山西省长治第二高级中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版含答案）

长治第二高级中学2021-2022学年高二上学期期中考试
物理试题
【满分100分，考试时间为90分钟】
一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分.第1-8小题中给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分.请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内.）
1．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是(　　)
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2．如图所示是做匀变速直线运动的质点在0～6 s内的位移—时间图线．若t＝1 s时，图线所对应点的切线斜率为4(单位：m/s)．则(　　)
A．t＝1 s时，质点在x＝5 m的位置
B．t＝1 s和t＝5 s时，质点的速度相同
C．t＝1 s和t＝5 s时，质点加速度的方向相反
D．前5 s内，合外力对质点做正功
3．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A. 向上　 　B．向下　　　C．向左　　　D．向右
4．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(　　)
A．FN1B．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小
C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大
D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
5．如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则(　　)
A．该粒子带正电
B．A点与x轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间
D．运动过程中粒子的速度不变
6．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．下图表示了它的原理：将一束等离子体（同时含有正负离子）喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为(　　)
A．(－R) B．(－R)
C．(－R) D．(－R)
7．如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是(　　)
A．vM＜vN，aM＜aN
B．vM＜vN，φM＜φN
C．φM＜φN，EpM＜EpN
D．aM＜aN，EpM＜EpN
8．如图所示,在y轴右侧-2L≤y≤2L的带状区域存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,电场沿y轴正方向,磁场垂直xOy平面向外.在原点O左侧有一粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度恒定,射入有场区域后恰好沿x轴正方向做直线运动.若撤去电场只存在磁场,粒子从b(L,2L)点射出有场区域;若撤去磁场只存在电场,粒子将从a点射出有场区域(不计粒子的重力和粒子间的相互作用).则(　　)
A．该粒子带正电,a点的坐标为(L,-2L)
B．该粒子带负电,a点的坐标为(L,-2L)
C．该粒子带正电,a点的坐标为(5L,-L)
D．该粒子带负电,a点的坐标为(5L,-L)
9．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示.此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是(　　)
A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束
10．质量为m、带电荷量为q的小物块,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是(　　 )
A．小物块一定带正电荷
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面作用力为零时的速率为
11．如图所示,一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置.现将重球(视为质点)从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的说法正确的是( )
A．重球下落压缩弹簧由a至d的过程中,重球作减速运动
B．重球下落至b处获得最大速度
C．由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量
D．重球在b位置处具有的动能等于小球由c下落到b处减少的重力势能
12．如图所示，区域AOC内有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S.某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有部分粒子从边界OC射出磁场．已知∠AOC＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为(　　)
A． B． C． D．
二、实验题（本题共16分，每空2分，共8空.）
13．某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×100”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是__________Ω.如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_________（×1，×10，×100，×1000）.改变挡位调整倍率后，要特别注意重新____________________.
14．某同学为了测量某电池的电动势 E和内阻 r，设计了如图甲所示的电路．已知定值电阻R0=20Ω，电压表V2的内阻很大，可视为理想电压表．
（1）根据图甲所示电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
（2）实验中，该同学移动滑动变阻器滑片，读出电压表V1和V2的示数U1、U2，数据如下表所示．请根据表格中的数据在图丙所示的坐标纸中画出U2-U1的图线．
次数 1 2 3 4 5 6
U1/V 1.0 2.0 3.0 4.0 4.5 5.0
U2/V 16.5 15.2 15.0 12.0 11.1 10.3
（3）由图象可得该电源的电动势E = V，内阻r = Ω．
（4）实验电路测得的电源内阻的阻值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值．
3、计算题（本题共4小题，共36分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）
15．( 7分）如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中.当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长.g＝10 m/s2.
(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小？
(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm.如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？
16．( 8分）如图所示，导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：
（1）导体光滑时E为多大能使导体杆静止在导轨上？
（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，E的取值范围是多少？
17．(9分)如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，求：
(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小？
(2)设两D形盒间距为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数？
(3)加速到上述能量所需时间？
18．（12分）如图所示，在xOy坐标系内存在一个以(A,0)为圆心、半径为a的圆形磁场区域，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B.另在y轴右侧有一方向向左的匀强电场，电场强度大小为E，分布于y≥a的范围内.O点为质子源，其射出质子的速度大小相等、方向各异，但质子的运动轨迹均在纸面内.已知质子在磁场中的偏转半径也为a，设质子的质量为m、电荷量为e，重力及阻力忽略不计.求：
(1)射出速度沿x轴正方向的质子，到达y轴所用的时间？
(2)射出速度与x轴正方向成30°角(如图所示)的质子，到达y轴时的位置与O点的距离？
(3)质子到达y轴的位置坐标的范围？
2021—2022学年第一学期高二期中考试物理试题答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B A B C B A D B AD BD BC AB
二、实验题
13. （1）1200 （2） x10 （3）欧姆调零
14.（1）（2）
（3）17.9~19.3 （4）29.0~32.0
三、15.（1）0.5T; (2)3cm
16.
17.
18.
R0
图乙
U1/V
U2/V
0
10
5.0
2.5
15
20
7.5