，导线P 仅在外加匀强磁场（方向未知）作用下静止在斜面上，则满足 sin mg B IL   （第11 题图） （第12 题图） 12．如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内（含边界）充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。在ad 边中点O 沿垂直磁场方向射入一速度跟ad 边夹角为θ＝30°、大小为v0 的带正 电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad 边长为L，ab 边足够长，粒子重力不计。则（ ） A．若粒子能从ab 边上射出磁场，则v0 的最小速度应大于3 qBL m B．若粒子能从ab 边上射出磁场，则v0 的最大速度应等于2 qBL m C．如果带电离子v0 大小不受限制，则粒子在磁场中运动的最长时间为5 3 m qB  D．如果带电粒子v0 大小不受限制，则粒子在磁场中运动的最长时间为3 m qB  13．如图所示，直角三角形ABC 内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0，AC 边长为 2L，AB 边长为L。从AC 边的中点D 连续发射不同速率的相同粒子，方向与AC 边垂直，粒子带正 电，电荷量为q，质量为m，不计粒子重力与粒子间的相互作用，下列判断正确的是（ ） A．以不同速率入射的粒子在磁场中运动的时间一定不相等 B．BC 边上有粒子射出的区域长度不超过 3 3 L C．AB 边上有粒子射出的区域长度为( 3 －1)L D．从AB 边射出的粒子在磁场中运动的时间最短为6 m qB   二、实验题（本题共2 小题，共16 分） 14．甲乙两位同学在做实验的过程中发现一个未标明阻值的电阻，两人想要将该电阻的阻值测量出 来。甲同学采用指针式多用电表粗略测量阻值大小，具体操作过程如下： （1）首先将红黑表笔分别插入插孔中，如上图所示，其中A 为 表笔（填“红” 、 “黑” ） ， 并将选择开关置于“×10”挡位置，然后将红、黑表笔短接进行欧姆调零。此后测量阻值时发现指 针偏转角度过大，为减小实验误差，甲同学应将选择开关置于“_______”挡位置，并重新进行欧 姆调零； （选填“×1” 、 “×100” ） 。 甲同学通过测量，得到该电阻的阻值约为9Ω，而乙同学认为用多用电表测量小电阻误差太大， 决定采用伏安法进行测量，实验过程中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在电阻两端的电压从零开 始增大，提供的器材如下： A. 电流表A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω） B. 电流表A2（量程3A，内阻约0.04Ω） C. 电压表V1（量程3V，内阻约5kΩ） D. 电压表V2（量程15V，内阻约25kΩ） 高二物理试题第3页（共4 页） E. 滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，最大电流为3A） F. 滑动变阻器R2（最大阻值为200Ω，最大电流为1.5A） G. 电源E（电动势3V，内阻忽略） H. 开关、导线若干 （2）为了减小误差，电流表应选用 ；电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 . （只 需填写器材前面的字母即可） （3）依据所选择的器材，在下图虚线框内画出满足实验要求的电路图.注意标清所选择的电学元件. 15．用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验电路图如下图所示； （1）下表为某位同学在实验过程中测得的若干组数据，请在坐标纸中选取合适的标度，绘制U­­I 图像。由图像分析可知，此电池的电动势是E=_________V，内阻是r=________Ω； （小数点后保留 两位小数） U/V 1.46 1.38 1.32 1.26 1.16 1.10 1.06 I/A 0.02 0.12 0.19 0.26 0.38 0.45 0.50 （2）实验过程中，测得的电动势数值E 测 真实值E 真，内电阻数值r 测 真实值r 真 （填“＞” 、 “＜” 、 “=” ） ，导致该实验产生系统误差的原因是 。 三、计算题（本题共3 小题，共42 分） 16．如图所示，PQ 和EF 为水平平行放置的金属导轨，相距1m。导体棒ab 跨放在导轨上，导体 棒与导轨垂直， 棒的质量为m＝0.2kg。 棒的中点用与棒垂直的细绳经滑轮与物体相连， 物体的质量 M＝0.3kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度大小为B＝1T，方向竖 直向下，g＝10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为使导体棒恰好静止在导轨上，应在棒中通 入多大的电流？方向如何？ 17．如图所示，在匀强磁场中水平放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨，金属导轨在同一水平面 内，且间距L=1m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=2T，金属杆MN 可以在导 轨上无摩擦地滑动。已知电路中电阻R=2Ω，金属杆MN 的电阻r=1Ω，若用水平拉力F=1.2N 作用 在金属杆MN 上，使其匀速向右运动，整个过程中金属杆均与导轨垂直且接触良好。求： （1）金属杆MN 向右运动的速度大小v； （2）金属杆MN 两端的电势差U； （3）0.5s 的时间内通过电阻R 的电量q。 I/A U/V 高二物理试题第4页（共4 页） 18. 实验室常用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在真空中A、C 两板之间加上电压U=150V， 一个比荷为 kg C m q / 10 3 1 4   的带正电的粒子，从A 板由静止释放，经加速后，射入圆形有界匀强磁 场边界D 点，速度与水平方向成60°角。匀强磁场区域以O 为圆心，半径 m 10 3  R ，磁感应强度B 方向垂直纸面向外，粒子离开圆形磁场时其速度方向与DF 平行。磁场右侧有一个足够大的匀强电 场，方向竖直向下，左边界与圆形磁场边界相切。现在电场区域放置一块足够长挡板GH，它与水 平线FD 夹角为60°（F 点在挡板上，圆心O 位于FD 上） ，且OF=3R，粒子最后恰好打在挡板上的 F 点，不计粒子重力，结果可保留根号。求： （1）粒子进入磁场时的速度大小vD ； （2）磁感应强度B 的大小； （3）粒子到达F 点时的速度大小vF ； （4）不改变其他条件，逐渐增大匀强电场的电场强度，要使粒子仍能打到挡板上，求场强最大值 Em 。