河南省郑州市登對市嵩阳高级中学2021-2022高二上学期期中模拟 物理试卷（Word版含答案）

高中2020-2021学年上学期高二期中模拟
物理试卷
一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。第1-9题为单选，第10-12题中有多个选项符合题意，全选对的得4分， 选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.下列说法中正确的是（ ）
A.电场线密集处场强大，电势高 B.沿电场线方向场强减小，电势降低
C.场强为零处，电势不一定为零 D.在电势高处，电荷具有的电势能大
2.如图所示，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到B，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A.加速度逐渐减小 B.粒子一定带正电
C.电场力对粒子做正功 D.粒子电势能增加，动能减少
3.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（ ）
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大，电流表读数减小
D.电压表读数减小，电流表读数增大
4.如图所示，三根通电长直导线垂直纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同，方向如图所示。已知b处和d处通电导线在a点产生磁场的磁感应强度大小均为B，a位于bd中点，且ac>ad=ab，则关于a点的磁感应强度方向和大小，下列说法正确的是
A.方向垂直纸面指向纸里 B.方向沿纸面由a指向b
C.大小等于B D.大小大于B
5．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，导线棒MN与导线框间的夹角为θ。磁场磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为
A． B．F＝BIdsinθ
C．F＝BId D．F＝BIdcosθ
6.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示为质谱仪的原理
示意图。现利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的三种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成、、三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及、、三条“质谱线”的排列顺序，下列说法正确的是（ ）
A.三种同位素进入磁场时速度大小相等
B.氚进入磁场时的速度最大
C.、、三条质谱线依次排列的顺序是氘、 氚、氕
D.、、三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕
7、电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断正确的是（ ）
A、液滴仍保持静止状态 B、液滴将向下运动
C、电容器上的带电量将减为零 D、电容器上的带电量将增大
8.两个质量相同、所带电荷量大小相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A.a粒子带正电，b粒子带负电 B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C.b粒子动能较大 D.b粒子在磁场中运动时间较长
9.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示。它的原理是将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，下列说法错误的是
A.B板带正电 B.A板带正电
C.其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大
D.其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB增大
10.质量为m的通电细金属杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ。有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示。选项中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的是（ ）
11． 如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则（ ）
A．小球可能带正电
B．小球做匀速圆周运动的半径为r＝
C．小球做匀速圆周运动的周期为T＝
D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加
12.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
B．滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
C．电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变
D．电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
二、实验题（每空2分，共12分）
13.(8分)要测量一只电压表的内阻RV。提供的器材有:待测电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 kΩ);电阻箱(阻值0~9 999.9 Ω);滑动变阻器R1(阻值0~20 Ω,额定电流为1 A);滑动变阻器R2(0~1 500 Ω);电源E(电动势为6 V,内阻为0.5 Ω);开关S及导线若干。
(1)如果采用如图所示的电路测定电压表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上给出的器材中,滑动变阻器R应选用________ 。
(2)在以下所给的实验步骤中,合理的顺序为 ________
A.合上开关S B.使滑动变阻器触头P处于最左端,R'的阻值调至最大
C.保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱此时的电阻R2'
D.调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱此时的阻值R1'
(3)用测得的物理量表示电压表内阻应为________ 。
(4)在上述实验中测得的电压表内阻值会比真实值_______ (填“偏大”“偏小”或“相同”)。
14.(4分)某同学通过实验测定一个阻值约为0.5 Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4 V,内阻不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、定值电阻R0=4.5 Ω,开关和导线若干以及下列电表:
A.电压表(0~3 V,内阻约为3 kΩ)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.125 Ω)
为减小测量误差,在实验中,应采用下图中的 ________ 电路图(填“甲”或“乙”)。
(2)按所选择的电路图连接好电路,闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U,则该电阻的测量值的表达式为Rx=____________
三、计算题（8分+8分+10分+14分=40分）
15.（8分）如图所示，一个倾角为θ的绝缘斜面固定在电场强度为E的匀强电场中。有一个质量为m、电荷量为＋q的物体以初速度v0从底端A滑上斜面，恰好能沿斜面做匀速直线运动。求：
（1）物体受到的斜面的摩擦力；
（2）物体与斜面间的动摩擦因数。
16（8分）如图所示，磁流体发电机的极板相距d＝0.2 m，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，B＝1.0 T。外电路中可变负载电阻R用导线与极板相连。电离气体以速率v＝1 100 m/s沿极板垂直于磁场方向射入，极板间电离气体的等效内阻r＝0.1 Ω，试求此发电机的最大输出功率为多大？
17．(10分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
18.（14分）如图所示，在第一象限中有竖直向下的匀强电场，电场强度E=2×10-6N/C，在第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一个比荷为5×107 C/kg的带电粒子（重力不计）以垂直于y轴的速度v0＝10 m/s从y轴上的P点进入匀强电场，恰好与x轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于y轴进入第三象限。已知O、P之间的距离为d＝0.5 m，求：
（1）带点粒子在电场中运动的时间；
（2）带点粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（3）带点粒子在磁场中运动的时间。（保留三位有效数字）
物理参考答案
一、选择题1.C 2.D 3.A 4.B 5.A 6.D 7D 8.C 9.B 10.AB 11.BC 12、BD
二、实验题13.答案 (1)R1 (2)BADC (3)R2'-2R1' (4)偏大
解析 (1)滑动变阻器分压式接入电路,选用总阻值较小的滑动变阻器R1。(2)半偏法测电压表内阻,合理的实验步骤是使滑动触头P处于最左端,R'的阻值调至最大;合上开关S;调节电阻箱和滑动变阻器,使电压表示数满偏,记下电阻箱此时的阻值R1';保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,记下电阻箱此时的阻值R2'。故步骤为BADC。(3)设电压表与电阻箱的串联电压为U,电压表内阻为RV,电压表示数满偏时,电阻箱的阻值为R1',通过电压表的电流I=;电压表与电阻箱串联的电压不变,增大电阻箱的阻值,使电压表示数为满偏读数的一半,电压表内阻RV不变,由U=IRV可知,电压表示数变为原来的一半,则通过电压表的电流变为原来的一半,此时I'==,联立解得:RV=R2'-2R1'。(4)在实验步骤C中,保持滑动变阻器的触头位置不变,增大电阻箱的阻值,电路总电阻变大,待测电压表与电阻箱串联的电压变大,当电压表半偏时电阻箱的阻值R2'偏大,则电压表内阻测量值RV偏大。
14、 (1)甲 (2)-R0 (3)C 解析 (1)因为所测电阻较小,所以如果使用电流表内接,电流表分压过大,所以应采用电流表外接,故选甲。
(2)电压表测量的是Rx和R0两端的总电压,电流为两者的电流,所以根据欧姆定律可得Rx+R0=,解得Rx=-R0。
三、计算题
15.（10分）解：（1）物体沿斜面向上匀速运动，此时，电场力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力及摩擦力平衡 Fcosθ=f+mgsinθ （2分）
N= mgcosθ+Fsinθ（2分） F=Eq （1分） 得：f= Eq cosθ-mgsinθ（2分）
（2）f=μN（1分） μ=(Eqcosθ-mgsinθ)/(mgcosθ+Eqsinθ) （2分）
16[解析]　开关S断开时，由离子受力平衡可得qBv＝qE＝
所以板间电压为U＝Bvd 此发电机的电动势为 E源＝U＝Bvd＝1.0×1 100×0.2 V＝220 V
当可变负载电阻调到R＝r＝0.1 Ω时， 发电机的输出功率最大，最大输出功率为
Pmax＝ eq \f(E,4r)＝ W＝121 kW。 [答案]　121 kW
17．(9分)【解析】从b向a看侧视图如图所示。
(1)水平方向：f＝F安sin θ
竖直方向：N＋F安cos θ＝mg又F安＝BIL＝BL
联立解得：N＝mg－，f＝。
(2)要使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有F安′＝mg
Bmin＝，根据左手定则判定磁场方向水平向右。
18.（14分）（1）粒子在电场中做类平抛运动，由离开电场时粒子速度与x轴夹45o可知（1分）
( 1分 )
( 1分 ) 解得t1=0.1s ( 1分 )
（或由 解得t1=0.1s) 带电粒子在电场中水平位移 解得x=1m ( 1 分 )
（2）带电粒子在磁场中轨迹如图所示，由几何知识可知圆周运动的半径为
( 2分 )
（3）粒子进入磁场时的速度( 1 分 )
由周期公式 (1分) 得( 1分) 粒子运动的圆心角 (2分)
由 ( 1 分 ) 得：t=0.236s ( 1 分 )