河南省安阳市2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题（含答案）

这是一份河南省安阳市2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题（含答案）
2022一2023学年（上）高二年级期中考试物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是A.电子、质子、正电子都属于元电荷B.由电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在该点受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量q成反比C.静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面D.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功2.如图为一平行板电容器，A板接地，B板带电量为-Q，在0点固定一带电量为-q的试探电荷，下列操作可使板间场强和试探电荷的电势能均不变的是A.将A板向上平移一点 B.将A板向下平移一点C.将B板向上平移一点 D.将B板向右平移一点3.如图所示，厚度为h、宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体的上下表面会产生电势差（霍尔电压），这种现象称为霍尔效应。经研究可得霍尔电压与导体电流的关系为，其中：称为常尔系数。则下列说法正确的是A.霍尔系数k的量纲为m3/C B.霍尔系数k的量纲为m3/sC.霍尔系数k的量纲为m/C D.若将金属导体换成浓度均匀的食盐溶液，仍会产生霍尔现象4.如图，空间有一无限大正交的电磁场，电场强度为E，方向竖直向下；磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。电磁场中有一内壁光滑竖直放置的绝缘长筒，其底部有一带电量为-q（q>0），质量为的小球，g为重力加速度，小球直径略小于圆筒。现圆筒在外力作用下以大小为v0的初速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是A.圆筒开始运动之前，其底部受到的压力为qEB.小球相对于圆筒做匀加速直线运动C.洛伦兹力做正功D.小球从圆筒中飞出后将做斜抛运动5.某新型电动汽车电源、电流表、车灯（电阻不变）、电动机连接的简化电路如图所示。已知电源电动势为E，内阻为r，电动机线圈电阻为RM，电流表可视为理想电表。仅车灯接通时电流表示数为I1；电动机启动瞬间，车灯会瞬间变暗，电流表示数为I2。下列说法正确的是A车灯电阻为B.车灯电阻为C电动机启动瞬间，电动机消耗的电功率为D.电动机启动瞬间，电动机电功率为6.如图，半径为R的均匀带电圆环与均匀带电薄板平行且二者几何中心相距2R，带电圆环与带电薄板之间影响可以忽略，已知圆环带电量为+q，静电力常量为k，图中A点场强为0，则带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度是A.，方向水平向左 B.，方向水平向右C.，格方的水平向在 D.，方向水平向右7.以两等量正点电荷连线中点为坐标原点，沿二者连线的中垂线建立x轴，下列关于x轴上场强E和电势随位置变化的关系正确的是A. B.C. D.8.如图所示，虚线为等势线图，单位是伏特，实线为某一电荷量q=1.0×10-6C的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c为轨迹上三点，其场强分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为、、，带电粒子在三点的电势能和动能分别为Epa、Epb、Epc和Eka、Ekb、Ekc，下列说法正确的是A.Ea>Eb>E。 B.C.Epa=Epc>Epb D.Eka=Ekc，Ekb-Eka=2.0cuo510-5J9.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表V1、V2均为理想电表，其示数分别用I、U1、U2表示，闭合开关S，将滑片P向右端滑动时，能正确表示U-I关系的图像是A. B.C. D.10.某一含有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A0为粒子加速器，B0为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B，速度选择器两板间电压为U，板间距为d；C0为偏转分离器。现有比荷为k的正粒子（重力不计），从O点由静止开始经加速后沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做圆周运动的半径为R，则下列说法正确的是A.粒子的速度为 B.粒子加速器的电压为C.分离器的碰感应强度为 D.此装置可将氘核和α（He原子核）粒子束分离开二、非选择题：本题共6小题，共60分。11.（7分）为方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器（容器壁厚度可忽略）内，容器两端用金属圆片电极（内阻可忽略）密封，如图1所示。（1）该同学用游标卡尺（10分度）测量塑料圆柱容器的长度，读数如图2所示，则该容器的长度是____________cm。（2）该同学用螺旋测微器测量该容器的直径时，某次测量的读数如图3所示，则该容器的直径是_______mm。（3）该同学使用多用电表测量其电阻。测量步骤如下：①调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着___________（填“电流、电压零刻度”或“电阻零刻度”）②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置。③将红黑表笔分别插入“+”“-”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准___________。④将红黑表笔分别与样品两端接触，发现表针几乎不偏转，应___________（填“增大”或“减小”）欧姆挡的倍率。之后___________（填“需要”或“不需要”）再次欧姆调零。若多用电表欧姆挡倍率选择“×1K”时的读数如图4所示，则样品的电阻为___________Ω。⑤测量完毕，将选择开关旋转至OFF位置。12.（8分）某兴趣小组利用铜片、锌片和猕猴桃制作了水果电池，并采用图1所示的电路测定其电动势E和内阻r。实验室提供了以下器材：微安表（内阻Rg=2500Ω，量程为0～200μA），电阻箱（阻值R的变化范围为0～9999Ω），开关、导线若干。（1）请根据图1所示的实物连接图，在方框中画出相应的电路图。（2）连接电路时，电阻箱阻值调到___________（填“最大”或“最小”），开关要处于___________（填“断开”或“闭合”）状态。（3）实验中多次改变并记录电阻箱阻值R，同时读取并记录对应微安表示数I。描绘R-图像如图2所示，图中斜率为k1，在纵轴上的截距为b1，则水果电池的电动势E=___________，内电阻r=___________。（用题中物理量的符号表示）（4）若描绘IR-I图像如图3所示，图中直线的斜率为k2，在纵轴上的截距为b2，则水果电池的电动势E=___________，内电阻r=___________。（用题中物理量的符号表示）13.（7分）如图所示，真空区域内有一宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为磁场的边界。O是AB上一粒子源，某时刻从O点沿各个方向射入大量速度大小相等、方向与磁场垂直、质量为m、电荷量为q的正粒子（重力不计）。已知沿着与AB夹角θ=30°方向入射的粒子刚好垂直于CD边界射出磁场。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）粒子在磁场中做圆周运动的速度大小；（3）粒子在磁场中运动的最长时间。14.（12分）如图，宽度为l=1m的金属导轨ABCD与水平面成θ=37°角，质量为m=0.1kg、有效长度为l=1m的金属杆MN水平放置在导轨上，杆与导轨间的动摩擦因数为μ=0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在着竖直向下磁感应强度为B0=1T的匀强磁场。已知AN=l=1m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6。（1）若开关S1断开、S2闭合时，调节滑动变阻器使杆始终静止，求通过杆的电流范围。（2）若开关S1闭合、S2断开的同时，给杆一沿斜面向下的速度v=1m/s，则B应怎样随时间t变化可保证杆做匀速运动。15.（12分）如图所示，半径为R的光滑绝缘管道竖直放置，管道平面内有一匀强电场。一带电量为-q，质量为m的小球（直径略小于管道）恰能沿管道做完整的圆周运动，小球在A点动能最大，A和管道中心0点连线与竖直方向夹角θ=30°。（1）求电场强度的最小值和方向；（2）在第（1）问的基础上，求小球在圆轨道运动中，经过A点时对轨道的压力；（3）在第（1）问的基础上，若选A点为重力势能零点，求小球机械能的最小值。16.（14分）如图所示，在平面直角坐标系的三、四象限内有一宽度为d、方向向右的匀强电场。从y轴上的P点分别向左右两侧水平射出比荷为k的同种微粒。左侧微粒在第三象限离开电场时速度方向竖直向下，右侧微粒在第四象限的电场中做直线运动。从P点射出时，左侧微粒的初速度是右侧微粒的2倍，离开电场时右微粒的动能是左侧微粒的2倍。已知重力加速度为g，空气阻力不计。求：（1）右边微粒与左边微粒在电场中运动的水平位移之比；（2）电场强度的大小；（3）P点的坐标。2022—2023学年（上）高二年级期中考试物理（B卷）答案选择题：共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．答案　D命题透析　本题考查考生对元电荷、静电平衡、电流、电动势基本概念的理解，考查考生的物理观念。思路点拨　元电荷是物体带电量的最小值，电子、质子、正电子的电荷量在数值上等于元电荷，故A错误；电场中某点的电场强度由电场自身的性质以及该点的位置来决定，与试探电荷受力大小和试探电荷的电量无关，故B错误；静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，不是没有电荷，故C错误；电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功，故D正确。2．答案　C命题透析　本题考查平行板电容器，考查了电势、电势能、匀强电场场强与电势差的关系、电容的定义式和决定式，考查考生的科学思维。思路点拨　由、、可知，，即E与d无关；若A板上移，即O点到A板的距离增大，则增大，又，，则降低，由知试探电荷在O点电势能增大，故A错误；同理B错误；将B板向上平移，E不变，又不变，则不变，不变，试探电荷在O点电势能不变，C正确；若将B板向右平移，则S减小，E则增大，则增大，降低，试探电荷在O点电势能增大，故D错误。3．答案　A命题透析　本题考查霍尔效应，以霍尔系数的量纲为题材，全面考查学生综合运用物理量的关系分析物理量单位的能力，考查物理观念。思路点拨　由可知k的单位为，故A正确，B、C错误；食盐溶液中含有等量的正负两种电荷，不会产生霍尔现象，故D错误。4．答案　B命题透析　本题考查学生对洛伦兹力和安培力本质的理解，考查物理观念。思路点拨　由题意可知，圆筒开始运动前，对其底部的压力为0，故A错误；洛伦兹力在竖直方向上的分力恒定，小球相对于圆筒做匀加速直线运动，故B正确；洛伦兹力在水平方向上的分力做负功，其总功为零，即洛伦兹力不做功，故C错误；小球从圆筒中飞出后洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力，故D错误。5．答案　B命题透析　本题考查纯电阻电路和非纯电阻电路电功、电功率、电热问题，考查考生的科学思维。思路点拨　电动机启动前车灯的功率，车灯电阻，所以A错，B正确；电动机启动瞬间电动机两端电压为，但不是纯电阻电路，不能用计算功率，所以C错误；通过电动机电流不是，而且电动机总功率不能用计算，所以D错误。6．答案　A命题透析　本题考查场强叠加原理、微元法、等效法，考查考生的科学思维。思路点拨　圆环的线电荷密度，取长度的圆环，带电量，其在A点产生的场强沿水平方向的分量为，其中，；则整个圆环在A点产生的场强大小为，方向水平向左。又A点场强为0，由对称性可知带电薄板在B点产生的场强大小为，方向水平向左。7．答案　AD命题透析　本题考查等量同种电荷电势分布和场强分布特点，考查考生用图像描述物理规律的能力，考查科学思维。思路点拨　等量同种正点电荷连线中垂线上场强变化的规律是：从中点沿中垂线向两侧先增大后减小，考虑到场强的方向，故A正确，B错误；等量同种正点电荷连线中垂线上电势变化的规律是：从中点沿中垂线向两侧逐渐降低，故C错误，D正确。8．答案　BCD命题透析　本题综合考查电场线与等势线的关系、电势、电势差、电势能、动能定理、能量守恒、电场力做功与电势能变化的关系，考查考生的科学思维。思路点拨　等势线密的地方电场线也密，故，A错；由图中信息可知，，，故B对；由可知，，，故C对；由能量守恒可知，，又，故，由动能定理可得，故D对。9．答案　BC命题透析　本题考查动态电路问题，考查闭合电路欧姆定律和欧姆定律的区别，考查考生分析推理能力和用图像表述物理规律的能力。思路点拨　由欧姆定律，可知A错误，B正确；由闭合电路欧姆定律，变形得，故C正确，D错误。10．答案　AC命题透析　本题考查质谱仪、速度选择器，带电粒子在复合场中的运动，考查学生分析综合能力和科学思维。思路点拨　粒子在速度选择器中由受力平衡，得粒子速度，故A正确；粒子在加速器中由动能定理，得加速器电压，故B错误；粒子在分离器中做圆周运动，由牛顿第二定律，得分离器的磁感应强度，故C正确；因为氘核和粒子比荷相同，故该装置无法将二者组成的粒子束分离开，D错误。11．答案（1）2.05（1分）　（2）5.226（5.225～5.227均可，1分）（3）电流、电压零刻度（1分）　欧姆零点（1分）　增大（1分）　需要（1分）　16000（1分）命题透析　本实验考查游标卡尺，螺旋测微器和欧姆表的读数方法，以及欧姆表的使用方法，考查考生的科学探究素养。思路点拨　（1）游标卡尺不需要估读，由游标卡尺的减法读数规则读取容器长度；（2）螺旋测微器需要估读，观察可知固定刻度未露半毫米刻度线，则容器的直径为；（3）调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着左侧零刻度。调节指针定位螺丝是为了机械调零。调节欧姆调零旋钮是为了欧姆调零。调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准右侧欧姆零点。指针不偏转说明待测样品阻值太大，欧姆表应选择较大的倍率。更换倍率后需要再次欧姆调零。欧姆表不需要估读，样品电阻。12．答案（1）如图所示（2分）（2）最大（1分）断开（1分）　（3）（1分）　（1分）　（4）（1分）　（1分）命题透析　本实验考查考生用安阻法测电源电动势和内阻。考查考生实验操作能力，数据处理能力。考查电源的UI图像和电阻的伏安特性曲线的联系思路点拨　（1）由实物图可知，本实验采用安阻法测电源电动势和内阻；（2）为保护电路，开关应断开，电阻箱应调到阻值最大；因实验中水果电池内阻会发生明显改变，测量应尽量迅速；（3）由闭合电路欧姆定律，得，故电动势，内电阻；（4）由闭合电路欧姆定律，得，故电动势，内电阻。13．命题透析　本题考查旋转圆模型，考查带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界极值问题，考查科学思维。思路点拨　（1）由几何关系可得粒子做圆周运动的半径……（1分）（2）由洛伦兹力提供向心力……（1分）得粒子的速度……（1分）（3）当粒子轨迹与CD边相切时，轨迹圆的圆心角最大，粒子在磁场中运动时间最长由几何关系得……（1分）代入数据，即（1分）粒子做圆周运动的周期（1分）粒子在磁场中运动的时间代入数据得……（1分）14．命题透析　本题考查磁场对通电导线的作用力、磁通量、电磁感应等力电综合问题，考查学生分析推理和计算能力、科学思维。思路点拨　（1）由，①……（1分）可知通过杆的电流最小值即可。……（1分）若杆受到沿斜面向下的最大静摩擦力，则此时通过杆的电流最大为……（1分）则其受到的安培力，方向水平向右②……（1分）由受力平衡可知③……（1分）④……（1分）联立②③④解得……（1分）综上通过杆的电流范围为……（1分）（2）开关S闭合后，由可知若回路中无电流，则杆所受滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力……（1分）为使杆保持匀速直线运动，则闭合回路ABMN中磁通量应保持不变（2分）代入数据得……（1分）15．命题透析　本题以类杆模型为基础考查复合场中的圆周运动；考查功能原理（电场力做功与电势能变化的关系，重力做功与重力势能的关系），动能定理的综合应用，考查考生的科学思维。思路点拨　（1）由小球在A点动能最大可知，合外力指向圆心O，故重力与电场力的合力沿OA背离圆心，且当电场力与OA垂直时，场强最小……（1分）……（1分）场强的最小值为，场强的方向垂直于OA向下……（1分）（2）延长AO与管道相交于点B，因小球恰能沿管道做完整的圆周运动，故小球在B点速度为0……（1分）研究B到A的过程，由动能定理得……（1分）在A点由牛顿第二定律可得，……（1分）……（1分）由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力……（1分）方向沿OA背离圆心……（1分）（3）由功能关系可知，电场力的功等于机械能的变化量电场力做负功最多时，机械能最小……（1分）……（1分）……（1分）16．命题透析　本题考查带电粒子在复合场中的运动，综合考查考生对复杂运动的分析推理能力，考查考生的科学思维。思路点拨　（1）两微粒在竖直方向上做自由落体运动，故设其在电场中运动的时间同为t设右侧微粒的水平初速度大小为，则左侧微粒水平初速度大小为2微粒在电场中运动时的水平加速度①……（1分）由左侧微粒出电场时速度竖直向下可知，②……（1分）右侧微粒在电场运动的水平位移③……（1分）左侧微粒在电场运动的水平位移④……（1分）联立①②③解得：……（1分）（2）设左侧微粒离开电场时的竖直速度为，右侧微粒离开电场时的速度为由题意可知，出电场时右侧微粒的动能是左侧微粒动能的2倍⑤……（1分）右侧微粒出电场时水平速度⑥……（1分）由勾股定理得⑦联立⑤⑥⑦解得：……（1分）又，即⑧……（1分）联立解得：……（1分）（3）设P点得坐标为（0，y）⑨……（1分）对右侧微粒应用动能定理⑩……（1分）对左侧微粒应用动能定理⑪……（1分）联立⑨⑩⑪解得……（1分）