吉林省长春外国语学校2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题

长春外国语学校2021-2022 学年第一学期期中考试高二年级 物理试卷（理科） 出题人 ： 姜峰 审题人：王玉春 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4 页。考试结束后，将答题 卡交回。 注意事项： 1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信 息条形码粘贴区。 2．选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用0.5 毫米黑色字迹的签字笔书 写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效； 在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5. 保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题（每题5 分，共50 分） 1．如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源连接，上极板A 接地，一带负电油滴固 定于电容器中的P 点，现将平行板电容器的下极板B 竖直向下移动一小段距离，则（ ） A．带电油滴所受电场力不变 B．P 点的电势将升高 C．带电油滴的电势能增大 D．电容器的电容减小，极板带电量增大 2．“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的，由于光 照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计 的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达30%。单片单晶硅太 阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太 阳光的能量是（ ） A．0.6J B．0.3 J C．0.2 J D．0.06J 3．如图所示，虚线a、b、c 代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的粒子仅在电场力作 用下通过该区域时的运动轨迹，P、M 为这轨迹上的两个点，由此可知（ ） A．三个等势面中，a 电势最高 B．粒子在P 点比在M 点时加速度大 C．粒子在M 点比在P 点时动能小 D．粒子在P 点比在M 点时的电势能大 4．如图所示的电解槽接入电路后，在t 秒内有n1个1 价正离子通过溶液内截面S，有n2个1 价负离子通过溶液内截面S，设e 为元电荷，以下说法正确的是（ ） A．当n1＝n2时电流为零 B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流为I＝ C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流为I＝ D．电流方向从A→B，电流为I＝ 5．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（ ） A．|ΔU1|<|ΔU2|，|ΔU2|>|ΔU3| B． 不变， 变小 C． 变大， 变大 D． 变大， 变大 6．关于甲、乙、丙、丁四幅图，下列说法中正确的是（ ） A．甲图中，当AB、CD 均向右运动且速度相等时，回路ABDC 中有感应电流 B．乙图中，当ab 静止而磁场的磁感应强度增大时，穿过回路abPM 的磁通量减小 C．丙图中，S 保持闭合而增大R 时，穿过B 的磁通量增加 D．丁图中，保持A、B 位置不动而使I 增大时，穿过B 的磁通量增加 7．（多选）下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B 的方向，其中符合安培定则的是（ ） A． B． C． D． 8．（多选）某一导体的伏安特性曲线如图中的AB 段（曲线）所示，关于导体的电阻，下列 说法正确的是（ ） A．A 点对应的导体的电阻为120 Ω B．在AB 段，导体的电阻变化了20 Ω C．B 点对应的导体的电阻为8Ω D．在AB 段，导体的电阻随电压的增大而增大 9．（多选）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所 示，离子源S 产生的各种不同正离子束（速度可看为零），经加速电场加速后垂直进入有界 匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S1的距离为x，可以 判断（ ） A．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越大 B．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越小 C．只要x 相同，则离子质量一定相同 D．只要x 相同，则离子的比荷一定相同 10．（多选）光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O 点为圆弧的圆心。两金属轨道之 间的宽度为0.5m，匀强磁场方向如图，大小为0.5T。质量为0.05kg、长为0.5m 的金属细杆 置于金属轨道上的M 点。当在金属细杆内通以电流强度为2A 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 ，则下列说法不正确的是（ ） 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P 点时的速度大小为5m/s C．金属细杆运动到P 点时安培力的瞬时功率为0。 D．金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为1.5N 第Ⅱ卷 二、实验题（每空2 分，共22 分） 11．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示 的原理图。 ①电压表V（量程3V，内阻Rv约为10k ） ②电流表G（量程3mA，内阻Rg=100 ） ③电流表A（量程3A，内阻约为0.5 ） ④滑动变阻器R1（0~20 ，额定电流2A） ⑤滑动变阻器R2（0~500 ，额定电流1A） ⑥定值电阻R3=0.4 ⑦开关S 和导线若干 （1）该同学发现电流表A 的量程太大，于是他将电流表G 与定值电阻R3并联，实际上是进 行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A。（结果保留两位有效数字） （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。 （填“R1”或“R2”） （3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G 读数为横坐标，以电压表V 读数为 纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V，电源的内阻 r=_______Ω。（结果均保留两位有效数字） （4）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，如由上述图线求得的电动势将比真实值_______ （填“偏大”、“不变”或“偏小”）求得的内阻将比真实值_______（填“偏大”、“不 变”或“偏小”） 12．甲所示为某多用电表内部简化电路图。 某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V 的电压表内阻如图乙。 （1）主要步骤如下： ①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上； ②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处； ③把红表笔与待测电压表______（选填“正”或“负”）接线柱相接，黑表笔与另一接线柱 相连，发现这时指针偏转角度很小； ④换用______（选填“×10”或“×1 k”）欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记 下电阻数值； ⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。 （2）实验中表盘示数如图丙所示，则欧姆表的读数为______Ω，这时电压表读数为 ______V。 （3）请你求出欧姆表内部电源电动势为______V。（保留两位有效数字） 三、计算题（13 题9 分，14 题9 分，15 题10 分，共28 分） 13．把一根长L=10cm 的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中， （1）当导线中通以I1=1A 的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10－7N，则该磁场的磁感 应强度为多少？ （2）若该导线中通以I2=2A 的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？ 14．如图所示，一个带正电的微粒从A 点射入场强方向水平向左的匀强电场中，微粒沿直线 AB 运动，AB 与电场线夹角 ＝30°，已知带电微粒的质量m＝1.0×10－7kg，电量q＝1.0×10－ 10C，A、B 相距L＝20cm（取g＝10m/s2，结果均保留两位有效数字）。求： （1）电场强度E 的大小； （2）A、B 两点间的电势差； （3）要使微粒能够从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少。 15．如图所示在第一象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，在该平面有一个质最为m 带电量 为+q 的粒子从y 轴上的A 点以大小为 的初速度、与y 轴正向成 角在纸面内斜向上射入 第一象限。经过偏转后从P 点（图中未画出）垂直于x 轴射出第一象限。已知 之间的距离 为d，不计粒子重力。求： （1）磁感应强度B； （2）粒子在磁场中运动的时间t。 参考答案 1．B 【详解】 A．将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据 得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动。故A 错误； B．板间场强E 减小，而P 点与上极板间的距离不变，则由公式 分析可知，P 点与上极板间电势差将减小，而P 点的电势低于上极板的电势，则知P 点的电 势将升高。故B 正确； C．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P 点的电势升高，则油滴的电势能将减 小。故C 错误； D．根据电容的定义式 电容器与电源保持相连，则U 不变，当C 减小，则Q 也减小。故D 错误。 故选B。 2．C 【详解】 每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 故选C。 3．C 【详解】 CD．粒子在电场中，所受电场力与等势面垂直且指向轨迹凹侧，故受力如图所示，设粒子从 M 运动到P，F 与v 夹角小于90°，电场力做正功，故动能增大，电势能减小，C 正确，D 错 误； A．由于粒子带正电，故场强方向与电场力F 方向相同，沿场强方向，电势降低，故三个等 势面中，a 电势最低，A 错误； B．等差等势面越密的地方场强越大，加速度越大，故粒子在P 点比在M 点时加速度小，B 错误。 故选C。 4．D 【详解】 电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，负电荷移动的方向与电流方 向相反，由图示可知，溶液中的正离子从A 向B 运动，，负电荷由B 向A 运动，因此电流方 向是A→B，电流大小 故选D。 5．A 【详解】 B．由欧姆定律，可得 R1保持不变，则 不变， 不变。故B 错误； C．同理，有 滑动触头P 向下滑动，所以R2接入电阻变大，故 变大。由公式 所以 保持不变。故C 错误； D．根据公式，有 所以 变大，又因为 所以 不变。故D 错误； A．根据上面选项分析，可得 所以 |ΔU1|<|ΔU2|，|ΔU2|>|ΔU3| 故A 正确。 故选A。 6．D 【详解】 A．甲图中，当AB、CD 均向右运动且速度相等时，回路ABDC 中磁通量不变，则不会有感 应电流，选项A 错误； B．乙图中，当ab 静止而磁场的磁感应强度增大时，穿过回路abPM 的磁通量增大，选项B 错误； C．丙图中，S 保持闭合而增大R 时，线圈A 中电流减小，则穿过B 的磁通量减小，选项C 错误； D．丁图中，保持A、B 位置不动而使I 增大时，穿过B 的磁通量增加，选项D 正确。 故选D。 7．AB 【详解】 A．图A 为环形电流的磁场，符合安培定则； B．图B 是直线电流的磁场，符合安培定则； C．图C 是直线电流的磁场，不符合安培定则； D．图D 是通过螺线管的磁场，不符合安培定则。 故选AB。 8．BD 【详解】 ABC．根据部分电路欧姆定律可知，A 点对应的导体的电阻为 B 点对应的导体的电阻为 在AB 段，导体的电阻变化了 所以AC 错误；B 正确； D．根据图像的斜率的倒数可以表示电阻的变化，所以在AB 段，导体的电阻随电压的增大而 增大，则D 正确； 故选BD。 9．AD 【详解】 设离子质量为m，若离子束是同位素，则所带电荷量相同，均设为q。设离子经加速电场加 速后获得的速度大小为v，根据动能定理有 ① 设匀强磁场的磁感应强度大小为B，离子做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有 ② 由题意可知 ③ 联立①②③解得 ④ 由④式可知x 越大，m 越大，且只要x 相同，离子的比荷一定相同，故AD 正确，BC 错误。 故选AD。 10．BD 【详解】 A．金属细杆运动到圆弧轨道时受到重力，支持力，安培力；故A 正确，不符合题意； B．设金属细杆运动到P 点时的速度大小为v。从M 到P 过程，由动能定理得 则得 故B 错误，符合题意； C．金属细杆运动到P 点时，安培力的方向为水平向右，速度方向为竖直向上，安培力方向 与速度方向垂直，故此时安培力的瞬时功率为0，C 正确，不符合题意； D．在P 点，设每一条轨道对细杆的作用力大小为N，由牛顿第二定律得 代入数据解得 由牛顿第三定律得细杆在P 点对每一条轨道的作用力大小为 ，故D 错误，符 合题意； 故选BD。 11．0.75 R1 1.5 0.80 偏小 偏小 【详解】 （1）[1]改装后的电流表对应的量程是 （2）[2]根据 为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是R1。 （3）[3][4]改装后的电流表对应的量程是电流表G 的量程的250 倍，根据闭合电路欧姆定律 可得 变形有 根据图像可知，电源的电动势为 电源的内阻为 解得 （4）[5][6]测量电路采用的是伏安法外接法，引起误差的原因是电压表分流，所以上述图线 求得的电动势将比真实值偏小，求得的内阻将比真实值偏小。 12．负 ×1 k 4.0×104 2.20 3.0 【详解】 （1）③[1]用欧姆表粗测电压表内阻，欧姆调零后，要将欧姆表的红接线柱与待测电压表的 负接线柱相连，黑表笔与另一接线柱相连，进行测量。 [2] ④ 发现指针偏转角很小，则说明示数较大，要减小示数则增大倍率，即改为×1k 的倍率， 重新调零后再测量； （2）[3][4]欧姆表的读数为 RV＝40.0×1 000 Ω＝4.0×104 Ω 电压表读数为 U＝2.20 V （3）[5]根据①采用的挡位可知中值电阻即欧姆表内阻为 rg＝1.5×104 Ω 根据闭合回路欧姆定律可得 代入数据解得 E＝3.0 V 13．（1）1.0×10-6T；（2）2.0×10-7N，方向垂直于导线向上 【详解】 （1）根据 得 （2）当导线中电流变化时，导线所在处的磁场不变，则 根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上。 14．（1） ；（2） （3）2.8m/s 【详解】 （1）微粒做直线运动，合力方向沿虚线方向，因重力向下，可知电场力向左，根据共点力平 衡条件，有 故电场强度 = 电场强度方向水平向左． （2）A、B 两点间的电势差 （3）微粒由A 运动到B 的速度 ，微粒进入电场中的速度最小，由动能定理有 解得 vA=2.8m/s 15．（1） ；（2） ； 【详解】 （1）粒子的轨迹如图所示：设粒子在磁场中运动的半径为R，则由几何关系可得 解得 根据牛顿第二定律可得 解得 （2）粒子在磁场中运动时间为 解得