江西省吉安市安福县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（Word版含答案）

安福县2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：（ ）
A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小
2．如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef，它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直径，be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为（　　）
A． B． C．BIR D．0
3．如图所示，图甲为等量同种正电荷，A、B为其连线中垂线上对称的两点，图乙为两根电流方向相反的长直通电导线横截面，C、D为其连线中垂线上对称的两点，以下说法正确的是（　　）
A．A、B两点电场强度相同
B．一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，其电势能先增大后减小
C．C、D两点磁感应强度相同
D．CD连线上各点的磁感应强度方向各不一样
4．如图所示的U－I图像中，Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图像，Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图像，且两条线交点坐标为（2，2），则以下理解正确的是（　　）
A．该电源电动势为2伏
B．该电阻阻值为0.5欧
C．该电源内阻为1欧
D．该电源与该电阻形成串联回路时路端电压为2伏
5．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲是回旋加速器的示意图，带电粒子获得的最大动能与回旋加速器的半径有关
B．图乙是电磁流量计的示意图，可以判断出B极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器的示意图，若带正电的粒子（不计重力）能自左向右沿直线匀速通过速度选择器，则带负电的粒子（不计重力）不能自左向右沿直线匀速通过速度选择器
D．图丁是质谱仪的示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S说明粒子的比荷越小
6．如图所示，电路中、为两个电阻箱，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S一段时间后，带电油滴悬浮在两板之间静止不动；如果电源的内阻不能忽略，且只允许做一个调整，则下列做法中，能使油滴向上运动的是（　　）
A．增大两板间的距离 B．断开电键S C．减小的阻值 D．增大的阻值
7．在如图所示的电路中，闭合开关，电源电动势，内阻保持不变，当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变小，电压表的示数变大
B．电流表的示数变大，电压表的示数变小
C．电流表的示数不变，电压表的示数不变
D．电流表的示数变大，电压表的示数变大
8．以下说法正确的是
A．由可知，电场中某点的电场强度E与电场力F成正比
B．由可知，电场中两点的电势差与电场力做功成正比
C．由可知，某段导体中的电流I与电压U成正比
D．由可知，真空中，离场源点电荷Q的距离r越大，电场强度E越小
9．下列说法正确的是（　　）
A．金属棒在磁场中运动一定能产生感应电流
B．金属棒在磁场中运动不一定能产生感应电流
C．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则穿过回路的磁通量一定发生了变化
D．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则闭合回路的一部分一定相对磁场运动
10．如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）
A．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大
B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D．三个等势面中，a的电势最低
11．如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为，，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　）
A．电阻两端电压是电阻两端电压的2倍
B．电阻的阻值为
C．电源的输出功率为
D．减小的阻值，电流表的示数将变小
二、实验题（共20分）
12．某市质监局对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现竟有九成样品的细菌超标或电阻率不合格（电阻率是检验纯净水是否合格的一项重要指标）。
（1）对纯净水样品进行检验时，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内（如图甲），容器两端用直径为D的金属圆片电极密封（忽略容器壁的厚度）制成检查样品。实验步骤如下：
A．用游标卡尺和螺旋测微器分别测量样品的直径D及其厚度L；如图ab所示，则游标卡尺及螺旋测微器读数分别为________mm，_______mm。
B．选用多用电表的电阻“×1k”挡，按正确的操作步骤测此塑料圆柱形容器的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该电阻的阻值约为________kΩ；
（2）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：
电流表A1（量程1mA，内阻约为2Ω）；
电流表A2（量程100uA，内阻约为10Ω）；
电压表V1（量程1V，内阻r=10kΩ）；
电压表V2（量程15V，内阻约为30kΩ）；
定值电阻R0=10kΩ；
滑动变阻器R（最大阻值5Ω）；
电源E（电动势约为4V，内阻r约为1Ω）；
开关，导线若干。
根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图并标注所选器材符号（如：A1或A2）___________；
（3）该检验样品的厚度为L，直径为D，若用以上电路测量电压表的示数为U，电流表的示数为I，则检验样品的电阻率为ρ=___________（用相应物理量的字母表示）。
13．在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池一节
B．电流表A1（量程，内阻）
C．电流表A2（量程，内阻）
D．滑动变阻器R1
E．电阻箱
F．开关和若干导线
（1）某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为，并设计了下图所示的a、b两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的是_____（选填“a”或“b”）电路；此时R0的阻值应取___________．
（2）下图为该同学根据合理电路所绘出的图像，试写出和的关系式_________（为电流表A1的示数，为电流表A2的示数）．根据该图线可得被测电池的电动势_____V，内阻______．（保留两位有效数字）
三、计算题（共36分）
14．如图所示，一个电子的质量为m，电荷量为e，让它以初速度v0，从屏S上的O点垂直于S射入其右边区域。该区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，该区域为真空。
(1)求电子回到屏S时距离O点有多远；
(2)若电子在磁场中经过某点P，OP连线与v0成θ=角，求该电子从O点运动到P点所经历的时间t。
15．如图所示，质量m=2kg、电量q=+0.01C的小物体（可视为质点）放在光滑水平轨道上的A点，A点到B点所在的区间内存在方向水平向左的匀强电场，场强E=700N/C，物体受到与水平面成37°斜向上的拉力F=10N，从A点由静止开始向右运动，经过时间t=12s运动到B点时立即撤去F，此后物体进入右边竖直光滑半圆形的轨道运动。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求物体在AB段运动时的加速度a和拉力F所做的功W；
（2）物体刚好能运动到轨道最高点D点，求半圆形轨道的半径R。
16．如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0.2m，长为2d，d=0.5m，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因数为μ=，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°。匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直。质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω，导体棒的电阻为r=1Ω，其他部分的电阻均不计，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；
（2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；
（3）整个运动过程中，产生的总焦耳热Q。
1．D
磁感线从磁体的N极出发，进入S极,形成闭合曲线．电流所受磁场力方向垂直于磁场和电流所确定的平面．磁感线的疏密能表示磁场强弱，沿着磁感线磁场不一定减弱．安培力的大小除了和磁场强弱电流大小有关以外，还与磁场与电流的方向夹角有关，所以在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小．答案选D．
2．A
根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流：
流过abcdef边的电流：
de、ab边受到的安培力等大同向，斜向左下方，同理bc、ef边受到的安培力等大同向，斜向右下方，则de、ab、bc、ef边所受的安培力合力为：
方向向下；cd边受到的安培力：
方向向下，；af边受到的安培力：
方向向上，所以线框受到的合力：
A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
A．根据等量同种电荷的电场分布可知，A、B两点电场强度大小相等，方向相反，则场强不相同，选项A错误；
B．一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增大，选项B错误；
CD．因两根通电导线的电流方向相反，根据安培定则，结合磁场叠加知识可知，C、D两点磁感应强度相同，CD连线上各点的磁感应强度方向一样，选项C正确，D错误。
故选C。
4．D
AC．由图像Ⅰ，根据闭合电路欧姆定律，得
电源的电动势为图像纵轴截距，即3V，图像Ⅰ的斜率的绝对值为电源内阻，即
故AC错误；
B．由图像Ⅱ，斜率表示电阻的阻值，根据交点坐标为（2，2），即
故B错误；
D．该电源与该电阻形成串联回路时，交点对应的电压即为该电阻的工作电压，也是路端电压，所以此时路端电压为2伏，故D正确。
故选D。
5．A
A．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为，根据牛顿第二定律有
解得
由上式可知粒子获得的最大速度与回旋加速器的半径有关，故A正确；
B．图乙是磁流体发电机，且根据左手定则可知等离子体中正电荷向B板偏转，负电荷向A板偏转，所以A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极，故B错误；
C．正粒子自左向右沿直线匀速通过速度选择器时，所受洛伦兹力与电扬力大小相等，方向相反，负粒子自左向右沿直线匀速通过速度选择器时，所受洛伦兹力与电场力均反向，大小相等。方向仍然相反，能通过，故C错误；
D．粒子打在底片上的位置到狭缝的距离为
穿过速度选择器的粒子速度都相同，根据上式可知d越小，粒子比荷越大，故D错误。
故选A。
6．D
A．增大两板间的距离，由于两板间的电压等于两端的电压，两板间的电压保持不变，根据
可知板间电场强度减小，带电油滴受到电场力减小，即电场力小于重力，油滴向下运动，A错误；
B．断开电键S，两板间的电压为变为零，板间电场强度变为零，带电油滴只受重力作用，油滴向下运动，B错误；
C．减小的阻值，由于两板间的电压等于两端的电压，故两板间的电压不变，板间电场强度不变，带电油滴受到电场力不变，油滴一直处于静止状态，C错误；
D．增大的阻值，由于两板间的电压等于两端的电压，分压变大，故两板间的电压增大，板间电场强度增大，带电油滴受到电场力增大，即电场力大于重力，油滴向上运动，D正确；
故选D。
7．D
当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，可知电路的总阻值变大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路的总电流减小，内电阻分到的内电压减小，则外电压增大，由电路图可知电压表示数等于外电压，故电压表的示数变大，电路表示数为通过灯泡的电流，根据欧姆定律可得
可知通过灯泡的电流变大，即电流表的示数变大，D正确，ABC错误。
故选D。
8．CD
A、由比值定义式，可知，电场强度反映电场本身的性质，与试探电荷的电荷量和电场力F无关，由电场本身来决定，故A错误；
B、由电势差的定义可知，可知电场中两点的电势差与电场力做功和电荷量无关，由在电场中这两点的位置决定，故B错误；
C、根据公式可知，由于某段导体中电阻恒定，则其的电流I与电压U成正比，故C正确；
D、真空中点电荷的电场强度公式中Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量有关，那么离场源点电荷Q的距离r越大，电场强度E越小，故D正确．
9．BC
AB．产生感应电流的条件是闭合回路和穿过闭合回路的磁通量要发生变化，故A错误，B正确；
C．闭合回路中产生感应电流，则穿过回路的磁通量一定发生了变化，故C正确；
D．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，闭合回路磁通量发生变化，有可能是磁场变化引起的，不一定是切割磁感线引起的，故D错误。
故选BC。
10．AB
A．等势线密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，因此加速度也大，由图可知，P点的加速度大，故A正确；
D．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，故D错误；
BC．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故B正确，C错误。
故选AB。
11．AC
A．设副线圈两端电压为，依题意原副线圈的电流之比为
解得
，
所以两端电压为
电阻两端电压为40V，所以电阻两端电压是电阻两端电压的2倍，故A正确；
B．依题意得，的电阻为
故B错误；
C．依题意得，电源的输出功率为
故C正确；
D．减小的阻值，假定电流表的示数I减小，根据
得副线圈两端的电压会减小，根据电路连接特点
可知流经副线圈的电流会减小，因为有
则流经原线圈的电流会减小；另一方面，根据电路特点有
可知会变大；综上所述，假定不成立，D错误。
故选AC。
12． 29.8 3.192 22
（1）[1]由图可知，游标卡尺的读数为
2.9cm+0.1mm×8=29.8mm
[2]螺旋测微器读数为
3mm+0.01mm×19.2=3.192mm.
[3]欧姆表示数为
22×1kΩ=22kΩ
（2）[4]电源电动势为4V，直接使用电压表量程太小，电压表量程又太大，可以把电压表与定值电阻串联，增大其量程进行实验，故电压表选择，通过待测电阻的电流最大为
所以电流表选择；待测电阻的电压从零开始可以连续调节，变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，所以采用分压式接法，由于电压表内阻已知，所以采用电流表外接法
[5]根据欧姆定律和电阻定律
其中
R0=r
整理可以得到
13． b 990 1.5 1.0
(1)[1][2]没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联组成电压表测电压，电源电动势约为1.5V，电压表量程为3V即可，则应把电流表A1与定值电阻串联组成电压表，如果用电流表A2与定值电阻串联，则改装后电压表量程太大，读数误差大，故合理的电路为b图所示电路
解得
(2)[3][4][5]的数值远大于的数值，可以认为电路电流
由图（b）所示图象可知，在闭合电路中，电源电动势
则
由图示图象可知，图象纵轴截距
则电源电动势
图象斜率
解得
则表达式为
I1=－0.001I2+0.0015
14．(1)；(2)
(1) 电子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有
解得
当它回到S屏时，刚好运动半周，其距离O点的距离为
(2) 由几何知识电子到达P点时所对应的圆心角α=120°，所用时间
根据
解得
联立得时间为
15．（1）0.5m/s2、方向水平向右，288J；（2）0.72m
（1）对物体在AB段的运动，根据牛顿第二定律有
解得
a=0.5m/s2
方向水平向右。
由运动学公式有
拉力F所做的功为
（2）物体运动至C点时的速度大小为
若物体刚好能运动到轨道最高点D点，设物体在D点时的速度大小为vD，根据牛顿第二定律有
对物体由C到D的过程，根据动能定理可得
解得
R=0.72m
16．（1）2m/s；（2）0.125C；（3）0.35J
（1）导体棒到达轨道底端时的感应电动势
感应电流
对导体棒分析有
解得
（2）感应电动势的平均值为
感应电流的平均值
通过电阻R上的电量
解得
（3）根据
解得