甘肃省兰州市第一中学2021-2022学年高二（上）期中物理试题（理科）

这是一份甘肃省兰州市第一中学2021-2022学年高二（上）期中物理试题（理科），共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
命题：杨敏审题：朱俊杰
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题（共12小题，每小题4分，1-8题为单选，9-12为多选。）
1．关于电流，下列说法中正确的是（ ）
A．导体中没有电流时，说明导体内部的电荷没有移动
B．电动势为1.5V干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强
C．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D．由可知，导体的电阻R与电压U成正比，与电流I成反比
2．如图所示，A为带正电的金属板，其所带电荷量为Q，在金属板的垂直平分线上，距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘细线悬挂于O点，小球受水平向右的静电力，偏转θ角保持静止，静电力常量为k，重力加速度为g，则小球与金属板之间的库仑力大小为（ ）
A.B.C.D.mgtanθ
3．在如图所示的哪种情况下，a、b两点的电势相等，电场强度也相同（ ）
A．带电平行板电容器两板间除边缘附近处的a、b两点（a、b连线与极板不平行）
B．处于静电平衡状态下的导体内部的a、b两点
C．离点电荷等距的a、b两点
D．两个等量同种点电荷的中垂线上，与连线中点O等距的a、b两点
4．如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是（ ）
A．某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同
B．某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能
C．某负电荷从C点移动到B点，电场力做负功
D．C点场强大于B点场强
5．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行，则（ ）
A．E点的电势与C点的电势相等B．UEF与UBC相同
C．电场强度的大小为D．电场强度大小为V/m
6．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝0.5m、b＝0.2m、c＝0.1m，当里面注满某电解液且P、Q加上电压后，其U﹣I图线如图乙所示，当U＝10V时，则电解液的电阻率ρ为（ ）
A．40Ω•mB．80Ω•mC．0.04Ω•mD．0.08Ω•m
8．如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表、电压表的读数均变小B．电源内阻消耗的功率变大
C．液滴将向上运动D．电源的输出功率变大
9．某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．以下判断正确的是（ ）
A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC
B．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4
C．电源的最大输出功率Pm＝9W
D．电源的电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω
10．沿电场中某条直电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标原点O、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为Ek，仅考虑电场力作用，则（ ）
A．从O点到C点，电势先升高后降低
B．粒子一直做加速直线运动
C．粒子在AB段电势能变化量大于BC段电势能变化量
D．粒子在AB段电势能变化量小于BC段电势能变化量
11．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷。现用水平向左推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来平衡状态相比较（ ）
A．地面对小球B的支持力大小不变B．两小球之间的距离不变
C．竖直墙面对小球A的弹力变小D．作用在B的水平推力一定增大
12.如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图
乙所示最大值为U0的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ）
A.在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为v0
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D.在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空题（每空2分，共16分）
13．（1）两个完全相同的小量程电流表G，分别改装成0～3V和0～15V的电压表。若它们并联接入电路后，读数之比是______________；若它们串联接入电路后，读数之比是_______________。
（2）如图所示，电压表接0－3V量程，电流表接0－0.6A量程。其中电压表的示数为________V，电流表的示数为_______A。
14．某同学欲描绘额定电压为2.5V小灯泡的伏安特性曲线。
（1）若该同学连接的实物图如图甲所示，其中有两根导线连接有误，请指出__________（填图中数字编号）；并在虚线框中画出实验电路图。
（2）正确连线后，小贾分别用电流表内接和外接法测得多组（I，U）数据，并在图像中描绘出图乙所示的两图线，则该小灯泡正常发光时的电阻为__________Ω（结果保留两位有效数字）；
（3）若小灯泡的功率为P，两端电压为U，则以下相关图像可能正确的是__________。
A.B.
C.D.
三、计算题（本题共4小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分．）
15．（8分）如图所示，电源电动势有E＝12V，内阻r＝0.5Ω，“10V、20W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM＝1Ω，求：
（1）流过内阻的电流为多少？
（2）电动机的输出功率为多少？
（3）电源的效率为多少？
16．（7分）两根平行、光滑的倾斜金属导轨相距L＝0.2m，与水平面间的夹角为θ＝37°，有一根质量为m＝0.2kg的金属杆ab垂直导轨搭在导轨上，匀强磁场与导轨平面垂直。当杆中通以从b到a的电流I＝5A时，杆可静止在斜面上，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B的方向和大小；
（2）若保持其他条件不变，只是突然把磁场方向改为竖直向上，此时施加一个平行于导轨方向的外力F，使金属杆仍保持静止状态，求作用在金属杆上的外力F的方向和大小。
17．（9分）如图1所示，绝缘粗糙的斜面ABC固定水平面，斜面倾角为37°，并处在方向与AB面平行的匀强电场中，电荷量q＝+2×10﹣4C的小物体在电场力的作用下从斜面底端运动到斜面顶端，整个过程中，电场强度E的大小与时间t的关系如图2甲所示，物块速度v的大小与时间t的关系如图2乙所示，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求：
（1）小物体的质量和小物体与斜面之间的动摩擦因数；
（2）整个过程中，小物体电势能变化了多少？
18．（12分）如图所示，空间有场强大小E＝1.0×102V/m，方向竖直向下的匀强电场，长L＝0.8m不可伸长的轻绳固定于O点，另一端系一质量m＝0.5kg、带电量q＝+5×10﹣2C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在一个与水平面成θ＝53°、无限大的挡板MN上的C点，重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）绳子的最大张力；
（2）A、C两点的电势差；
（3）当小球运动至C点时，突然调整匀强电场的方向和大小，同时把挡板迅速水平向右平移到某处，若小球仍能垂直打在挡板上，求调整后匀强电场大小的最小值Em。
兰州一中2021-2022-1学期高二年级期中考试物理答案
一、选择题（共12小题，每小题4分，1-8题为单选，9-12为多选。）
二、填空题（每空2分，共16分）
13．（1）1:1；1:5
（2）1.20V，0.50A．
14．（1）②⑧；（2）5.0；（3）C
三、计算题（本题共4小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分．）
15．（8分）（1）设流过灯泡的电流为IL，则：
，
内阻r的电压Ur＝E﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
流过内阻的电流为；
（2）设流过电动机的电流为IM，IM＝I﹣IL＝4﹣2＝2A，
电动机的输入功率为PM总＝IMU＝2×10＝20W，
电动机线圈的热功率为，
电动机输出功率为：PM出＝PM总﹣PQ＝20﹣4＝16W；
（3）电源的总功率为P总＝IE＝4×12＝48W，
电源的效率为；
答：（1）流过内阻的电流为4A；
（2）电动机的输出功率为16W；
（3）电源的效率为83%。
16．（7分）解：（1）金属杆静止在斜面上，根据平衡条件得知金属杆受到的安培力沿导轨向上，由左手定则判断可知B的方向垂直于斜面向上。
由平衡条件得
BIL＝mgsinθ
解得：
（2）若把磁场方向改为竖直向上，施加一个平行于导轨方向的外力F，金属杆静止时，由平衡条件得：
F+BILcsθ＝mgsinθ
解得：F＝mgsinθ﹣BILcsθ＝（0.2×10×0.6﹣1.2×5×0.2×0.8）N＝0.24N
方向沿导轨向上。
答：（1）匀强磁场的磁感应强度大小为1.2T，方向垂直于斜面向上；
（2）作用在金属杆上的外力F的大小为0.24N，方向沿导轨向上。
17．（9分）解：（1）由图乙所示可知，前2s物块做匀加速直线运动，
加速度：
设小物体与斜面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得：
qE1﹣mgsin37°﹣μmgcs37°＝ma
2﹣4s内，小物体做匀速直线运动，由平衡条件得：
qE2＝mgsin37°+μmgcs37°
由图甲所示图象可知，E1＝6×104V/m，E2＝5×104V/m
代入数据解得：μ＝0.5，m＝1kg
（2）v﹣t图线与坐标轴所围图形的面积等于物体的位移，由图甲所示v﹣t图象可知，物块在前2s的位移为：，
物块在2∼4s内的位移为：x2＝2×4m＝8m
电场力做正功为：W＝E1qx1+E2qx2＝6×104×2×10﹣4×4J+5×104×2×10﹣4×8J＝128J
电场力做正功，电势能减少，则电势能减少了128J
答：（1）小物体的质量是1kg，小物体与斜面之间的动摩擦因数是0.5；
（2）整个过程中，小物体电势能减少了128J。
18．（12分）（1）A→B过程，由动能定理及圆周运动知识有：
①
②
联解①②得：T＝30N…③
（2）A→C由功能关系及电场相关知识有：
④
vCsinθ＝vB…⑤
UAC＝E•hAC…⑥
联解④⑤⑥得：UAC＝125V…⑦
（3）由题可知改变电场方向后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动，才能垂直打在挡板上，由矢量三角形可知：当F电与F合（或运动）的方向垂直时，电场强度有最小值Em，
由矢量三角形图有：qEm＝mgsinθ，
得：Em＝80V/m；
答：（1）绳子的最大张力为30N；
（2）A、C两点的电势差为125V；
（3）调整后匀强电场大小的最小值Em为80V/m。
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
D
B
B
C
A
题号
7
8
9
10
11
12
答案
B
C
ABD
BC
AC
ABD