2021江苏省邗江中学高二上学期期中物理试题含答案

www.ks5u.com江苏省邗江中学2020-2021学年度第一学期

高二物理期中试卷（选修）

命题人：

说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，全卷满分100分，考试时间90分钟

第Ⅰ卷（选择题 共40分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 下列说法正确的是

A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零

B．磁场中某一点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同

C．由于安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以洛伦兹力也可能做功

D．导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比

2. 一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为

A．E＝2.4 V，r＝1 Ω               B．E＝3 V，r＝2 Ω    

C．E＝2.4 V，r＝2 Ω               D．E＝3 V，r＝1 Ω

3. 将长为L的导线弯成六分之一圆弧,固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示。若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是

A．ILB，水平向左               B．ILB，水平向右

C．，水平向右               D．，水平向左

4. 如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为

A．0         B.B0         C.B0         D．2B0

5．磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是

A．a点比b点的磁感应强度大

B．a点比b点的磁感应强度小

C．球面1比球面2的磁通量大

D．球面1比球面2的磁通量小

6. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则

A. 电压表的示数变大

B. 电源内部消耗的功率变大

C. 电阻R2两端的电压变大

D. 电源的效率变大

7．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为

A． B． C． D．

8. 阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为

A．　　　  B．       C．      D．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。

9．干电池的电动势为1.5V，这表示

A．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能

B．电路中每通过1C的电量，电源把1.5J的化学能转化为电能

C．干电池中非静电力将1C的正电荷，从电池的正极移到负极做功为1.5J

D．干电池把化学能转化为电能的本领一定比电动势为2V的蓄电池弱

10．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1（0-0.6A）、A2（0-3A），若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是

A．图甲中的A1、A2的示数之比为1:5

B．图甲中的A1、A2的指针偏角之比为1:5

C．图乙中的A1、A2的示数之比为1:1

D．图乙中的A1、A2的指针偏角之比为1:1

11．如图甲所示，通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的规律变化，导体棒在运动过程中电流保持恒定，下列说法正确的是

A．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动

B．在最初的一个周期内，导线一直向右运动

C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小

D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

12. 目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度v=1000m/s进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射方向的匀强磁场(图乙中垂直纸面向里)，磁感应强度大小B0=5 T，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道从左向右看长L=50cm，宽h=20cm，高d=20cm，等离子体的电阻率ρ=4 Ω·m，电子的电荷量e=1.6×10-19 C。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是

A．发电机的电动势为2 500 V

B．若电流表示数为16 A，则1s内打在下极板的电子有1020个

C．当外接电阻为12 Ω时，电流表的示数为50 A

D．当外接电阻为8 Ω时，发电机输出功率最大

第Ⅱ卷（非选择题 共60分）

三、实验题：本题共三小题，共24分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。

13. （8分）现测定长金属丝的电阻率

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是D=_______mm。用游标卡尺测量金属丝的长度如图所示，其长度_______cm，

（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。

电源E(电动势10 V，内阻约为10 Ω)

电流表A1(量程0～250 mA，内阻R1＝5 Ω)

电流表A2(量程0～300 mA，内阻约为5 Ω)

滑动变阻器R(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)

开关S及导线若干

（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

14. （8分）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻（二极管具有单向导电性，电流正向通过时几乎没有电阻，电流反向时，电阻很大）。完成下列测量步骤：

（1）检查多用电表的机械零点。

（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两个极分别记作a和b，将红表笔接a端时，表针几乎不偏转，接b端时偏转角度很大，则a端是二极管的_____（选填“正”或“负”）极。

（3）将选择开关拨至电阻“×100”挡，进行正确的测量步骤后，发现表针偏角较小。为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央，应重新选择量程进行测量。则该同学应选择________（“”或“”）挡，然后________________，再进行测量。测量后示数如图所示，则测量结果为___________。

（4）测量完成后，将选择开关拨向__________________挡位置。

15. （8分）某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻。

（1）按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开。

（2）排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如图。由I1­I2图象得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留三位有效数字）

（3）根据以上实验得到的电源的电动势的测量值_________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

四、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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

16.（10分）如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻RM＝1Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大（和甲电路的最大输出功率相同），且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，试求：

（1）甲电路的最大输出功率和此时回路中的电流大小

（2）乙电路输出功率最大时R2的阻值

（3）乙电路电动机正常工作时电动机的输入功率

17.（12分）如图所示，在xOy坐标系的0≤y≤d的区域内分布着沿y轴正方向的匀强电场，在d≤y≤2d的区域内分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的交界面，ab为磁场的上边界。现从原点O处沿x轴正方向发射出速率为v0、比荷(电荷量与质量之比)为k的带正电粒子，粒子运动轨迹恰与ab相切并返回电场。已知电场强度E=，不计粒子重力和粒子间的相互作用。试求：

（1）粒子第一次穿过MN时的速度

（2）磁场的磁感应强度B的大小

（3）粒子在磁场中运动的时间；若增大磁感应强度B，试判断粒子在磁场中运动的时间如何变化

18. （14分）如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v=3.2×106 m/s的α粒子（带正电）。已知屏蔽装置宽AB=9 cm，缝长AD=18 cm，α粒子的质量m=6.64×10-27 kg，电荷量q=3.2×10-19 C。若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B=0.332 T，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中。试求：

（1）若水平向右进入磁场的α粒子不从条形磁场隔离区的右侧穿出，试计算该粒子在磁场中运动的时间

（2）若所有的α粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少

（3）若条形磁场的宽度d=20 cm，则射出屏蔽装置的α粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间分别是多少

（以上运算结果可保留根号和）