2022北京二中高二（上）段考二物理（选考）（PDF版，含答案）

2022北京二中高二（上）段考二
物理（选考）
一、单项选择题（本题共 10小题，每小题 3分，共 30分）
1. 关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
Q
A. 由公式 E = k 可知，当 r 趋近于零时，电场强度趋近于无限大
r 2
F
B. 电场强度的定义式E = 适用于任何静电场
q
C. 若一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场
F
D. 若一段长为 L 电流强度为 I 的通电导体在某处受到的安培力大小为 F，则此处的磁感应强度大小为
IL
2. 某静电场中的电场线如图实线所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，
由 M 运动到 N，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子必定带负电 B. 粒子在 M 点的动能小于在 N 点的动能
C. 粒子在 M 点的加速度大于在 N 点的加速度 D. 粒子在 M 点的电势能小于在 N 点的电势能
3. 如图，一个立方体的导体，其前后两表面之间有一定的电阻，如果将该立方体的边长缩短为原来的十分
之一，那么新的小立方体前后两表面之间的电阻将变为原来的（ ）倍
A. 1 B. 10 C. 100 D. 1000
4. 如图所示的电路中，当变阻器 R3的滑动触头 P 向 a 端移动时（ ）
A. 电压表示数变大，电流表示数变小
B. 电压表示数变小，电流表示数变大
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C. 电压表示数变大，电流表示数变大
D. 电压表示数变小，电流表示数变小
5. 如图，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为 v 的匀速直线运动。若棒横截面积为 S，
单位长度所带的电荷量为 q，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是（ ）
qv
A. qvS，与 v 同向 B. qvS，与 v 反向 C. ，与 v 同向 D. qv，与 v 反向
S
6. 四个带电粒子的电荷量和质量分别 (+q，m) 、 (+q，2m)、 (+3q，3m) 、 ( q，m) 它们先后以相同的速度
从坐标原点沿 x 轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与 y 轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动
轨迹的图像中，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
7. 回旋加速器的工作原理如图所示：D1和D2 是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。A 处
的粒子源产生的 粒子（氦原子核）在两盒之间被电场加速，两个半圆盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。
粒子进入半圆金属盒内做匀速圆周运动。若忽略 粒子在电场中的加速时间且不考虑相对论效应，则下
列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越小
B. 粒子在磁场中回转一周运动的时间是外接交流电源周期的 2 倍
C. 仅增大两盒间的电势差， 粒子离开加速器时的动能增大
D. 仅增大金属盒的半径， 粒子离开加速器时的动能增大
8. 示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．图 1 为示波器
的原理结构图．当不加电压时，电子恰好打在荧光屏的正中心，在那里产生一个亮斑；当极板 YY'间加高
频偏转电压 Uy、极板 XX'间加高频偏转电压 Ux，偏转电压随时间变化规律分别如图 2 所示时，荧光屏上
所得的波形是图中的
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A. B. C. D.
9. 在如图所示的电路中，定值电阻 R1 = 3 、 R2 = 2 、 R3 =1 、 R4 = 3 ，电容器的电容C = 4μF，
电源的电动势 E =10V ，内阻不计。闭合开关S1、S2 ，电路稳定后，则（ ）
A. a、b 两点的电势差Uab = 3.5V
B. 电容器所带电荷量为零
C. 断开开关S ，电路再次稳定后电容器储存的电荷量为1.0 10 52 C
D. 断开开关S2 ，电路再次稳定后电容器储存的电能为5.0 10
5 J
10. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线 a 是该电池在某光照强度下路端
电压 U 和电流 I 的关系图像（电池内阻不是常量），图线 b 是某电阻 R 的U I 图像。在该光照强度下将它
们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（ ）
A. 5.5Ω B. 7.0Ω C. 12.0Ω D. 12.5Ω
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二、不定项选择题（本题至少有一个选项正确，共 6小题，每小题 3分，共 18分）
11. 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此
时通过导线 M 和 N 的电流大小分别为 I1 和 I 2 ，已知 I1 I2 ，方向均向上。若用 F1和 F2 分别表示导线 M
与 N 受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）
A. 两根导线相互吸引
B. 为判断 F1的方向，需要知道 I1 和 I 2 的合磁场方向
C. 两个力的大小关系为 F1 F2
D. 仅增大电流 I 2 ， F1、 F2 会同时都增大
12. 如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产
生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁
线圈的电流来调节。下列说法正确的是（ ）
A. 仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大
B. 仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大
C. 仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小
D. 同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期可能不变
13. 如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为 B，一个质量为 m，电荷量为 q，初速
度大小为 v 的带电粒子沿磁场区域的直径方向从 P 点射入磁场，从 Q 点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁
场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了 角，忽略重力及粒子间的相互作用力下列说法正确的是
（ ）
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A. 粒子带正电
mvθ
B. 粒子在磁场中运动的轨迹长度为
Bq
mθ
C. 粒子在磁场中运动的时间为
Bq
mv
D. 圆形磁场区域的半径为 tanθ
Bq
14. 如图所示的电路中，已知电源电动势为 E，内阻为 r。闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，可以改
变外电路的电阻，电压表的示数 U、电流表的示数 I、电源的输出功率 P 都将随之改变。以下四幅图中能
正确反映 P-I、P-U 关系的是（ ）
A. B. C. D.
15. 高温超导限流器被公认为目前最好且唯一行之有效的短路故障电流限制装置。中国科学院电工研究所
完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作，并于 2005 年初在湖南进行并网挂机实
验。超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图所示。超导部件有一个超导临界电流 IC ，当通过限
流器的电流 I IC 时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一
个纯电阻）。以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为 R1 = 3 ，超导临界电流
IC =1.2A ，限流电阻 R2 = 6 ，小灯泡 L 上标有“6V，6W”字样，电源电动势 E = 8V ，内阻
r = 2 。原来电路正常工作，现 L 突然发生短路。则（ ）
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3
A. 小灯泡 L 短路前，通过 R1的电流为 A
4
B. 小灯泡 L 短路后，超导部件将由超导态转为正常态
C. 小灯泡 L 短路后，通过 R1的电流为 2A
4
D. 小灯泡 L 短路后，通过 R1的电流为 A
3
16. 如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度
2mg
大小为 E= ，磁感应强度大小为 B．一质量为 m、电荷量为 q 的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的
q
动摩擦因数为 μ；现使圆环以初速度 v0向下运动，经时间 to，圆环回到出发点．若圆环回到出发点之前已
经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为 g．则下列说法中正确的是（ ）
t
A. 环经过 0 时间刚好到达最低点
2
qv0BB. 环的最大加速度为 am=g+
m
1 m22 g
2
C. 环在 t0时间内损失的机械能为 m v0
2 2 q
2B2
D. 环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等
三、实验题（本题共 3小题，共 19分）
17. 某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
（1）甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为 10 挡，
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则测量结果为______ 。
（2）乙同学用该表正确测量了一个约150 的电阻后，需要继续测量一个阻值约 20 的电阻。在测量这
个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是______（填字母代号）。
A．将红表笔和黑表笔短接 B．把选择开关旋转到 100 挡
C．把选择开关旋转到 1 挡 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
（3）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为 1.5V 的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现
灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表电压挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路
仅有一处故障，由此做出的判断中正确的选项是______。
测试点 A、C A、D A、E A、F
多用表示数 0 0 约 1.5v 约 1.5v
A．A、C 间导线断路 B．D、E 间导线断路
C．灯泡断路 D．F、B 间导线断路
18. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出金属丝的长度 l，用螺旋测微器测出金属丝的直
径 d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻 R。
（1）实验中测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图所示，金属丝直径的测量值为 d=______mm。
（2）实验中给定电压表（内电阻为 50k ）、电流表（内电阻为 0.4 ）、滑动变阻器（最大阻值为 5 ）、待
测金属丝（电阻约为 10 ）、电源、开关及导线若干。
两位同学想用伏安法多次测量做出 I-U 图线求出待测金属丝的阻值，为使测量结果尽量准确，应选用下图
所示的哪个电路进行实验更加合理______；
A． B． C． D．
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（3）请你用笔画线代替导线，在图中按照第（2）问你所选择的电路图补画实验电路中缺少的两条线。
（ ）
（4）若通过测量获得，金属丝的长度为 l、直径为 d，电阻值为 Rx，由此可计算得出金属丝的电阻率
ρ=______。
19. 用如图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验
器材还有：
双量程电流表：A（量程0 0.6A ，0 3A ）
双量程电压表：V（量程0 3V ，0 15V）
滑动变阻器： R1（阻值范围0 ~ 20Ω，额定电流 2A ）
R2 （阻值范围0 ~ 1000Ω，额定电流1A ）
（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为______A，电压表的量程为______V，
应选用滑动变阻器的阻值范围是______；
（2）通过多次测量并记录对应的电流表示数 I 和电压表示数 U，利用这些数据在图乙中画出了 U－I 图
线。由图线可以得出此干电池的电动势 E = ______V，内阻 r = ______ ；
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（3）引起该实验的系统误差的主要原因是下列选项中的______；
A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
（4）根据实验测得的 I、U 数据，若令 y = IU ， x = I ，则由计算机拟合得出的 y x图线应是图丙中的
（选填“ ”、“ ”或“ ”），其余两条图线分别是令 y = IE 和 y = I 2______ a b c r 得出的。根据前面测量得
到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中 A 点的 x、y 坐标分别为______A、______W（保留 2 位有效数
字）。
四、计算题（本题共 4小题，共 33分）
20. 在倾角为 的光滑导轨上，置一通有电流为 I，长为 L，质量为 m 的导体棒，如图所示。
（1）若外加匀强磁场方向沿竖直方向，为了使导体棒静止在光滑导轨上，磁场方向应该向上还是向下？
并求此时磁感应强度的大小 B1；
（2）若外加匀强磁场的方向可选择，为了使导体棒静止在光滑导轨上，求外加匀强磁场的磁感应强度的
最小值 B2 。
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21. 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
规格 后轮驱动直流永磁电机
车型 26″电动自行车 额定输出功率 112W
整车的质量 30kg 额定电压 40V
最大的载重 120kg 额定电流 4A
根据图表提供的信息，求：
（1）电机在额定工作状态下消耗的电功率及电机内阻；
（2）如果质量为M = 70kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力 f 恒为车和人总重量的 k＝
0.02 倍（取 g =10m/s2 ），在额定工作状态下，人骑车行驶的最大速度 vm 。
22. 请根据以下微观模型来研究导体的电阻。设有一段横截面积为 S，长为 l 的均匀直导线，单位体积内自
由电子数为 n，电子电量为 e，电子质量为 m。导线两端不加电压时，导线中电子以很大速度做无规则热运
动，沿导线方向速度平均值为零，在导线两端加电压 U 时，电子在电场力作用下加速运动，在运动过程中
电子会与导线中的金属离子频繁碰撞，碰后电子速度发生改变，沿各方向速度均可出现，因此可以认为沿
导线方向的平均速度又变为零。“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各
段加速都是从定向速度为零开始，加速阶段的平均速度即为电子定向移动速度。根据统计理论知，若平均
一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为 t，试分析：
（1）若直导线内的电场可视为匀强电场，求导线中的电场强度；
（2）根据统计理论，求单个电子在电场力作用下加速一次能够获得的最大速度；
（3）请利用电阻的比值定义式推导这段导体的电阻。（结果用以上叙述中出现的物理量符号表示）
23. 在研究带电微观粒子的过程中，常采用电场或磁场对带电粒子的作用来实现对它们运动情况的控制，
通过对它们运动情况的分析，或是控制它们之间发生相互作用，来研究带电粒子的组成。以下讨论中，空
气阻力及带电粒子所受重力均可忽略不计。
(1)如图甲所示，在 xOy 平面内的 x<0 的范围有沿 x 轴正方向，电场强度为 E 的匀强电场，在 x>0 的范围内
有垂直于坐标平面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场；
①现有一带正电的粒子 1 从 x 轴上的 M 点由静止释放，最后通过 N 点，已知 MO 及 ON 的距离均为 l，ON
的方向与 x 轴夹角 θ=45°，求带电粒子 1 的比荷（即电荷与质量之比）；
②若另有一带正电的粒子 2 从 x 轴上的 M 点由静止释放，最后从 N 点的右侧飞过，请分析说明粒子 2 的比
荷比粒子 1 的比荷大还是小；
(2)在保持(1)问中磁场不变的条件下，将匀强电场扩大到整个空间，且电场强度不变。有一质量为 m、电荷
量为 q 的带正电的粒子从 O 点由静止释放，该粒子的运动轨迹大致如图乙所示，其中轨迹距 y 轴的最大距
离为 s，粒子运动中的最大速度为 v。求 s 与 v 的大小。
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参考答案
一、单项选择题（本题共 10小题，每小题 3分，共 30分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B B B B D AD D B C A
二、不定项选择题（本题至少有一个选项正确，共 6小题，每小题 3分，共 18分）
11 12 13 14 15 16
AD AC ABC BD BD BC
三、实验题（本题共 3小题，共 19分）
17. ①. 160 ②. CAD ③. B
R d 2
18. ①. 0.128 ②. A ③. ④. x
4l
19. ①. 0 0.6 ②. 0 3 ③. 0 20 ④. 1.45 ⑤. 1.3 ⑥. A ⑦. c ⑧. 1.1 ⑨. 1.6
四、计算题（本题共 4小题，共 33分）
mg tan mg sin
20.（1）向上； B1 = ；（2）B2 =
IL IL
21.（1）160W，3 ；（2）5.6m/s
U eU 2ml
22.（1） E = ；（2）vm = t ；（3） R =
l ml ne2ts
q1 4E 2mE 2E
23.(1)① = ，②粒子 2 的比荷比粒子 1 的比荷小；(2) s = ，v=
m B21 l qB
2
B
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