2021-2022学年山西省晋中市高二上学期期末调研物理试题 Word版

2022年1月晋中市高二年级期末调研测试

物理试题

（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的学校、姓名、班级、准考证号填写在答题卡上相应的位置。

2.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。

3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5毫米及以上黑色笔迹签字笔写在答题卡上。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题10小题，共40分，其中1~6题只有一个选项符合题意，7~10题有两个或两个以上符合题意，全部对的得4分，选对但不全的得2分，多选或选错不得分。

1. 关于电磁学的发展历程，下列说法错误的是（　　）

A. 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论

B. 奥斯特发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入

C. 法拉第发明了世界上第一台发电机——圆盘发电机

D. 普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念

【答案】B

2. 如图所示，正六边形导线框ABCDEF处于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，O为导线框的几何中心，磁场空间足够大。为使导线框中能产生感应电流，下列措施可行的是（　　）

A. 使导线框向右匀速运动

B. 使导线框向左加速运动

C. 使导线框绕过O点且垂直于线框平面的轴旋转

D. 使导线框以AD连线为轴转动。

【答案】D

3. 2015年2月20日，自动体外除颤器亮相杭州街头，急救有望实现“黄金3分钟”。自动体外除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的放电模拟治疗，该除颤器的电容为15μF，充电后电容器的电压是4.0kV，假设电容器在一定时间内放电至两极板之间的电压为0，则下列说法正确的是（　　）

A. 此次放电模拟治疗通过人体的电荷量是60C

B. 此次放电模拟治疗的过程中，除颤器的电容在减小

C. 若除颤器在4×10-3s内完成放电，则放电的平均电流为15A

D. 在放电模拟治疗的过程中，流过人体的电流不变

【答案】C

4. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC，内部充满磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。顶点A处有一质子源（比荷），能沿∠BAC的角平分线方向发射速率不等的质子（不计质子的重力和质子间的相互作用），则能从C点离开磁场的质子的速率是（　　）

A. 2BkL B.  C. BkL D.

【答案】C

5. MATLAB是一种数学软件，可以做出电势的三维分布图。如图为MATLAB做出的Q1和Q2两个点电荷连线上各点的电势高低分布图（取P点为电势零点），其中Q1在A处，Q2在B处，P是图线与x轴的交点，且AP>PB，则下列说法正确的是（　　）

A. Q1和Q2带异种电荷，且Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量

B. 电子仅在电场力的作用下，可在A、B两点之间做往返的周期性运动

C. 同一个点电荷在A、P两点之间所具有的电势能一定比在B、P两点之间大

D. 点电荷在P点处所受电场力为零

【答案】A

6. 如图所示，电场强度为E匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为B的水平匀强磁场垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷。已知a静止，b沿图示的速度方向做直线运动，c在纸面内做匀速圆周运动（轨迹未画出）。忽略三个油滴间的静电力作用，关于三个油滴的质量及c的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A. 三个油滴的质量相等，c沿顺时针方向运动

B. a、c的质量相等，c沿逆时针方向运动

C. b的质量最小，c沿顺时针方向运动

D. c的质量最小，且沿逆时针方向运动

【答案】C

7. 如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，要使D处的电场强度为零或者磁感应强度为零，则下列做法可行的是。（　　）

A. A、C两处放同种电荷，B处放异种电荷

B. A、B两处放同种电荷，C处放异种电荷

C. A、C两处放垂直于纸面向里的通电导线，B处放垂直于纸面向外的通电导线

D. A、B两处放垂直于纸面向里的通电导线，C处放垂直于纸面向外的通电导线

【答案】AC

8. 如图为“探究电阻率与温度的关系”的实验装置。将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，闭合开关，使小灯泡发光。实验中，用酒精灯给灯丝加热，加热过程中观察到小灯泡逐渐变暗。根据以上实验现象可以得出（　　）

A. 灯丝电阻率随着温度的升高而增大 B. 电源的路端电压变大

C. 电源内阻消耗的功率变大 D. 整个电路消耗的总功率增大

【答案】AB

9. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，进而杀死肿瘤细胞。在模拟治疗的过程中，需要将质子由静止加速到1.0×107m/s。若用直线加速器加速该质子，需要较长的加速长度；现改用磁感应强度B=2 T的回旋加速器加速该质子。已知质子的比荷约为108C/kg，则下列说法正确的是（　　）

A. 若用直线加速器加速该质子，则加速电压约为2×106V

B. 若用直线加速器加速该质子，则加速电压约为5×105V

C. 若用回旋加速器加速该质子，则回旋加速器的直径约为5cm

D. 若用回旋加速器加速该质子，则回旋加速器的直径约为10cm

【答案】BD

10. 如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场，现有一质量为m，带负电的小球（可视为质点），用不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，先将小球拉至与O点等高的位置M，然后由静止释放，小球沿圆弧向下摆动60°到达N点时，速度恰好为零。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 匀强电场的方向水平向右

B. 小球从M点运动到N点的过程中，细线的最大拉力为2mg

C. 小球受到的电场力是重力的倍

D. 当小球运动至N点瞬间，将绝缘细线剪断，小球将沿与水平方向成30°的直线做匀加速直线运动。

【答案】CD

二、实验题：本题2小题，共16分。

11. 老师说，废旧电池的电动势基本不变而内阻显著增大，会造成电池的输出电流过小，所以遥控车用完，遥控器还能接着用。高二某班物理兴趣小组得到一节从电动玩具车上取下的废旧电池，如图甲所示。电池内阻估计有上百欧，为了测定其电动势和内阻，他们设计了如图乙所示的电路。其中，电阻箱最大阻值为9999.9Ω；可选用的电流表为：A1，量程10mA，内阻R1=20Ω；A2，量程0.6 A，内阻R2约为0.5Ω。

（1）图乙中电流表应选择____________ ；（填“A1”或“A2”）

（2）调节电阻箱的阻值，取得多组R、I值后，该组同学以IR为纵坐标，I为横坐标建立坐标系（其中I、R分别为电流表和电阻箱的示数），绘制的图像如图丙所示，图像中a为纵轴截距，b为横轴截距。则测得的废旧电池电动势和内阻的表达式分别为E=___________，r=________。（均用a、b、R1或R2表示）

【答案】    ①. A1    ②. a    ③.

12. 某校高二物理实验小组得到了一个用新型合金材料电阻丝绕制的线圈，为了尽可能精确地测量该电阻丝的长度，他们计划先用螺旋测微器测出电阻丝直径D，再测出电阻丝的电阻R，然后利用电阻丝上标记的电阻率ρ由电阻定律求出长度。

（一）按照该组同学的思路，测量电阻丝长度L的表达式为L= ________。（用D、R、ρ等表示）

（二）某次测量电阻丝直径时螺旋测微器的测量结果如图所示，其读数应为_________mm。

（三）为了尽可能精确地测量电阻，他们计划先用多用电表的欧姆挡粗测，再用伏安法进行精确测量，操作如下，请按要求作答。

（1）欧姆挡粗测

①将多用电表的选择开关置于欧姆挡的“×10”挡。

②将两表笔短接进行欧姆调零。

③测量时发现指针偏角太小（接近左侧“∞”位置），需将选择开关重置于“_________”挡（填“×1”或“× 100”）。

④更换倍率后重新测量前_________（填“必须”或“不必”）进行欧姆调零。

（2）该小组同学用欧姆表粗测的阻值约600Ω，现用伏安法进行测量，他们找到如下器材：

A．电源（电动势4 V，内阻很小）

B．电流表（量程0~10 mA，内阻约10Ω）

C．电压表（量程0~3 V，内阻约3kΩ）

D．滑动变阻器（电阻0~20Ω）

E．开关一个，导线若干

①以下是小组成员设计的四个电路图，你认为最合理的是__________。

②由于电表内阻影响，该电阻的测量值与真实值相比___________（填“偏大”或“偏小”）。

（四）线圈上标记的电阻率ρ为2.0×10-7 Ω·m，经过多次测量求得的电阻丝直径D为0.200mm，测得的电阻R为580.0Ω，则可得电阻丝的长度为________m（π取3. 14，计算结果保留3位有效数字）。

【答案】    ①.     ②. 0.230    ③. ×100    ④. 必须    ⑤. A    ⑥. 偏大    ⑦. 91.1

三、计算题：本题4小题，共44分。解答时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；有数值计算的题必须明确写出数值和单位。

13. 如图所示，AB为水平匀强电场中的一条线段，线段长度L为50 cm，与电场线的夹角θ为60°（电场线方向图中没有画出）。现将一带电荷量为q=2.5×10-8 C的正试探电荷从A点移到B点，该正试探电荷克服电场力做功为1.25×10-5J。求：

（1）A、B间电势差UAB；

（2）电场强度E的大小和方向。

【答案】（1）-500 V；（2）2 000 V/m，方向水平向左

14. 如图所示，平行金属导轨间距d=0.2 m，导轨所在平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端接入的电源电动势E=6 V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=5.0Ω。磁感应强度的大小B=0.5 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向上。质量m=0.2 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒保持静止状态，其连入电路的电阻R0=2.0Ω。重力加速度g取10 m/s2。求：

（1）导体棒所受安培力的大小和方向；

（2）导体棒所受摩擦力的大小和方向。

【答案】（1）0.08 N，方向沿导轨平面向上；（2）0. 92 N，方向沿导轨平面向上

15. 如图所示为某研究小组设计的测定带电粒子速度与比荷的实验装置。一束由速度相同的同种带电粒子组成的粒子束从平行金属板A、B左侧射入（粒子重力和粒子间的相互作用忽略不计），速度方向与金属板平行，金属板右侧为荧光屏，板间未加电场和磁场时可观察到整个荧光屏上都有粒子打到。现在两板间加上磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。选择开关置于“1”，调整滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为U0时又可观察到整个荧光屏上都有粒子打到；选择开关置于“2”，电路稳定时，可观察到荧光屏上只有靠近B板的区域有粒子打到（图中未画出）。已知金属板A、B间距为d，板长为2d。

（1）说明带电粒子带何种电荷；

（2）求带电粒子射入平行金属板时的速度大小；

（3）求带电粒子的比荷。

【答案】（1）负电；（2）；（3）

16. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一、二象限有沿y轴负方向的匀强电场，第三、四象限有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，电场强度大小为E ，磁感应强度大小可调。有一个速度大小为v0，速度方向沿x轴正方向的带电粒子从y轴上的P点射入第一象限，然后从x轴上的Q点以与x轴正方向成45°角的速度方向进入磁场。P点纵坐标为L，粒子重力不计。

（1）求Q点的横坐标x；

（2）求带电粒子比荷；

（3）如果让粒子再次回到P点，匀强磁场磁感应强度B应调为多大？粒子从P点出发到再次回到P点的运动时间t0是多少？

【答案】（1）2L；（2）；（3），