河南省洛阳市2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题及答案

洛阳市2021—2022 学年第一学期期中考试 高二物理试卷 全卷共6 页，共100 分，考试时间为90 分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。 2.考试结束，将答题卡交回。 一、选择题（本题共14 小题，每小题3 分，共42 分。在每小题给出的四个选项中，第1— 9 小题只有一项符合题目要求，第10—14 小题多选，至少有两个选项符合题目要求，全部 选对得3 分，选对但不全者得2 分，有选错或不答的得0 分） 1.如图所示.在探究影响通电导线受力的因素的实验中，三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上， 可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与 磁感应强度的方向（由下向上）垂直。若导线质量为m，导线中的电流为I，处于磁场中通 电部分的长度为L，导线静止时悬线与竖直方向的夹角为 ，则导线所处空间磁场的磁感 应强度大小为 A. B. C. D. 2.下列说法正确的是 A.单位时间内通过导体橫截面的电荷量越多，导体中的电流越大 B.一节电动势为1.5V 的干电池接入不同的电路时，电动势会发生变化 C.电流的微观表达式 中的v 指的是自由电荷热运动的速率 D.由 可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 3.两个完全相同的带等量的正电荷的小球a 和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同 的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总 时间分别为 、 ，则 A. B. C. D.条件不足，无法比较 4.如图所示，有两根相互垂直的无限长直导线1 和2，通有大小相等的电流，导线1 在纸面 内且电流方向竖直向上，导线2 垂直于纸面且电流向外。纸面内有a、b 两点，a 点在两导 线的中间且与两导线的距离均为r，b 点在导线2 右侧，与导线2 的距离也为r。现测得a 点的磁感应强度大小为B0，已知距一无限长直导线d 处的磁感应强度大小 ，其中k 为常量，I 为无限长直导线中的电流大小.下列说法正确的是 A. b 点的磁感应强度大小为 B.若去掉导线2，a 点的磁感应强度大小为 C.若将导线2 中的电流反向，则a 点的磁感应强度大小2B0 D.若将导线1 中电流大小变为原来的3 倍，b 点的磁感应强度大小为B0 5.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根相同材料制作的导体棒a、b、c，其中 b 最短，c 为直径与b 等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置 置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安 培力的大小关系为 A. B. C. D. 6.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成。当闭合 开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入。经电热丝加热，形成热风后 从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功 率为1000W.关于该电吹风，下列说法正确的是 A.电热丝的电阻为55Ω B.电动机线圈的电阻约为403Ω C.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J D.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J 7.如图所示，某同学利用一块表头G 和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有 1、2 两个量程，表头G 的内阻Rg=500Ω，满偏电流Ig=1mA，表盘均匀划分为20 格，每格 表示0.05mA，改装为电压表时量程分别为3V 和15V。关于该电表，下列说法中正确的是 A.测电压时，量程2 大于量程1 B.测电压时，量程1 表头每一小格表示0.15V C.定值电阻 D.定值电阻 8.如图所示，竖直线 ，MN 与PQ 间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁 场，磁感应强度为B，O 是MN 上一，O 处有一粒子源，某时刻放出大量速率均为v（方向 均垂直磁场方向）、比荷一定的带负电粒子（粒于重力及粒子间的相互作用力不计），已 知沿图中与MN 成 角射出的粒子恰好垂直PQ 射出磁场，则粒子在磁场中运动的最 长时间为 A. B. C. D. 9.三个完全相同的小灯泡连接成如图甲所示的电路，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示， 四个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V1的示数为4.0V，以下说法正确的是 甲 乙 A.电压表V2的示数为2.0V B.电源的输出功率为3W C.电流表A2的示数为0.6A D.电源的电动势一定为8V，内阻为5Ω 10.如图所示的电路中，若ab 为输入端，A、B 为输出端.现把滑动变阻器的滑动触片置于变 阻器的中央，则 A.空载吋输出电压 B.AB 间的负载R 越小， 越接近 C. AB 间的负载R 越大， 越接近 D.当AB 间接上负载R 时，输出电压 11.利用霍尔效应制作的霍尔元件，被广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件 的工作原理示意图，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示 方向的电流I，C、D 两侧面会形成电势差UCD，下列说法正确的是 A.电势差UCD仅与材料有关 B.仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大 C.若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 12.如图甲所示，一定质量的通电导体棒ab 置于倾角为θ 的粗糙导轨上，在图乙、丙、丁、 戊中分别加大小相同方向不同的匀强磁场，导体棒ab 均静止，则下列判断正确的是 甲 乙 丙 丁 戊 A.四种情况导体受到的安培力大小相等 B.乙图中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零 C.丙图中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零 D.丁、戊中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零 13.如图所示的电路中，D 为理想二极管（具有单向导电性），闭合开关S 接通电源后。一 带正电小油滴恰好在平行板电容器中央静止不动，电源内阻不计，则下列说法正确的是 A.仅把开关S 断开，油滴将下落 B.仅把电阻箱R1的阻值减小，油滴将上升 C.仅把电容器上极板稍水平右移，油滴将下落 D.仅把电容器上极板稍竖直上移，油滴仍静止不动 14.如图所示，虚线EF 的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应 强度为B。一带电微粒自离EF 为h 的高处由静止下落，从B 点进入场区，做了一段匀速圆 周运动，从D 点射出，下列说法正确的是 A.微粒做圆周运动的半径为 B.从B 点运动到D 点的过程中微粒的重力势能与动能之和在C 点最小 C.从B 点运动到D 点的过程中微粒的电势能先减小后增 D.从B 点运动到D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C 最小 二、实验题（本题共2 小题，共14 分） 15.（6 分）指针式多用电表是常用的电学测量仪器.请完成下列问题。如图甲所示为多量程 多用电表的示意图，当接通1 或2 时，为 挡（选填“电流”“电阻”或“电压”）， 1 的量程比2 的量程 （选填“大”或“小”）；若选用倍率为“ 100”的欧姆挡测电阻 时，表针所指位置如图乙所示，则所测电阻的阻值为 Ω；如果要用此多用电表测量一 个阻值约为2.0 104Ω 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是 （选填“ 10”“ 100”或“ 1k”）。 甲 乙 16.（8 分）某同学为测定金属丝的电阻率ρ.设计了如图甲所示电路，电路中ab 是一段电阻 率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0=4.0Ω，电源的电动势E=3.0V，电流表内阻忽略 不计，滑片P 与电阻丝始终接触良好。 甲 乙 丙 （1）实验中用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示。则直径d= 。 （2）实验时闭合开关，调节滑片P 的位置，分别测量出每次实验中aP 长度x 及对应的电 流值I，实验数据如下表所示： 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 ①将表中数据描在 坐标纸中，作出其关系图线如图丙所示，图象中直线的斜率的表 达式k= （用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ= Ω•m（保留两位有效 数字）。 ②根据图丙中 关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r= Ω（保留 两位有效数字）。 三、解答题（本题共4 小题，共44 分。解答时请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给分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单 位） 17.（10 分）如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω， R3=8Ω，C 为平行板电容器，其电容C=3.0pF。 （1）开关S 处于断开状态时，电容器的带电量是多少？ （2）当将开关S 闭合后，求流过R1的电量为多少？并写出通过R1的电流方向。 18.（10 分）如图所示为等臂电流天平。左臂所挂盘和砝码的总质量为m，右臂所挂矩形线 圈的匝数为n，线圈水平边的长为L。下边处在磁感应强度大小为B，方向垂直线圈平面 （纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通过大小为I、方向如图中所示的电流时，天平水平 平衡。重力加速度为g，不计线圈重力。 （1）请导出用n、m、L、I、g 计算B 的表达式； （2）已知挂盘和砝码的总质量为m=0.5kg，B=1.0T，L=0.1m，重力加速度g 取10m/s2，天 平平衡时线圈中的电流I 为2.0A，求线圈的匝数。 19.（10 分）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=2T，方向竖直向下，g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使物 体保持静止，求棒中所通电流应满足的条件？ 20.14 分）如图所示，直角坐标系xoy 位于竖直平面内，在第IV 象限存在匀强磁场和匀强 电场，磁场的磁感应强度为B=2T、方向垂直于xoy 平面向外，电场E1平行于y 轴；在第II 象限存在沿x 轴正方向的匀强电场E2，已知场强E1、E2的大小相等。一可视为质点、比荷 为 的带正电的小球，从y 轴上的A（0，0.2m）点以初速度v0水平向右抛出， 经过x 轴上的M（0.4m，0）点进入第IV 象限，在第IV 象限恰能做匀速圆周运动。不计空 气阻力，重力加速度g=10m/s2，π=3.14。求： （1）小球从A 点抛出的初速度大小v0； （2）小球第一次经过y 轴负半轴的坐标； （3）小球从A 点出发到第三次经过y 轴负半轴所用的总时间。 洛阳市2021—2022 学年第一学期期中考试 高二物理试卷参考答案 一、选择题（本题共14 小题，每小题3 分，共42 分。全部选对得3 分，选对但不全者得2 分，有选错或不答的得0 分） 1.B 2.A 3.C 4.D 5.D 6.A 7.D 8.C 9.B 10.CD 11.BC 12.ABC 13.BD 14.AB 二、实验题（共14 分） 15.（6 分）电流（1 分） 大（1 分） 1100（2 分） 1k（2 分） 16.（8 分）（1）0.400mm （2）① （ ） ①1.1（0.8~1.3 均可）（每空2 分） 三、解答题（本题共4 小题，共44 分） 17.（10 分） 解：（1）S 断开时，电阻R3两端电压为： 由 得： （2）S 闭合后，外电阻为： 端电压为： 电阻R3两端电压为： 则流过R4的电量为： 流过R4的电流方向为b→a 18.（10 分） 解：（1）由题可知，磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向向 下，根据平衡条件有： 解得： （2）由（1）可得： 代入数据，解得线圈匝数为： 19.（10 分） 解：对导体棒ab 受力分析，由平衡条件得，竖直方向有 最大静摩擦力为： 水平方向，由于 ，所以安培力方向向左； 当电流最大时，摩擦力向右，有： 当电流最小，摩擦力向左，有： 联立解得： 由左手定则知电流方向应由a 指向b。 20.（14 分） 解：（1）小球在第I 象限做平抛运动，由运动学规律得： 可得： （2）设小球平抛到M 点时的速度大小为v，方向与x 轴正方向夹角为 ，竖直分速度为 ， 则： 解得： 在第IV 象限，洛仑兹力提供向心力，故： 解得轨道半径： 分析可知小球刚好经过半个圆周到达y 轴的N 点，如图所示。 由几何关系可知，N 点的坐标为 （3）小球第一次在第IV 象限运动的时间为： 接着，小球沿与y 轴成夹角 方向进入第II 象限，由于电场力和重力大小相等，其合力 恰与小球进入第III 象限的初速度v 方向相反，故小球在第III 象限做类竖直上抛运动，则 由牛顿第二定律可得： 由运动规律可知： 小球再次经过y 轴，与y 轴成夹角 再次进入第IV 象限，做匀速圆周运动经 圆周到达 y 轴上的J 点，小球第二次在第IV 象限的运动时间为： 则小球从A 点出发到第三次经过y 轴负半轴所用的总时间为：