2021-2022学年吉林省长春市十一高中高二上学期第二学程考试物理试题（Word版）

长春市十一高中2021-2022学年度高二上学期第二学程考试

物   理   试   题

第Ⅰ卷（共 60 分）

一、选择题：本题共12小题，每小题5分.其中1-8题为单选，9-12题为多选，多选题全对得5分，选不全得3分，选错得0分。

1．由法拉第电磁感应定律公式E=可知

A．穿过线圈的磁通量φ越大，感应电动势E一定越大

B．穿过线圈的磁通量改变量△φ越大，感应电动势E一定越大

C．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势E一定越大

D．穿过线圈的磁通量发生变化的时间△t越小，感应电动势E一定越大

2．云室中存在匀强磁场，a、b两带电粒子沿相同方向进入云室，偏转轨迹如图所示，关于两粒子带电性质，下列说法正确的是

A．均带正电荷

B．均带负电荷

C．a带正电荷，b带负电荷

D．a带负电荷，b带正电荷

3．以下物理量都是矢量的是

A．电压U、电势能EP、焦耳热Q

B．磁感应强度B、电场强度E、库仑力F

C．电流强度I、磁感应强度B、电场强度E

D．电动势E、电功率P、磁通量

4．如图所示，金属杆ab的质量为m、通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，金属杆ab静止且紧压在水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角，金属杆ab与水平导轨间动摩擦因数为μ，下列关于金属杆ab受力的说法正确的是

A．所受安培力的大小为 

B．所受安培力的大小为BIL

C．所受摩擦力的大小为 

D．所受摩擦力的大小为

5．如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是

A．从上往下看，0~ls内圆环中的感应电流沿顺时针方向

B．1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力

C．0~1s内圆环面积有扩张的趋势

D．1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反

6．如图所示，在正方形区域abcd内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于ad边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是   

A．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长

B．在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合

C．不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同

D．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大

7．如图所示是一个可以用来测量磁感应强度B的装置，方形容器底面为边长L的正方形，左右两壁为导体，其余各面均绝缘，其底部与大气相通。容器内有一质量为m、与容器内壁接触良好的金属活塞，可在容器内无摩擦滑动。活塞下方有一轻质弹簧支撑着，弹簧的劲度系数为k。容器左右两壁与电路相连，整个装置放在垂直纸面向里的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，以下说法正确的是

A．闭合电键K后活塞会向上运动

B．保持电键闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，活塞会向上滑动

C．闭合电键K，稳定后电流表示数为I，活塞移动的距离为x，则测得该磁感应强度

D．闭合电键K，稳定后电流表示数为I，活塞移动的距离为x，则测得该磁感应强度

8．如图所示，在距水平地面高度为3h的水平面和水平地面间有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，从距地面4h高处的A点以初速度v0水平抛出一带电小球（可视作质点），带电小球电量为q，质量为m，若q、m、h、B满足关系式，则小球落点与抛出点A的水平位移s是

A．B．

C．D．

9．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　）

A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U

B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极

C．图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是

D．图丁是质谱仪的主要原理图。其中在磁场中偏转半径最小的是

10．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，五个理想电表的示数都发生了变化，关于五个理想电表示数的变化，下列分析正确的是

A．电压表V1示数增大，电流表A示数减小

B．电压表V2示数增大，电流表A1示数减小

C．电压表V1示数的改变量的绝对值大于电压表V2示数的改变量的绝对值，即∣ΔU1∣ >∣ΔU2∣

D．电压表V示数的改变量与电流表A1示数改变量的比值为定值

11．如图所示的两个平行板电容器水平放置，A板用导线与M板相连，B板和N板都接地。让A板带电后，在两个电容器间分别有P、Q两个带电油滴都处于静止状态。AB间电容为C1，电压为U1，带电量为Q1，MN间电容为C2，电压为U2，带电量为Q2。若将B板稍向下移，下列说法正确的是

A．P向下动，Q向下动 

B．U1增大，U2增大

C．Q1减小，Q2增大 

D．C1减小，C2增大

12．如图所示，一根足够长的绝缘均匀圆杆倾斜固定在匀强磁场中,圆杆与水平方向夹角为θ，磁场的方向垂直于圆杆所在的竖直平面向内。现有一个带电小圆环从杆底端以初速度v0沿杆向上运动，环与杆间的动摩擦因数μ处处相同，且μ<tanθ，不计空气阻力。下列对圆环在杆上运动过程的描述中，可能正确的是

A.加速度先变小再变大

B.加速度先变大再变小

C.加速度先变大后变小再变大

D.加速度先变小后变大再变小

第Ⅱ卷（共50 分）

二、实验题：本题共2小题,每空2分,共14分.

13．（6分）(1)有一块小量程的电流表G，满偏电流为100μA，内阻为500Ω．若把它改装成3V和15V两量程的电压表，电流表G应与适当的电阻值连接．经计算，改装后与电流表连接的电阻值在3V挡R1=_____kΩ，15 V挡时R2=____kΩ。

(2)把改装的电压表和标准表校核，发现标准表的满刻度读数为15V时，改装表的读数为14.7V．则改装成的电压表相对于满刻度的百分误差为______。

14．（8分）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材：

A．干电池1节

B．滑动变阻器（0～20 Ω）

C．滑动变阻器（0～1 kΩ）

D．电压表（0～3 V，内阻约为20 kΩ）

E．电流表（0～0.6 A，内阻RA＝0.2 Ω）

F．电流表（0～3 A，内阻约为0.01 Ω）

G．开关、导线若干

(1)为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中滑动变阻器应选_____，电流表应选_____。（填写器材前的序号）

(2)某同学根据实验测得的电压表示数U和电流表示数I，画出U－I图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势为______V，内电阻为______Ω。（保留到小数点后1位）

三、解答题：本题共4小题,共36分.

15．（6分）如图所示，有界匀强磁场宽度为d，磁场磁感应强度为B，一个电子从左侧边界的A点垂直射入磁场，从右侧边界上的某点离开。粒子在磁场中运动的位移恰好等于其轨道半径，已知电子质量为m、带电量为e，不计电子重力。求：

（1）粒子进入磁场时的速度大小；

（2）粒子穿过磁场的时间。

16.（8分）如图所示，一平行板电容器水平放置，极板长度为L，板间距为d，为沿电容器正中央的水平线。在电容器右侧某处有一关于对称的圆弧状静电分析器，圆弧的圆心为，圆弧所对的圆心角为，圆弧半径为R，静电分析器通道宽度可忽略。在静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向指向。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿射入极板间，一段时间后恰好垂直横截面进入静电分析器，同时平行板电容器两极板间电场反向，最终又回到O点，粒子重力及空气阻力均不计，求：

（1）电容器两板间所加电压U的大小；

（2）静电分析器通道内场强E0的大小；

17.（10分）如图所示，矩形区域以对角线abcd为边界分为上、下两个区域，对角线上方区域存在竖直向下的匀强电场，对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、带电量为+q的粒子以速度从a点沿边界ab进入电场，恰好从对角线ac的中点O进入磁场，并恰好未从边界cd射出。已知ab边长为2L，bc边长为，粒子重力不计，求：

(1)电场强度E的大小；

(2)磁感应强度B的大小。

18．(12分)如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。第一象限中有沿y轴正方向的匀强电场（电场强度大小未知）及某未知矩形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小也为B）。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做匀速直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即在矩形磁场区城内做匀速圆周运动，离开矩形磁场区域后垂直打在y轴上的P点（图中未标出），已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g（取，）。求：

（1）小球所带电荷量与质量的比值和第一象限内匀强电场的大小；

（2）矩形匀强磁场区域面积S的最小值；

（3）小球从M点运动到P点所用的时间。

物理试题答案

13.【答案】29.5    149.5    2%

14. 【答案】B    E    1.5    0.8

15.【答案】（1） （2）

（1）由几何关系可知，粒子在磁场中的圆心角为θ＝60°，

轨道半径为

根据牛顿第二定律：    解得：

（2）圆心角对于的弧长为

粒子穿过磁场的时间

联立解得：

16.【答案】（1）；（2）；

（1）根据几何知识知偏转角度为，根据类平抛运动规律知

其中                 解得

（2）在静电分析器通道内做匀速圆周运动，电场力充当向心力，即

其中          解得

17.【答案】(1)(2)

(1)    从a点入射的粒子在电场区域内有：         

联立解得：；

(2)设粒子进入磁场时速度大小为 ，速度方向与水平方向成 角：  

粒子进入磁场后恰好不从边界cd射出，其轨迹恰与边界cd相切，如图所示：

设圆周运动的半径为R：     

     联立解得：

18.【答案】（1），；（2）；（3）

（1）设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如向下如

因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得

            解得

要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区城内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡    联立解得

（2）由（１）可知    即

由    可知

由下图可知矩形的最小面积

（３）在第四象限运动的时间

在第一象限矩形磁场区域运动的时间

在第一象限做匀减速直线运动的时间

联立解得小球从M到P的总时间