河南省郑州市新郑市2021-2022学年高二上学期1月考试物理试题（Word版含答案）

新郑市2021-2022学年高二上学期1月考试
物理
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在本试题相应的位置。
2. 全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
3. 回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 某电路中有一块锂电池，在电路闭合后，电池内部锂离子（）从负极向正极运动，下面说法正确的是（　　）
A. 电池正在充电 B. 电池正在放电
C 电势能逐渐减少 D. 电池内部电场力对做正功
2. 弯成直角的一段导线被两根等长绝缘细绳悬挂在天花板上，处于磁感应强度为的匀强磁场中，和的长度均为，磁感应强度与所在平面垂直，当导线中电流方向为情况下，静止时每一根绳上的拉力为；不改变电流大小，仅改变电流方向，静止时每一根绳上的拉力变为，不考虑两端连接导线所受安培力，则导线中通过的电流强度的值为（　　）
A. B. C. D.
3. 如图所示，理想变压器原线圈与交流电源相连，理想电流表读数为，副线圈一侧电阻，理想电压表读数为，则变压器原副线圈匝数比为（　　）
A. B. C. D.
4. 如图所示，匀强电场跟直角三角形所在的平面平行，A、B、C三点的电势分别为、、，两条直角边和长度分别为、，则匀强电场电场强度的大小为（　　）
A. B. C. D.
5. 如图，匀强磁场中，匝数为50匝的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，负载电阻为，线圈自身电阻忽略不计，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律，下面说法正确的是（　　）
A. 感应电流的周期为 B. 时，线圈中的电流为零
C. 时，线圈中的电流最大 D. 时间内，线圈产生的热量为
6. 如图，圆的半径为，内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆心与圆周上、两点构成一个正三角形。大量带负电的粒子以相同的速率沿着不同方向从点射入磁场，经磁场偏转后，粒子从劣弧区域射出，圆周上其他区域无粒子射出。不计粒子重力，下面说法正确的是（　　）
A. 从点离开磁场的粒子末速度和初速度方向成
B. 从点离开磁场的粒子在磁场中的运动时间为
C. 洛伦兹力对粒子做功为
D. 粒子的比荷为
7. 如图，点是坐标原点，、是轴上的两个点，其中点坐标为点坐标的2倍。一带正电的粒子仅在电场力作用下从点静止出发沿轴正方向运动，其速度与位移成正比，下面说法正确的是（　　）
A. 粒子所处的电场为匀强电场
B. 从到电场力所做的功是从到做功的4倍
C. 、之间的电势差为、之间的电势差的3倍
D. 粒子在点的加速度为粒子在点加速度的2倍
8. 如图所示，在xOy坐标系中，y轴上a点固定一个带负电的点电荷，b、c是x轴上的两个点，ObA 沿x轴从b到c，各点电势先降低后升高
B. 沿x轴从b到c，各点场强先增大后减小
C. 将一带正电的试探电荷从b移到c电场力做正功
D. 将一带负电的试探电荷从b移到c其电势能增加
9. 在同一竖直面内互相绝缘的甲、乙两条长直导线垂直放置，分别通有恒定电流，空间存在磁感应强度大小为B且平行于导线甲的匀强磁场。电流方向以及匀强磁场的方向如图所示。P、Q两点关于导线乙对称。经测定，P点的磁感应强度大小为，Q点的磁感应强度大小为，则甲中电流在P点产生的磁感应强度与乙中电流在Q点产生的磁感应强度大小之比可能为（　　）
A. 0.2 B. 0.5 C. 5 D. 15
10. 如图所示，水平面上固定着两根平行的光滑金属导轨，导轨之间接有理想电流表，导轨平面处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属棒垂直导轨放置与导轨接触良好．金属棒在垂直金属棒拉力F作用下水平向右由静止开始运动过程中电流表示数I以的变化率均匀增加．已知磁感应强度，金属棒质量，长度，电阻．导轨足够长且电阻不计，下列说法正确的是（　　）
A. 加速度a与时间t成正比
B. 时刻，拉力
C. 时刻，拉力F的瞬时功率为
D. 时刻，电阻消耗的电功率为
二、非选择题：本题共6小题，共60分
11. 实验室有一小量程电流表，现欲扩大其量程，并用标准电流表校准。实验器材有：待改装的小量程电流表（满偏电流）、标准电流表、电阻箱（作为改装电阻）、滑动变阻器、电源、电键以及导线若干。
（1）下面是用标准电流表校准被改装的电流表实物接线图，请把缺少的连接导线补充完整___________。
（2）把电阻箱电阻调整为，调整滑动变阻器，当标准电流表的示数为150 mA时，电流表的示数为。由此可知改装后的电表量程是___________A，电流表的内阻___________。
12. 利用如图所示的实验装置可以测量干电池的电动势和内阻。
（1）将电源、电键、电阻箱和电流表组成一个串联电路，电键闭合之前把电阻箱阻值调到最大值；
（2）闭合电键，逐渐减小电阻箱的阻值，记录下电阻箱阻值和对应的电流表示数，多次改变电阻箱阻值，测量并记录5组和相对应的电流；
（3）以为纵轴，为横轴，将实验测得的5组实验数据在坐标系中描点、作图，得到如图所示的图像，则被测干电池电动势测量值为__________（保留三位有效数字）；被测干电池内阻测量值为__________（保留两位有效数字）；
（4）误差分析：由于系统误差的影响，这种测量方法得到的电动势的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，电池内电阻的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值；
（5）消除系统误差对测量结果的影响：找到一只多用电表，将选择开关置于直流电压挡，然后将多用电表并联在电流表两端，调节电阻箱阻值，当多用电表读数为时，电流表读数为。根据新得到的这组数据，消除系统误差之后电动势测量值为__________（保留小数点后两位数字）；内阻测量值为__________Ω（保留小数点后一位数字）。
13. 如图所示，电源、电键、导线、金属棒组成一个电路。金属棒质量，长度为，电阻为，悬挂金属棒的两条轻质的细导线的长度也为，细导线质量和电阻不计（电源内阻忽略不计）。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。当闭合电键后，导体棒速度最大时，细导线与竖直方向的夹角（，，），不考虑导体棒运动时切割磁感线产生的感应电动势。求：
（1）导体棒受到的安培力以及电源的电动势大小；
（2）导体棒摆动过程中的最大动能。
14. 如图所示，虚线的下方存在水平向右的匀强电场。一质量为、电荷量为的带负电小球从点开始做平抛运动，正好从与点水平距离为的点进入电场。直线是电场中的等势面，点是运动轨迹上距离直线最远的一点，到直线距离为。小球经过时速度的大小为它在点初速度大小的倍。求：
（1）小球从到时间与从到的时间之比；
（2）匀强电场的电场强度的大小。
15. 如图所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，有两条间距为平行的足够长直导轨、处于同一水平面内，左端连接一电容为的电容器，右端连接阻值为的电阻。质量为的导体棒垂直跨放在导轨上，与导轨间的摩擦不计。闭合，断开，从时刻开始，对导体棒施加一个大小为水平向右的恒力，使导体棒从静止开始沿导轨方向做加速运动，此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好。除以外其余部分的电阻均不计，重力加速度为。
（1）求导体棒向右运动时的速度大小；
（2）导体棒向右运动时，断开，闭合，若导体棒再向右运动时，导体棒已经匀速运动，求匀速运动的速度和这一过程中电阻上产生的焦耳热。
16. 在坐标系中有匀强电场和匀强磁场，轴为两种场的分界线。电场、磁场方向如图所示，轴上、两点的纵坐标分别为和。在坐标原点处有一粒子源，能够向轴右侧各方向发射质量为、电荷量为的带正电荷的粒子（粒子重力不计），所发射的正电荷最大速度为。带电粒子经磁场偏转后，最远能够到达轴上的点；从点垂直轴进入电场的粒子与轴交点横坐标为，求：
（1）磁场的磁感应强度大小和电场的电场强度的大小；
（2）从点进入电场的粒子到达轴上最远点与点的距离。
新郑市2021-2022学年高二上学期1月考试
物理 答案版
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在本试题相应的位置。
2. 全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
3. 回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 某电路中有一块锂电池，在电路闭合后，电池内部锂离子（）从负极向正极运动，下面说法正确的是（　　）
A. 电池正在充电 B. 电池正在放电
C 电势能逐渐减少 D. 电池内部电场力对做正功
答案 B
2. 弯成直角的一段导线被两根等长绝缘细绳悬挂在天花板上，处于磁感应强度为的匀强磁场中，和的长度均为，磁感应强度与所在平面垂直，当导线中电流方向为情况下，静止时每一根绳上的拉力为；不改变电流大小，仅改变电流方向，静止时每一根绳上的拉力变为，不考虑两端连接导线所受安培力，则导线中通过的电流强度的值为（　　）
A. B. C. D.
答案 C
3. 如图所示，理想变压器原线圈与交流电源相连，理想电流表读数为，副线圈一侧电阻，理想电压表读数为，则变压器原副线圈匝数比为（　　）
A. B. C. D.
答案 C
4. 如图所示，匀强电场跟直角三角形所在的平面平行，A、B、C三点的电势分别为、、，两条直角边和长度分别为、，则匀强电场电场强度的大小为（　　）
A. B. C. D.
答案 B
5. 如图，匀强磁场中，匝数为50匝的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，负载电阻为，线圈自身电阻忽略不计，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律，下面说法正确的是（　　）
A. 感应电流的周期为 B. 时，线圈中的电流为零
C. 时，线圈中的电流最大 D. 时间内，线圈产生的热量为
答案 D
6. 如图，圆的半径为，内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆心与圆周上、两点构成一个正三角形。大量带负电的粒子以相同的速率沿着不同方向从点射入磁场，经磁场偏转后，粒子从劣弧区域射出，圆周上其他区域无粒子射出。不计粒子重力，下面说法正确的是（　　）
A. 从点离开磁场的粒子末速度和初速度方向成
B. 从点离开磁场的粒子在磁场中的运动时间为
C. 洛伦兹力对粒子做功为
D. 粒子的比荷为
答案 D
7. 如图，点是坐标原点，、是轴上的两个点，其中点坐标为点坐标的2倍。一带正电的粒子仅在电场力作用下从点静止出发沿轴正方向运动，其速度与位移成正比，下面说法正确的是（　　）
A. 粒子所处的电场为匀强电场
B. 从到电场力所做的功是从到做功的4倍
C. 、之间的电势差为、之间的电势差的3倍
D. 粒子在点的加速度为粒子在点加速度的2倍
答案 BD
8. 如图所示，在xOy坐标系中，y轴上a点固定一个带负电的点电荷，b、c是x轴上的两个点，ObA 沿x轴从b到c，各点电势先降低后升高
B. 沿x轴从b到c，各点场强先增大后减小
C. 将一带正电的试探电荷从b移到c电场力做正功
D. 将一带负电的试探电荷从b移到c其电势能增加
答案 AB
9. 在同一竖直面内互相绝缘的甲、乙两条长直导线垂直放置，分别通有恒定电流，空间存在磁感应强度大小为B且平行于导线甲的匀强磁场。电流方向以及匀强磁场的方向如图所示。P、Q两点关于导线乙对称。经测定，P点的磁感应强度大小为，Q点的磁感应强度大小为，则甲中电流在P点产生的磁感应强度与乙中电流在Q点产生的磁感应强度大小之比可能为（　　）
A. 0.2 B. 0.5 C. 5 D. 15
答案 AC
10. 如图所示，水平面上固定着两根平行的光滑金属导轨，导轨之间接有理想电流表，导轨平面处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属棒垂直导轨放置与导轨接触良好．金属棒在垂直金属棒拉力F作用下水平向右由静止开始运动过程中电流表示数I以的变化率均匀增加．已知磁感应强度，金属棒质量，长度，电阻．导轨足够长且电阻不计，下列说法正确的是（　　）
A. 加速度a与时间t成正比
B. 时刻，拉力
C. 时刻，拉力F的瞬时功率为
D. 时刻，电阻消耗的电功率为
答案 CD
二、非选择题：本题共6小题，共60分
11. 实验室有一小量程电流表，现欲扩大其量程，并用标准电流表校准。实验器材有：待改装的小量程电流表（满偏电流）、标准电流表、电阻箱（作为改装电阻）、滑动变阻器、电源、电键以及导线若干。
（1）下面是用标准电流表校准被改装的电流表实物接线图，请把缺少的连接导线补充完整___________。
（2）把电阻箱电阻调整为，调整滑动变阻器，当标准电流表的示数为150 mA时，电流表的示数为。由此可知改装后的电表量程是___________A，电流表的内阻___________。
答案 ①. ②. 0.6 ③. 1199.8
12. 利用如图所示的实验装置可以测量干电池的电动势和内阻。
（1）将电源、电键、电阻箱和电流表组成一个串联电路，电键闭合之前把电阻箱阻值调到最大值；
（2）闭合电键，逐渐减小电阻箱的阻值，记录下电阻箱阻值和对应的电流表示数，多次改变电阻箱阻值，测量并记录5组和相对应的电流；
（3）以为纵轴，为横轴，将实验测得的5组实验数据在坐标系中描点、作图，得到如图所示的图像，则被测干电池电动势测量值为__________（保留三位有效数字）；被测干电池内阻测量值为__________（保留两位有效数字）；
（4）误差分析：由于系统误差的影响，这种测量方法得到的电动势的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，电池内电阻的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值；
（5）消除系统误差对测量结果的影响：找到一只多用电表，将选择开关置于直流电压挡，然后将多用电表并联在电流表两端，调节电阻箱阻值，当多用电表读数为时，电流表读数为。根据新得到的这组数据，消除系统误差之后电动势测量值为__________（保留小数点后两位数字）；内阻测量值为__________Ω（保留小数点后一位数字）。
答案 ①. 1.37 ②. 1.2 ③. 等于 ④. 大于 ⑤. 1.37 ⑥. 1.0
13. 如图所示，电源、电键、导线、金属棒组成一个电路。金属棒质量，长度为，电阻为，悬挂金属棒的两条轻质的细导线的长度也为，细导线质量和电阻不计（电源内阻忽略不计）。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。当闭合电键后，导体棒速度最大时，细导线与竖直方向的夹角（，，），不考虑导体棒运动时切割磁感线产生的感应电动势。求：
（1）导体棒受到的安培力以及电源的电动势大小；
（2）导体棒摆动过程中的最大动能。
答案 （1），； （2）
14. 如图所示，虚线的下方存在水平向右的匀强电场。一质量为、电荷量为的带负电小球从点开始做平抛运动，正好从与点水平距离为的点进入电场。直线是电场中的等势面，点是运动轨迹上距离直线最远的一点，到直线距离为。小球经过时速度的大小为它在点初速度大小的倍。求：
（1）小球从到时间与从到的时间之比；
（2）匀强电场的电场强度的大小。
答案 （1）1；（2）
15. 如图所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，有两条间距为平行的足够长直导轨、处于同一水平面内，左端连接一电容为的电容器，右端连接阻值为的电阻。质量为的导体棒垂直跨放在导轨上，与导轨间的摩擦不计。闭合，断开，从时刻开始，对导体棒施加一个大小为水平向右的恒力，使导体棒从静止开始沿导轨方向做加速运动，此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好。除以外其余部分的电阻均不计，重力加速度为。
（1）求导体棒向右运动时的速度大小；
（2）导体棒向右运动时，断开，闭合，若导体棒再向右运动时，导体棒已经匀速运动，求匀速运动的速度和这一过程中电阻上产生的焦耳热。
答案 （1）；（2）
16. 在坐标系中有匀强电场和匀强磁场，轴为两种场的分界线。电场、磁场方向如图所示，轴上、两点的纵坐标分别为和。在坐标原点处有一粒子源，能够向轴右侧各方向发射质量为、电荷量为的带正电荷的粒子（粒子重力不计），所发射的正电荷最大速度为。带电粒子经磁场偏转后，最远能够到达轴上的点；从点垂直轴进入电场的粒子与轴交点横坐标为，求：
（1）磁场的磁感应强度大小和电场的电场强度的大小；
（2）从点进入电场的粒子到达轴上最远点与点的距离。
答案 （1）， ；（2）