河南省安阳市2022-2023学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份河南省安阳市2022-2023学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、下列说法正确的是( )
A.电子、质子、正电子都属于元电荷
B.由电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在该点受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量q成反比
C.静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面
D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功
2、如图为一平行板电容器，A板接地，B板带电量为，在O点固定一带电量为-q的试探电荷，下列操作可使板间场强和试探电荷的电势能均不变的是( )
A.将A板向上平移一点B.将A板向下平移一点
C.将B板向上平移一点D.将B板向右平移一点
3、如图所示，厚度为h、宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体的上下表面会产生电势差（霍尔电压），这种现象称为霍尔效应。经研究可得霍尔电压与导体电流的关系为，其中：k称为常尔系数。则下列说法正确的是( )
A.霍尔系数k的量纲为
B.霍尔系数k的量纲为
C.霍尔系数k的量纲为m/C
D.若将金属导体换成浓度均匀的食盐溶液，仍会产生霍尔现象
4、如图，空间有一无限大正交的电磁场，电场强度为E，方向竖直向下；磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。电磁场中有一内壁光滑竖直放置的绝缘长筒，其底部有一带电量为（），质量为的小球，g为重力加速度，小球直径略小于圆筒。现圆筒在外力作用下以大小为的初速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.圆筒开始运动之前，其底部受到的压力为qE
B.小球相对于圆筒做匀加速直线运动
C.洛伦兹力做正功
D.小球从圆筒中飞出后将做斜抛运动
5、某新型电动汽车电源、电流表、车灯（电阻不变）、电动机连接的简化电路如图所示。已知电源电动势为E，内阻为r，电动机线圈电阻为，电流表可视为理想电表。仅车灯接通时电流表示数为；电动机启动瞬间，车灯会瞬间变暗，电流表示数为。下列说法正确的是( )
A.车灯电阻为
B.车灯电阻为
C.电动机启动瞬间，电动机消耗的电功率为
D.电动机启动瞬间，电动机电功率为
6、如图，半径为R的均匀带电圆环与均匀带电薄板平行且二者几何中心相距2R，带电圆环与带电薄板之间影响可以忽略，已知圆环带电量为，静电力常量为k，图中A点场强为0，则带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度是( )
A.，方向水平向左B.，方向水平向右
C.，格方的水平向左D.，方向水平向右
二、多选题
7、以两等量正点电荷连线中点为坐标原点，沿二者连线的中垂线建立x轴，下列关于x轴上场强E和电势φ随位置变化的关系正确的是( )
A.B.
C.D.
8、如图所示，虚线为等势线图，单位是伏特，实线为某一电荷量的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三点，其场强分别为、、，电势分别为、、，带电粒子在三点的电势能和动能分别为、、和、、，下列说法正确的是( )
A.B.
C.D.，
9、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表、均为理想电表，其示数分别用I、、表示，闭合开关S，将滑片P向右端滑动时，能正确表示关系的图象是( )
A.B.
C.D.
10、某一含有速度选择器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B，速度选择器两板间电压为U，板间距为d；为偏转分离器。现有比荷为k的正粒子（重力不计），从O点由静止开始经加速后沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做圆周运动的半径为R，则下列说法正确的是( )
A.粒子的速度为
B.粒子加速器的电压为
C.分离器的碰感应强度为
D.此装置可将氘核和α（He原子核）粒子束分离开
三、实验题
11、为方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器（容器壁厚度可忽略）内，容器两端用金属圆片电极（内阻可忽略）密封，如图1所示。
（1）该同学用游标卡尺（10分度）测量塑料圆柱容器的长度，读数如图2所示，则该容器的长度是____________cm。
（2）该同学用螺旋测微器测量该容器的直径时，某次测量的读数如图3所示，则该容器的直径是_______mm。
（3）该同学使用多用电表测量其电阻。测量步骤如下：
①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着___________（填“电流、电压零刻度”或“电阻零刻度”）
②将选择开关旋转到“Ω”档的“”位置。
③将红黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准___________。
④将红黑表笔分别与样品两端接触，发现表针几乎不偏转，应___________（填“增大”或“减小”）欧姆挡的倍率。之后___________（填“需要”或“不需要”）再次欧姆调零。若多用电表欧姆挡倍率选择“”时的读数如图4所示，则样品的电阻为___________Ω。
⑤测量完毕，将选择开关旋转至OFF位置。
12、某兴趣小组利用铜片、锌片和猕猴桃制作了水果电池，并采用图1所示的电路测定其电动势E和内阻r。实验室提供了以下器材：微安表（内阻，量程为），电阻箱（阻值R的变化范围为），开关、导线若干。
（1）请根据图1所示的实物连接图，在方框中画出相应的电路图。
（2）连接电路时，电阻箱阻值调到___________（填“最大”或“最小”），开关要处于___________（填“断开”或“闭合”）状态。
（3）实验中多次改变并记录电阻箱阻值R，同时读取并记录对应微安表示数I。描绘图象如图2所示，图中斜率为，在纵轴上的截距为，则水果电池的电动势___________，内电阻___________。（用题中物理量的符号表示）
（4）若描绘图象如图3所示，图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，则水果电池的电动势___________，内电阻___________。（用题中物理量的符号表示）
四、计算题
13、如图所示，真空区域内有一宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为磁场的边界。O是AB上一粒子源，某时刻从O点沿各个方向射入大量速度大小相等、方向与磁场垂直、质量为m、电荷量为q的正粒子（重力不计）。已知沿着与AB夹角方向入射的粒子刚好垂直于CD边界射出磁场。求：
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）粒子在磁场中做圆周运动的速度大小；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间。
14、如图，宽度为的金属导轨ABCD与水平面成角，质量为、有效长度为l=1m的金属杆MN水平放置在导轨上，杆与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在着竖直向下磁感应强度为的匀强磁场。已知，重力加速度g取，。
（1）若开关断开、闭合时，调节滑动变阻器使杆始终静止，求通过杆的电流范围。
（2）若开关闭合、断开的同时，给杆一沿斜面向下的速度，则B应怎样随时间t变化可保证杆做匀速运动。
15、如图所示，半径为R的光滑绝缘管道竖直放置，管道平面内有一匀强电场。一带电量为，质量为m的小球（直径略小于管道）恰能沿管道做完整的圆周运动，小球在A点动能最大，A和管道中心O点连线与竖直方向夹角，重力加速度为g。
（1）求电场强度的最小值和方向；
（2）在第（1）问的基础上，求小球在圆轨道运动中，经过A点时对轨道的压力；
（3）在第（1）问的基础上，若选A点为重力势能零点，求小球机械能的最小值。
16、如图所示，在平面直角坐标系的三、四象限内有一宽度为d、方向向右的匀强电场。从y轴上的P点分别向左右两侧水平射出比荷为k的同种微粒。左侧微粒在第三象限离开电场时速度方向竖直向下，右侧微粒在第四象限的电场中做直线运动。从P点射出时，左侧微粒的初速度是右侧微粒的2倍，离开电场时右微粒的动能是左侧微粒的2倍。已知重力加速度为g，空气阻力不计。求：
（1）右边微粒与左边微粒在电场中运动的水平位移之比；
（2）电场强度的大小；
（3）P点的坐标。
参考答案
1、答案：D
解析：A.元电荷是物体带电量的最小值，电子、质子、正电子的电荷量在数值上等于元电荷，故A错误；
B.电场中某点的电场强度由电场自身的性质以及该点的位置来决定，与试探电荷受力大小和试探电荷的电量无关，故B错误；
C.静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，不是没有电荷，故C错误；
D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功，故D正确。
2、答案：C
解析：AB.由
可得
可知E与d无关。若A板上移，即O点到A板的距离增大
故增大，又，且
则降低，由于试探电荷带负电，因此试探电荷在O点电势能增大，同理可得当将A板向下平移一点时试探电荷在O点电势能减小，故AB错误；
C.将B板向上平移，E不变，又不变，则不变，O点电势不变，故试电荷在O点电势能不变，故C正确；
D.若将B板向右平移，则S减小，E则增大，则增大，O点电势降低，故试探电荷在O点电势能增大，故D错误。
故选C。
3、答案：A
解析：ABC.由
可得
故k的单位为
故A正确，BC错误；
D.食盐溶液中含有等量的正负两种电荷，不会产生霍尔现象，故D错误。
故选A。
4、答案：B
解析：A.圆筒开始运动之前，对小球受力分析有
圆筒开始运动前，对其底部的压力为0，故A错误；
B.洛伦兹力在竖直方向上的分力为
则小球相对于圆筒向上做匀加速直线运动，故B正确；
C.洛伦兹力在水平方向上的分力做负功，其总功为零，即洛伦兹力不做功，故C错误；
D.小球从圆筒中飞出后洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力，小球做匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
5、答案：B
解析：AB.仅车灯接通时电流表示数为，根据闭合电路欧姆定律，则，则车灯电阻，故A错误，B正确；
CD.电动机启动瞬间电动机两端电压为，但因电动机不是纯电阻电路，则，故C错误；
D.电动机启动瞬间，电路已经发生变化，通过灯泡的电流已经不是，则通过电动机电流也不是，而且电动机总功率不能用计算，故D错误。
故选B。
6、答案：A
解析：圆环的线电荷密度，取长度的圆环，带电量，其在A点产生的场强沿水平方向的分量为，其中，则整个圆环在A点产生的场强大小为，方向水平向左，又点场强为0，由对称性可知带电薄板在A、B点产生的场强大小均为，在点方向水平向右，在B点方向水平向左。
故选A。
7、答案：AD
解析：AB.等量同种正点电荷连线中垂线上场强变化的规律是：从中点沿中垂线向两侧先增大后减小，考虑到场强的方向，故A正确，B错误；
CD.等量同种正点电荷连线中垂线上电势变化的规律是：从中点沿中垂线向两侧逐渐降低，故C错误，D正确。
故选AD。
8、答案：BCD
解析：A.图中等差等势线密的地方电场线也密，故，故A错误；
B.电势的正负表示大小，由图中信息可知，，故B正确；
C.由可知，故C正确；
D.由能量守恒可知，又，故，由动能定理可得，故D正确。
故选BCD。
9、答案：BC
解析：由欧姆定律，可知A错误，B正确；由闭合电路欧姆定律，变形得，故C正确，D错误。
10、答案：AC
解析：A.粒子在速度选择器中做直线运动，由受力平衡
得粒子速度
故A正确；
B.粒子在加速器中由动能定理
得加速器电压
故B错误；
C.粒子在分离器中做圆周运动，由牛顿第二定律
得分离器的磁感应强度
故C正确；
D.由上述分析知，因为氘核和α粒子比荷相同，故该装置无法将二者组成的粒子束分离开，故D错误。
故选AC。
11、答案：（1）2.05
（2）5.226或5.225或5.227
（3）①电流、电压零刻度③欧姆零点④增大；需要；16000
解析：（l）游标卡尺不需要估读，由游标卡尺的减法读数现则设取容器长度；
（2）螺旋测微器需要估读，观察可知固定刻度未露半毫米到度线，则容器的直径为；
（3）调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着左侧零刻度。调节指针定位螺丝是为了机械调零，调节欧姆调零旋钮是为了欧姆调零。调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准右侧欧姆零点。指针不偏转说明待测样品阻值太大，欧姆表应选择较大的倍率。更换倍率后需要再次欧姆调零，欧姆表不需要估读，样品电阻。
12、答案：（1）
（2）最大；断开
（3）；
（4）；
解析：（1）由实物图可知，本实验采用安阻法测电源电动势和内阻，则电路图如图所示
（2）为保护电路，开关应断开，电阻箱应调到阻值最大；因实验中水果电池内阻会发生明显改变，测量应尽量迅速；
（3）由闭合电路欧姆定律
得
故电动势
内电阻
（4）由闭合电路欧姆定律
得
故电动势
内电阻
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）沿着与AB夹角方向入射的粒子刚好垂直于CD边界射出磁场，轨迹如图所示。由几何关系可得粒子做圆周运动的半径为，由粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则，解得，所以粒子的半径都相同，为。
（2）由（1）知，根据得粒子的速度为。
（3）当粒子轨迹与CD边相切时，轨迹圆的圆心角α最大，如图，粒子在磁场中运动时间最长，由几何关系得，代入数据，即，粒子做圆周运动的周期，粒子在磁场中运动的时间，代入数据得。
14、答案：（1）（2）
解析：（1）由题意可得，故通过杆的电流最小值即可。若杆受到沿斜面向下的最大静摩擦力，则此时通过杆的电流最大为，其受到的安培力为，方向水平向右，受力分析如图所示，
由受力平衡可得
联立解得
综上可得通过杆的电流范围为。
（2）开关闭合、断开后，由于，可知若回路中无电流，则杆所受滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，为使杆保持匀速直线运动，则闭合回路ABMN中磁通量应保持不变，即代入数据得。
15、答案：（1）；方向垂直于OA向下
（2）；方向沿OA背离圆心
（3）
解析：
16、答案：（1）（2）（3）（0，）
解析：