河北省邯郸市2021-2022学年高二上学期期末考试 物理试题

邯郸市2021～2022 学年高二年级质量检测 物理 注意事项： 1．考试时间75 分钟，满分100 分 2．答题前，考生务必将自已的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡相应的位置上 3．全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 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 一项是符合题目要求的。 1. 无线话筒是LC 振荡电路的一个典型应用。在LC 振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极 板带正电，下列说法正确的是（ ） A. 电容器正在放电 B. 振荡电流正在增大 C. 线圈中的磁场正在增强 D. 磁场能正在向电场能转化 【答案】D 2. 如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷，C、D 是两点电荷连线上的两点，A、B 是两点电荷 连线中垂线上的两点，不计电子重力，下列说法正确的是（ ） A. 电子沿中垂线从A 点运动到B 点的过程中，所受电场力先减小后增大 B. 电子沿中垂线从A 点运动到B 点的过程中，电势能逐渐减小 C. 电子沿两点电荷连线从C 点运动到D 点的过程中，所受电场力先增大后减小 D. 电子沿两点电荷连线从C 点运动到D 点的过程中，电势能逐渐增大 【答案】D 3. 如图所示，匀强电场的场强 ，A、B 两点相距0.2m，A、B 两点连线与电场线方向的夹角 ，下列说法正确的是（ ） A. 若取A 点的电势为0，则B 点的电势 B. A、B 两点间的电势差 C. 电荷量 的试探电荷从A 点运动到B 点电势能增大8J D. 电荷量 的试探电荷从A 点运动到B 点电势能减小8J 【答案】B 4. 如图所示，长为L 的平行板电容器水平放置，两极板带等量的异种电荷。一电荷量为q、质量为m 的带 正电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于板间电场方向进入，刚好从下极板边缘射出，射出时速度方向恰 与水平方向成30°角。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子离开电场时的 速度为 B. 板间匀强电场的大小为 C. 两极板间的距离为 D. 两极板间的电势差为 【答案】C 5. 如图甲所示的电路中，电阻 ，电压表量程为0～200V，电源接如图乙所示的交流电，下列说法 正确的是（ ） A. 电压表会由于测量值超出量程而被损坏 B. 每经过1 秒，通过R 的电流方向改变50 次 C. 不考虑温度对电阻的影响，R 的实际功率为3025W D. 将电压表换为耐压值是250V 的电容器，电容器可以安全工作 【答案】C 6. 要认识原子核内部的 情况，需要用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击原子核才能把它“打开”，而回 旋加速器就是产生这些高能“炮弹”的“工厂”。如图是回旋加速器的原理图，D 形盒的半径为R，所加 磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直D 形盒向下，D 形盒间的加速电压为U，D 形盒间的狭缝很窄，粒 子穿过狭缝的时间可以忽略，则（ ） A. 粒子在D 形盒中被加速的次数越多，获得的最大速度越大 B. D 形盒间加速电压越大，粒子获得的最大速度越大 C. 粒子在D 形盒中运动的时间为 D. 该装置加速电源的电压和频率设定好后，可以对任意粒子加速 【答案】C 7. 如图所示，在x 轴上方区域存在着范围足够大的垂直于xOy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 。空间坐标（x=0，y=a）处有一粒子源S，某一时刻向平面内各个方向均匀发射N 个 （N 足够大）质量为m、电荷量为q、速度为v0的带正电粒子。则不能到达x 轴上的粒子所占比例为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 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，有多 项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。 8. 许多电气设备的应用都需要高强度的脉冲能量，如用于切割或焊接的脉冲激光器、产生高强度闪光的闪 光灯等。这些能量可以从已经充满电的电容器快速放电中获得。研究电容器充放电的电路如图甲所示，该 实验中通过电流传感器获取的电流随时间变化的图像如图乙、丙所示（取通过R 的电流方向由a 经R 到b 为电流正方向），下列说法正确的是（ ） A. 乙图为开关S 接2 时的电流图像 B. 乙、丙两图中图线与t 轴所围面积相等 C. 形成乙图图线的过程中电容器的电容逐渐减小 D. 形成丙图图线的过程中电容器两端电压逐渐减小 【答案】BD 9. 如图所示，圆形闭合金属线圈位于磁场方向垂直于线圈平面的匀强磁场中，已知金属线圈的匝数 n=100，半径r=0.5m，总电阻R=5Ω。t=0 时刻磁场方向垂直线圈平面向里为正方向，磁感应强度B 随时间t 变化规律为B=（6-2t）T。下列说法正确的是（ ） A. 1s 内线圈中磁通量的变化量大小为0.5πWb B. 1s 内通过线圈的电荷量为10πC C. t=3s 时线圈中的感应电流为0 D. t=4s 时线圈有扩张的趋势 【答案】AB 10. 如图甲所示为某一理想变压器，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，R0为定值电阻，R 为滑动变阻 器，图中各电表均为理想电表，t=0 时刻滑片处于最下端，下列说法正确的是（ ） A. 副线圈两端电压的变化频率为0.5Hz B. 在t=0 时刻，电流表A2的示数不为0 C. 滑片向上移动过程中，电压表V1和V2的示数不变，V3的示数变大 D. 滑片向上移动过程中，电流表A1示数变小，滑动变阻器R 消耗的功率变大 【答案】BC 三、实验题：本题共2 小题，共15 分。 11. 某兴趣小组利用器材组装了如图所示的简易欧姆表，研究欧姆表的原理及使用方法。 （1）红表笔是______（选填“A”或“B”）表笔； （2）使用此欧姆表测量电阻之前，应该先将A、B 表笔______，然后调节______使G 满偏； （3）小红用此欧姆表测一阻值为R0的电阻时，指针偏转至满刻度的 处，现用该表测未知电阻Rx，指针 偏转到满刻度的 处，则该电阻Rx的阻值为______。 【答案】 ①. A . ②短接 ③. 滑动变阻器R . ④ 12. 最近市面上有一种水果“果冻橙”，看起来像橙子剥开又像橘子。这种橙子跟平时常吃的橙子口感不 一样，不仅果肉嫩，味道更甜，被不少网友誉为“天然榨汁机”“柑橘皇后”。某兴趣小组想要探究此 “果冻橙”电池的电动势E 和内阻r 的大小（该电池电动势不足1V，内阻大约1kΩ）。玻璃皿中盛有橙汁， 在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极，并且备有下列器材： A．电流表A（量程0～0. 6A，内阻很小） B．电压表V1（量程0～1V，内阻很大） C．电压表V2（量程0～10V，内阻很大） D．电阻箱R（量程0～9999Ω） E．开关和导线若干 （1）请根据以上器材，用笔面线代替导线将实物图甲连接成完整电路______。 （2）甲图中的电压表应选______（选填“V1”或“V2”）。 （3）连接好实物图后，闭合开关。改变电阻箱的阻值R，记录电压表对应的示数U，以 为横坐标， 为纵坐标，作出的图像如图乙所示，则“果冻橙”的电动势为______V，内阻为______kΩ。（结果均保留 两位有效数字）。 （4）该兴趣小组只将金属片插入深度增加后发现“果冻橙”电池的内阻变小了，导致这一现象的原因是_ _____。（用电阻决定式的相关物理量做解释） 【答案】 ①. . ② . ③0.95 . ④1.2 . ⑤内阻r 的 横截面积变大 四、解答题：本题共3 小题，共39 分。解答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。 13. 利用如图装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。在倾角θ=30°的绝缘斜面上固定两根电阻不计的平行光 滑金属导轨，导轨间距l=10.0cm，下端接有电源、开关、理想电流表和滑动变阻器。导体棒ab 垂直导轨放 置且与导轨接触良好，劲度系数k=5.0N/m 的轻质弹簧上端固定，下端与导体棒ab 的中点相连，弹簧与导 轨平面平行且始终与导体棒垂直，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中、现闭合开关，接通电源， 调节滑动变阻器，当电流I=0.20A 时导体棒保持静止且弹簧处于原长状态。将电源正负极对调，保持滑动 变阻器滑片位置不变，导体棒静止时弹簧的伸长量x=2.0cm（在弹性限度内），已知重力加速度 g=10m/s2。 （1）请推导出匀强磁场磁感应强度B 的表达式并求出其大小和方向； （2）求金属棒的质量。 【答案】（1） ， ，方向垂直导轨平面向下；（2）0.01kg 14. 如图所示，电阻不计的两根固定平行绝缘直导轨间距为L，两导轨间每两相邻的匀强磁场宽度相同，磁 感应强度大小均为B，方向相反且均垂直于导轨平面。导轨上单匝金属框ABCD 垂直导轨放置，已知金框 的电阻为R，质量为m，边长AB 与磁场宽度相同且均为d．金属框在水平向右的外力作用下以速度v0沿导 轨向右匀速运动，金属框与导轨间的摩擦忽略不计。 （1）求金属框中的 电流和所受外力的大小； （2）若撤去外力，求金属框从速度v0减速到0 的过程中通过的位移大小。 【答案】（1） ， ；（2） 15. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。平面直角坐标系xOy 的第一象限内，存在如图 所示范围足够大的有界匀强磁场和有界匀强电场，直线GN 为磁场和电场的分界线。其中匀强电场EI和EⅡ 的场强大小相等、方向相反。在y 轴左侧存在辐向均匀分布的电场。现有一质量为m、电荷量为q 的带正 电的粒子，以速度v0从y 轴上M 点沿x 轴正方向射入匀强电场EI，离开匀强电场EI时的速度方向与直线 PQ 的夹角为60°，经过一段时间从x 轴上G 点沿x 轴正方向离开匀强电场EⅡ并进入匀强磁场，再由N 点进 入匀强电场EI，最终从O 点沿x 轴负方向进入y 轴左侧的辐向电场，经过半个圆周运动到达出发点M。已 知D、P，M 点位于y 轴上，G 点位于x 轴上，F、Q、N 点位于直线GN 上，直线MN，PQ，DF 均平行于x 轴，直线GN 平行于y 轴， ，MP=DO=d。忽略带电粒子的重力。求： （1）匀强电场EI和EⅡ的场强大小E； （2）OG 的长度LOG； （3）粒子从M 点出发到第一次返回M 点经历的时间t。 【 答 案 】 （ 1 ） ； （ 2 ） ； （ 3 ）