安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

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2021-2022学年度第二学期期中考试卷高二物理试题注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、单选题（本大题共8小题  每小题4分， 满分32分）1．平板电脑配置的皮套在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，一块半导体样品放在垂直于纸面的匀强磁场中，当有恒定电流沿垂直于磁场方向通过样品板时，在板的上下两个面1，2之间会产生一个恒定的电势差，这就是“霍尔效应”现象。设磁感应强度为B，样品板的厚度为d，每个载流子所带电量的绝对值为e，已知P型半导体形成电流的载流子为带正电的空穴，N型半导体的载流子为带负电的自由电子，则（　　） A．若，该半导体为N型半导体B．若，该半导体为P型半导体C．样品板的单位体积内参加导电的载流子数为D．样品板的单位体积内参加导电的载流子数为2．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，其磁感应强度的大小处处相等，都为B，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，方向如图乙，当通有大小为I的电流时，下列正确的是(　   　) A．由于磁感应强度的大小处处相同，则该磁场为匀强磁场B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力3．用绝缘轻绳将矩形线框静止悬吊在空中，线框处于竖直平面内。线框正上方有一通电直导线，导线中通入方向向左、大小按图示变化的电流，已知通入电流过程中线框一直处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．0～t1时间内，轻绳上的拉力一直等于线框的重力B．0～t1时间内，轻绳上的拉力先大于线框重力后小于线框的重力C．t0～t1时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力D．0～t0时间内，轻绳上的拉力大于线框的重力4．2018年中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至一半光速，打破了美国、瑞士等少数国家的垄断，促进了我国医疗事业的发展。图中是医用回旋加速器示意图，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．氘核射出时的向心加速度大C．两次所接高频电源的频率可能不相同D．在D形盒内运动时，粒子偏转半径等间距增加5．如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场区域的上方有一水平放置的感光板MN．从磁场区域最左端Q垂直磁场射入大量的电荷量为q、质量为m、速率为v的粒子，且速率满足，最后都打在了感光板上．不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，关于这些粒子，下列说法中错误的是A．这些粒子都带正电B．对着圆心入射的粒子，其射出方向的反向延长线一定过圆心C．只有对着圆心入射的粒子，射出后才垂直打在感光板MN上D．沿不同方向入射的粒子射出后均可垂直打在感光板MN上6．如图所示，两平行光滑无限长导轨所在的平面与水平面夹角为，导轨的一端接有电动势为E、内阻不计的直流电源，两导轨间的距离为L，在导轨所在空间内分布着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，一个质量为m的导体棒ab恰好静止在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R，金属导轨电阻不计，现把磁场的方向改为竖直向上，磁感应强度大小保持不变，则（　　） A．磁场的磁感应强度大小为 B．导体棒仍保持静止C．导体棒沿导轨下滑，最终静止 D．运动过程导体棒的最大加速度为gsinθ7．如图所示，某空间区域分布着垂直纸面向里、水平宽度为l的匀强磁场，是位于纸面内的直角梯形线圈且边刚好与磁场区域左边界重合，间的距离为2l，ab=2cd。从时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定直角梯形线圈中感应电流逆时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图线正确的是（　　） A． B．C． D．8．如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　）A．轨迹半径之比为2∶1B．速度之比为1∶2C．时间之比为2∶3D．周期之比为1∶2二、多选题（本大题共4小题  每小题4分， 满分16分）9．如图，金属环A用绝缘轻绳悬挂，其中心与长直螺线管共轴，并位于其左侧．长直螺线管连接在如图所示的电路中．下列说法正确的有A．S闭合的瞬间，A环向左摆动，并有收缩的趋势B．S闭合的瞬间，A环向右摆动，并有扩大的趋势C．在S闭合的情况下，将R的滑动头的左端移动，A环向左摆动，并有收缩的趋势D．在S闭合的情况下，将R的滑动头向右端移动，A环向右摆动，并有收缩的趋势10．如图所示，竖直放置的形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆（       ）A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C．穿过两磁场产生的总热量为4mgdD．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于11．固定的矩形导线框放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度随时间变化的规律如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。规定顺时针方向为电流的正方向、向左为安培力的正方向，在内，导线框中的电流及导线框的边所受安培力随时间变化的图象可能是（　　） A． B．C． D．12．如图所示是质谱仪的工作原理示意图．加速电场的电压为U，速度选择器中的电场强度为E，磁感应强度为B1，偏转磁场的磁感应强度为B2，一电荷量为q的带正电的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器，刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动，测得圆的直径为d，照相板上有记录粒子位置的胶片．下列表述正确的是（        ）A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．粒子在速度选择器中做匀加速直线运动C．所有粒子进入偏转磁场时的速度相同D．粒子质量为第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共16分）13.半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中为定值电阻，酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。
驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表的读数越________填“大”或“小”。如图乙所示为酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为时的阻值为________。若某司机呼气酒精浓度为，此时此时的阻值为________。
现有一个电源，电动势为，内阻为；电压表量程为，内阻很大；定值电阻的阻值为；导线若干。按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为的刻度线应刻在电压刻度线为________处；酒精气体浓度为应刻在电压刻度线为________处。14.感冒发热是常见的疾病，用电子体温计测量体温既方便又安全．电子体温计的工作原理是利用热敏电阻的阻值随温度的变化将温度转化为电学量。某实验小组想利用热敏电阻制作一个热敏电阻测温计。
实验小组用多用电表欧姆挡粗测常温下该热敏电阻阻值，以下说法正确的是_________
A.使用多用电表每次调换挡位后都要进行机械调零
B.用“”挡发现指针偏转角度很大，为了准确地进行测量，应换到“”挡
C.换挡后需要重新进行欧姆调零再进行测量
D.使用多用电表测电阻阻值时，应该把被测电阻接入闭合电路中进行测量
该实验小组用伏安法测热敏电阻在不同温度下的电阻时，得到图甲所示的电阻阻值与温度的关系图像。
若把该热敏电阻与电源电动势约为，内阻不计、理想电压表量程为、保护电阻、电压反馈电阻连成如图乙所示的电路，用该热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”。

根据电路可知，温度越高，则电压表示数___________选填“越大”、“越小”或“不变”，根据已知原理刻盘时盘上温度是___________选填“均匀”或“不均匀”的；
若保护电阻的阻值，要使温度从变化到时，电压表的示数从变化到，则电压反馈电阻___________；结果取整数
如果电源用久后电动势不变而内阻需要考虑时，此时测量的温度比真实值___________选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
四、解答题（本大题共3小题， 满分36分）15．一个半径为的单匝金属圆形线圈与阻值为的电阻，电容为的平行板电容器组成如图甲所示的回路。当金属圆形线圈的内接正方形区域中存在竖直向下、均匀增加的磁场时，一带电微粒在电容器极板间恰好处于静止状态。已知磁感应强度的变化率（为常量），平行板电容器水平放置，板间距为，重力加速度为。不计金属圆线圈和其它导线的电阻。(1)求电阻消耗的电功率；(2)电容器上极板带何种电荷？求电容器所带的电荷量；(3)求微粒的电荷量与质量之比。16．如图所示，在空间有两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ磁场边界AA′与DD′的间距为H，磁场方向垂直纸面向里；区域Ⅱ磁场足够宽，其上边界为CC′，磁场方向垂直纸面向外，CC′与DD′的间距为L．现有一质量为m、边长为L（L＜H）、电阻值为R的正方形线框abcd由AA′上方某处自由落下，恰能匀速进入区域Ⅰ磁场，当线框ab边刚进入区域Ⅰ磁场时，区域Ⅰ内磁场就开始均匀增加，经时间t，线框cd边刚要离开区域Ⅰ磁场时，区域Ⅰ内磁场为2B且此后保持不变．线框cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的速度大小为，线框ab边刚要进入边界CC′前瞬间线框的电功率为P，重力加速度为g，空气阻力不计，求：（1）线框的cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的加速度；（2）线框的cd边从AA′运动到CC′过程中线框产生的热量；（3）线框从cd边到达AA′运动到ab边到达CC′所经历的时间17．如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1，S2分别为M、N板上的小孔，S1，S2，O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场，粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。
参考答案1．C   2．C   3．C  4．A   5．C  6．A  7．A   8．B  9．AC  10．BC  11．AD  12．ACD 13.大；；均可；
 14.；越大；不均匀；；偏小。
 15．(1)；(2)正电，；(3)【解析】 (1)回路电动势电阻消耗的电功率(2)根据楞次定律可知，上极板与正极相连，带正电，电容器所带的电荷量(3)对微粒在电场力和重力作用下受力平衡，则电荷量与质量之比16．(1)a=3.8g；(2) ；(3) 【解析】（1）线框cd边刚要进入边界前，ab变依然在区域Ⅰ磁场此时由牛顿第二定律可知：又根据闭合电路欧姆定律得：电流：联立解得：，即线框的cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的加速度大小为．（2）由题意可知，正方形线框abcd由AA′上方某处自由落下，恰能匀速进入区域Ⅰ磁场则ab边刚进入磁场瞬间，安培力和重力大小相等，方向相反即：解得线框的cd边从AA′运动到CC′过程中，根据能量守恒定律得：其中联立解得：（3）线框ab边刚要进入边界CC′前瞬间线框的电功率为P，由，得：设线框进入区域Ⅰ时间为，线框出区域Ⅰ时间为，线框进入区域Ⅱ时间为，对线框cd边到达AA′到ab边到达CC′时间为，对线框cd边到达AA′到ab边到达CC′全过程，根据动量定理有：又联立方程并代入数据得：17．（1）；（2）；（3）【解析】（1）粒子从S1到达S2的过程中，根据动能定理得解得粒子进入磁场时速度的大小（2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动有由①②得加速电压U与轨迹半径r的关系为当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0=R对应电压（3）M，N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径由②得粒子进入磁场时速度的大小粒子在电场中经历的时间粒子在磁场中经历的时间粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间粒子从S1到打在收集板D上经历的最短时间为