【期中真题】山东省青岛第二中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题.zip

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青岛二中2022—2023学年第一学期期中考试—高二试题物理一、单项选择题：本题包括8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 如图，厚薄均匀的长方体金属导体ab、bc的长度之比为。将C与D接入电压不变的电路中时，通过该导体的电流为I，若换A与B接入原电路中，则通过该导体的电流为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】根据电阻决定式可知，将A、B接入电路中时，电阻大小为将C、D接入电路中时，电阻大小为故两种情况下电阻之比为且电压不变，由欧姆定律可知电压不变，电流与电阻成反比，电流之比为4：9，将C与D接入电压不变的电路中时，通过该导体的电流为I，若换A与B接入原电路中，则通过该导体的电流为，故D正确ABC错误。故选D。2. 实现粒子间的高速碰撞是研究粒子的基本实验手段。北京正负电子对撞机的储存环可视作近似圆形轨道，当环中运行的电子数目为个，环中电子以光速的运动时形成10mA的电流。由此可知：此存储环的周长为（　　）（已知光速，电子的电荷量）A. 100米 B. 120米 C. 240米 D. 480米【答案】C【解析】【详解】设存储环的周长为l，有又根据电流的定义，有联立，可得故C正确；ABD错误。故选C。3. 直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，一直流电动机M和电灯L并联之后接在直流电源上，电动机内阻，电灯灯丝电阻（阻值保持不变），电源电动势E=24V，内阻。开关S闭合，电动机正常工作时，电压表读数为18V。则下列说法不正确的是（　　） A. 流过电源的电流6A B. 电动机的输入功率等于25WC. 流过电动机的电流5A D. 电动机对外输出的机械功率65W【答案】B【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有解得故A正确，与题意不符；C．流过灯泡的电流为则流过电动机的电流为故C正确，与题意不符；B．电动机的输入功率故B错误，与题意相符；D．电动机发热功率为则对外输出的机械功率为故D正确，与题意不符。本题选不正确的故选B。4. 电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C，如图所示。闭合开关S，增大电阻箱R阻值的过程中，电压表示数的变化量为U，电流表示数的变化量为I，则下列说法中正确的是（   ）A.  B. C. 电容器电量的增加量为2CU D. 电阻R0两端电压的减小量小于U【答案】D【解析】【详解】A．由电路图可知，电压表测得是滑动变阻器两端的电压，电流为干路电流，所以利用电压表的值与电流表的值相比算出的是滑动变阻器的阻值，即A错误；B．根据闭合电路欧姆定律得U = E－I(R0＋r)由数学知识得知B错误；CD．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知U = E－I(R0＋r)电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于U，电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为CU，C错误，D正确。故选D。5. 在如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线Ⅲ与直线I的交点为（1.5A，0.75V），该点的切线与横轴交点坐标为（1.0A，0），用该电源直接与电阻R或小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（　　）A. 电源电动势为3V，内阻为0.5ΩB. R为定值电阻，其阻值为0.5ΩC. L接入电源时的电阻为1.5ΩD. R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率【答案】D【解析】【详解】A．由图像I可知，电源电动势：E=3.0V，短路电流：I短=2.0A，电源内阻Ω=1.5Ω故A错误；B．由图像Ⅱ可知，定值电阻Ω=1.5Ω故B错误；C．曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为（1.5A，0.75V），电源的路端电压为0.75V，干路电流为1.5A，L接入电源时的电阻Ω=0.5Ω故C错误；D．R接入电源时电源的输出功率=UI=1.5×1.0W=1.5WL接入电源时电源的输出功率=0.75×1.5W=1.125W故R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率，故D正确。故选D。6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器总电阻为R，所有电表均为理想表。当滑片由左向右滑动时，关于各表示数变化描述正确的是（　　）A. 示数一直减小 B. 示数先增大再减小C. 示数先减小再增大 D. V示数先增大再减小【答案】A【解析】【详解】AC．滑片由左向右滑动时，变阻器在干路中左端部分电阻增大，在右端部分电阻减小，由于右端部分与电阻R1并联，并联电阻小于支路电阻，可知并联部分减小量小于变阻器左端部分电阻的增加量，则总电阻增大，总电流减小，故示数一直减小。变阻器右端部分的电阻减小，根据并联电路电流分配关系，可知电阻R1分得的电流减小，则的示数一直在减小，故A正确，C错误；B．设变阻器右部分电阻为x，且取值大小范围为则左部分为，由闭合电路欧姆定律可知由并联电路的电流分配关系可知解得化简可得由数学知识可得，此式分母中的关于x的二次解析式的对称轴为，因电源内阻r与R大小未知，无法确定对称轴在x的范围内，故无法确定此式分母大小如何变化，则示数无法判断，故B错误；D．总电流减小，内电压减小，则路端电压增大，故电压表V示数一直增大，故D错误。故选A。7. 为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上、下底面方向加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（　　） A. 若污水中带正电离子较多，则前表面比后表面电势高B. 若污水中带负电离子较多，则前表面比后表面电势高C. 污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D. 污水流量Q与U成正比，与a、b无关【答案】D【解析】【详解】AB．正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向后表面偏，负离子向前表面偏，所以前表面比后表面电势低，故AB错误；CD．最终正、负离子会受到电场力、洛伦兹力而处于平衡，有即而污水流量可知与离子的浓度无关，与成正比，与无关，故C错，D正确。故选D。8. 如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流正方向为从a到b，在这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　） A. 从左向右看，感应电流的方向先为顺时针，后为逆时针B. 从左向右看，感应电流的方向先为逆时针，后为顺时针C. 从左向右看，感应电流的方向始终为顺时针D. 从左向右看，感应电流的方向始终为逆时针【答案】C【解析】【详解】根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，螺线管的磁场的方向水平向右，则穿过铝环的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环上的感应电流顺时针（从左向右看）；当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，穿过铝环的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看），故电流方向不变，故C正确ABD错误。故选C。二、多项选择题：本题包括4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9. 如图，一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，杆和磁场垂直，与水平方向成角。杆上套一个质量为m、电量为＋q的小球。小球与杆之间的动摩擦因数为，从A点开始由静止释放小球，使小球沿杆向下运动。设磁场区域很大，杆足够长。已知重力加速度为g。则下列叙述中正确的是（　　） A. 小球运动的速度先增大后不变B. 小球运动的加速度先增大到，然后减小到零C. 小球的速度达到最大速度一半时加速度一定是D. 小球的速度达到最大速度一半时加速度可能是【答案】ABC【解析】【详解】AB．由题意，小球由静止释放后沿杆向下运动，一定先做加速运动，根据左手定则可知小球受到洛伦兹力方向垂直杆向上，随着小球速度增大，洛伦兹力增大，球与杆之间的弹力减小，所受摩擦力减小，所以加速度增大，当小球速度增大至满足时，小球与杆之间弹力减小至零，加速度达到最大值，为之后随着速度进一步增大，小球速度开始满足，则小球开始与杆之间再次产生弹力且逐渐增大，小球所受摩擦力增大，当摩擦力增大至与重力沿杆向下的分力平衡时，小球加速度减小至零，速度达到最大值，且此后保持速度不变，故AB正确；CD．设小球最大速度为vm，则根据前面分析可知解得小球加速度最大时的速度大小为因为小球释放瞬间一定满足联立以上三式可得所以当小球速度达到时，小球已经进入加速度从最大值减小至零的运动阶段，此时杆对球的弹力垂直于杆向下，根据牛顿第二定律有解得故C正确，D错误故选ABC。10. 、两个离子同时从匀强磁场的直边界的、点分别以和（与边界的夹角）射入磁场，又同时分别从、点穿出，如图所示．设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是（    ） A. 为正离子，的负离子B. 、两离子运动半径之比C. 、两离子速率之比为D. 、两离子的比荷之比为【答案】BD【解析】【详解】A向右偏转，根据左手定则知，A为负离子，B向左偏转，根据左手定则知，B为正离子，故A错误．离子在磁场中做圆周运动，由几何关系可得r=，l为PQ距离，sin60°：sin30°＝：1，则A、B两离子的半径之比为1：，故B正确．离子的速率v=，时间相同，半径之比为1：，圆心角之比为2：1，则速率之比为2：，故C错误．根据r=知，，因为速度大小之比为2：，半径之比为1：，则比荷之比为2：1．故D正确．故选BD．点睛：本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程，掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及掌握粒子在磁场中的半径公式，并能灵活运用．11. 如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的图像如图乙所示，物块带电量保持不变，下列说法正确的是（　　）A. 物块带负电B. 1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5m/sC. 若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也会增大D. 传送带的速度可能比0.5m/s大【答案】AD【解析】【详解】A．若物块带正电，洛伦兹力向下，根据牛顿第二定律得解得 ，随着v增大，加速度a增大，速度图像的斜率增大，图像向上弯曲，与乙图不符合；若物块带负电，洛伦兹力向上，根据牛顿第二定律得解得 ，随着v增大，加速度a减小，速度图像的斜率减小，图像向下弯曲，与乙图符合；综上所述，物块一定带负电，A正确；BCD．1s后物块开始做匀速直线运动，合力等于零，有两种可能：①与传送带共速，随传送带一起做匀速直线运动，传送带的速度一定等于0.5m/s；②物块飘起来，洛伦兹力等于重力，物块以0.5m/s做匀速直线运动，传送带的速度大于或等于0.5m/s，若增大传送带的速度，其他条件不变，物块仍然以0.5m/s运动，速度不会增大，BC错误，D正确。故选AD。12. 下图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源相连。现分别加速氘核（）和氦核（），下列说法正确的是（　　） A. 它们的最大速度相同B. 它们的最大动能相同C. 两次所接高频交流电源的频率相同D. 仅增大高频交流电源的频率即可增大粒子的最大动能【答案】AC【解析】【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有   解得   因为氘核和氦核的比荷相同，所以它们的最大速度相同，故A正确；BD．粒子最大动能为   因为氘核和氦核的不同，所以它们的最大动能不同，且最大动能与高频交流电源的频率无关，仅增大高频交流电源的频率无法增大粒子的最大动能，故BD错误；C．粒子做匀速圆周运动的周期为粒子每运动一个周期都被加速两次，而交变电场的方向每个周期改变两次，且粒子每次经过电场都会被加速，所以高频交流电源的周期等于粒子运动的周期，即二者频率相等，因为氘核和氦核的比荷相同，所以两次所接高频交流电源的频率相同，故C正确。故选AC。三、实验题：本题共18分。把答案填在答题卡的横线上或按题目要求做答。13. 如图：用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm。 【答案】    ①. 4.585    ②. 4.245【解析】【详解】[1]图中螺旋测微器的示数为[2]图中游标卡尺的示数为14. 图甲使用0.6A量程时，表针示数是___________A；图乙使用3V量程，表针示数为___________V。【答案】    ①. 0.35    ②. 1.70【解析】【详解】[1]使用0.6A量程时，分度值为0.02A，需要估读到0.01A，图甲中指针指在0.34A和0.36A之间，所以读数为0.35A。[2]使用3V量程，分度值为0.1V，需要估读到0.01V，所以读数为15. 某同学用如图所示电路探究小灯泡的伏安特性，要求小灯泡的电压在0V-2.5V范围内均可测量，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）电压表（量程300mV，内阻）电流表（量程300mA，内阻约）定值电阻滑动变阻器（阻值）    滑动变阻器（阻值）滑动变阻器（阻值）    电阻箱（最大阻值）电源E（电动势6V，内阻约）    开关S、导线若干。完成下列填空：（1）有3个阻值分别为、、的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的曲线，应选取阻值为___________的定值电阻；（2）图示电路中，滑动变阻器应选_______（填“、”或“”）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填“a”或“b”）端；（3）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端电压为3V，该同学经计算知，应将的阻值调整为___________。（4）由于存在误差，a线为本实验依据实验数据描绘的实验图线。若消除误差后，你认为小灯泡的真实U-I图线应为图中图线___________（选填“b”或“c”）。【答案】    ① 10    ②.     ③. a    ④. 2700##    ⑤. b【解析】【详解】（1）[1]因为小灯泡额定电压为2.5V，电动势为6V，则滑动滑动变阻器时，为了保证电路安全，需要定值电阻分担的电压为则则需要描绘小灯泡在0~300mA的曲线，需要选取的阻值为。（2）[2][3]滑动变阻器阻值选取总阻值明显小于测量路段总电阻的，则选取，为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的最左端a。（3）[4]由题可知，电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，则解得（4）[5]电流表外接使阻值偏小，则消除误差后图线应为b。四、计算题：本题共3小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16. 如图所示，电流表读数0.75A，电压表读数2V，。若某个电阻发生断路，将使安培表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，（安培表、电压表均为理想电表）求：（1）烧断的电阻是哪一只？（2）电动势E和电阻的数值各是多少？ 【答案】（1）；（2）4V；8【解析】【详解】（1）电阻烧断前后，电压表均有读数，说明电压表与电源接触良好，故电阻R3不可能被烧断，电流表始终有读数说明R1完好，被烧断的电阻只能是R2。（2）烧断后，对R1分析，根据欧姆定律可得烧断前，有对R2分析，可得解得电路中干路电流为根据闭合电路欧姆定律，有烧断后，同理可得联立，可得17. 某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间磁感应强度的大小均为B，磁极宽度均为L。忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接、当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。此时根据对应的供电电流I，可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。（1）供电电流I是从C端，还是从D端流入；（2）求重物质量与电流的关系。【答案】(1)从D端流入；(2) 【解析】【详解】(1)设线圈受到的安培力为F，据左手定则知外加电流从D端流入；(2)由和得18. 东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入偏转磁场中，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，两极板间电压为U，间距为d，极板长度为2d，吞噬板长度为2d，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。（1）要使的离子能直线通过两极板，则需在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B1，求B1的大小；（2）直线通过极板的离子以进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域。已知磁场，若离子全部能被吞噬板吞噬，求矩形磁场B2的最小面积；（3）若撤去极板间磁场B1，且B2边界足够大。若粒子束由速度为、、的三种离子组成，有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，最终被吞噬板吞噬，求磁场B2的取值范围。【答案】（1）；（2）Smin = 3d2；（3）【解析】【详解】（1）离子能直线通过两极板，则洛伦兹力等于电场力将代入得（2）由离子在偏转磁场中的运动半径为r = d即从上极板边缘进入磁场离子，正好打到其正下方2d处的吞噬板上；从下极板边缘进入磁场的离子，正好打到其正下方2d处的吞噬板上。则矩形磁场的两边长分别为3d和d，B2的最小面积为Smin = 3d2（3）对于沿上极板运动的离子，在两极板间做类平抛运动，则，，得离子做类平抛运动的过程中，根据动能定理得离子进入偏转电场时的速度偏向角的余弦值为①当初速度时y1 = d    θ1 = 45°故该离子正好从两极板的右侧下边缘进入偏转磁场，且当该离子刚好打在吞噬板下边缘时，偏转半径最大，磁场B2最小，其余进入的离子均打在吞噬板上，画出该离子的运动轨迹如图则该离子在磁场B2中，由几何关系有联立解得②当初速度时    离子射出偏转电场时，与吞噬板上端相距为，且当该离子恰好打到吞噬板上端时，偏转半径最小，磁场B2最大，其余进入的离子将均打在吞噬板上，由几何关系得根据得若从距离上极板射入的离子，将恰好从两极板的右侧下边缘进入偏转磁场，且当该离子刚好打在吞噬板下边缘时，偏转半径最大，磁场B2最小，其余进入的离子将均打在吞噬板，画出该离子的运动轨迹如图则该离子在磁场B2中，由几何关系有联立解得③当初速度时    离子射出偏转电场时，与吞噬板上端相距为，且当该离子恰好打到吞噬板上端时，偏转半径最小，磁场B2最大，其余进入的离子将均打在吞噬板上，由几何关系得根据得若从距离上极板射入的离子，将恰好从两极板的右侧下边缘进入偏转磁场，且当该离子刚好打在吞噬板下边缘时，偏转半径最大，磁场B2最小，其余进入的离子将均打在吞噬板，画出该离子的运动轨迹如图则该离子在磁场B2中，由几何关系有联立解得综上所述，B2的取值范围为