2022-2023学年度湖北省武汉市华师一附中高二上学期期中物理试题（无答案）

华师一附中2022-2023学年度上学期高二期中检测物理试题
一、选择题：本大题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求；第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．锂离子电池主要依靠锂离子（）在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池放电时的内部结构。该过程中从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7 V，则
A．非静电力做的功越多，电动势越大
B．移动一个锂离子，需要消耗电能3.7 J
C．“毫安·时”（mA·h）是电池储存能量的单位
D．锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能
2．a、b、c是静电场中一直线上的三个点，从a点释放一个初速度为零的正电子，仅在静电力的作用下由a点经b点运动到c点，以a点为坐标原点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示，则
A．该电场可能是孤立的点电荷产生的
B．正电子在a点的加速度小于在b点的加速度
C．电场中a点的电势高于b点的电势
D．正电子从a点到c点的过程中，动能先减小后增大
3．来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子。如图所示，由于地磁场的存在，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断，下列说法中正确的是
A．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则它将向西偏转
B．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则它将向东偏转
C．若带电粒子带负电，且沿垂直于地球赤道平面射向地心，则它将向南偏转
D．若带电粒子沿垂直于地球赤道平面射向地心，则它可能在地磁场中做匀速圆周运动
如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1 m的平行导轨上放一所受重力为3 N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场的大小方向可变。要使金属棒静止，磁感应强度的最小值为
A． B．1T C． D．
图甲为某元件R的U－I特性曲线，把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R0＝3 Ω.闭合开关S后，电源的总功率约为
A．1.5W
B．2W
C．3W
D．3.25W
6．一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U0，则
A．通过导线的电流为
B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动的平均速率为
D．导线中自由电子定向移动的平均速率为v
7．如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔 M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。则下列说法中正确的是
A．若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处
B．若仅将A板稍微上移，带电小球将无法运动至N处
C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球将无法运动至N处
D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处
8．如图所示为回旋加速器原理图，D形金属盒半径为R，A处粒子源产生质量为m、电荷量为的粒子，在加速电场中被加速，在匀强磁场中偏转，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率均可调，磁场的磁感应强度最大值为和加速电场频率的最大值为，则下列说法正确的是
A．粒子获得的最大动能与加速电压无关
B．粒子第n次和第次进入磁场的半径之比为
C．若，则粒子获得的最大动能为
D．若，则粒子获得的最大动能为
9．如图所示，一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB的上方处，能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子。空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力，已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d，则
A．粒子能打在板上的区域长度是
B．粒子能打在板上的区域长度是
C．粒子从出发至打到板上的最短时间为
D．粒子从出发至打到板上的最长时间为
10．某同学按如图甲所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线如图乙所示。 电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0、图线与坐标轴围成的面积S、任一点的切线斜率k，但电源电动势和内阻、定值电阻R均未知。根据题目所给的信息，下列物理量能估算出的是
A．电容器放出的总电荷量
B．通过电阻R的最大电流
C．定值电阻R
D．电源的内阻
11．如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=R2=r，滑动变阻器R3的总阻值为6r，电流表A1和电流表A2为理想电流表。闭合开关S，调节滑动触头P，从a端移动到b端的过程中，下列说法正确的是
A．滑动触头P向下移动过程中，电源的效率先减小后增大
B．当滑动触头P位于ab端正中间时，电源的输出功率最大，最大值为
C．电流表A1示数一直减小，电流表A2示数一直增大
D．当滑动触头P位于ab端正中间时，滑动变阻器R3消耗的功率最大，最大值为
二、非选择题∶本题共5小题，共56分。
12．（6分）同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示，该工件的直径为___________mm，高度为___________cm。该同学又用多用电表欧姆挡测该工件的电阻，选择开关旋转到“×10”挡，多用电表读数如图丙所示，该工件的电阻为___________Ω。
13．（9分）某同学要将一量程为1 mA的毫安表改装为量程为10 V的电压表。该同学测得毫安表内阻为150 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与毫安表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，对改装后的电表进行检测。实验室提供的器材有：
电源E（电动势12 V，内阻不计）；
标准电压表V（量程10 V，内阻约为10 kΩ）；
电阻箱R0（0～99999.9Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为20 Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值为5 kΩ）；
开关S一个，导线若干.
（1）要求从零开始对电压表全范围的刻度进行校准，请在如图甲的虚线框里画出实验电路图。（图中需标明所选器材）
（2）电阻箱的阻值应调为_______Ω。
（3）当标准电压表的示数为9 V时，毫安表的指针位置如图乙所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是_______。（填正确答案标号）
A．9 V B．12 V C．15 V D．18 V
（4）产生上述问题的原因可能是________。（填正确答案标号）
A．毫安表内阻测量错误，实际内阻大于150 Ω
B．毫安表内阻测量错误，实际内阻小于150 Ω
C．R0值计算错误，接入的电阻偏大
D．R0值计算错误，接入的电阻偏小
14．（12分）电动自行车行驶的动力是靠蓄电池提供的，通常情况蓄电池内部也有电阻，简称电源内阻。某电动自行车蓄电池的电源电动势E=46 V，给自行车的电动机输送I=6 A的电流时，测得电动机两端的电压U=40 V，此时自行车正以v=10 m/s的速度在平直公路上匀速前进，其牵引力做功的功率P=200 W（除电源内阻r与电动机内阻以外，不计其他电阻）。求：
（1）自行车前进100 m的路程，蓄电池消耗的总电能；
（2）蓄电池的内阻r和电动机的内阻。
15．（13分）如图所示，MN和PQ是匀强磁场的理想边界，MN上方为匀强磁场Ⅰ，PQ下方为匀强磁场Ⅱ，MN和PQ间距为Δd= d，MN与PQ平行且之间区域没有场。质量为m、电荷量为q的带负电粒子自M点以大小为v0、方向与边界夹角为45°斜向右上方的速度第一次射入磁场Ⅰ，带电粒子每次穿越边界MN、PQ过程中动能都可能有损失，穿越后的动能为穿越前的k倍(k≤1)。已知两部分磁场方向均垂直于纸面向里，磁感应强度大小均为B=，粒子的重力和空气阻力可以忽略。
（1）为了使粒子能返回MN 边界，磁场Ⅰ的最小宽度L为多大
（2）若粒子自A点第一次离开磁场Ⅰ，为使粒子再次进入磁场Ⅰ的位置为A点，k的值为多少
16．（16分）空间中存在着水平向左的匀强电场，虚线下方区域同时存在着高度为H、大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。将质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出，小球的运动轨迹如图所示。AC两点在同一竖直线上，B点速度方向竖直向下，大小为。小球从C点进入虚线下方区域。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）小球从A到C运动过程中的最小动能；
（3）已知小球离开磁场区域时，速度方向竖直向下，求小球从A点出发到离开磁场区域的时间。