广东省广州市广东广雅中学2022-2023学年高二下学期开学质量评估物理试题

2022学年高二下学期开学质量评估

物理

第一部分  选择题（共44分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列说法不符合物理学史的是（    ）

A．法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“电场”、“磁场”的概念

B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了麦克斯韦的预言

C．通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，爱因斯坦受此启发，提出了分子电流假说

D．奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克提出了能量子的概念

2．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示，虛线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（    ）

A．b处的电场强度与c处的电场强度相同

B．电子从a到d运动时，加速度大小保持不变

C．电子从a到d运动时，电势能先增大后减小

D．电子在a处受到的电场力方向与a处虚线垂直

3．如图空间存在水平方向的匀强电场，某同学用绝缘细线将质量为m、带电荷量为q的金属球A悬于O点，稳定后，细线与竖直方向的夹角。现用n个与A完全相同的不带电金属球同时与A球接触后移开，A球再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为，则n的值为（    ）

A．l      B．2      C．3      D．4

4．将金属板靠近带负电的塑料板，金属板下表面与接地金属柱接触，在金属板上表面撒细纸屑，上抬金属板至某一位置时，可以看到静置的纸屑从金属板上飞溅出来，这就是“静电飞花”实验。关于本实验下列说法正确的是（    ）

A．金属板碰触接地金属柱后不带电

B．上抬金属板，佥属板容纳电荷本领增强

C．纸屑飞离的瞬间，金属板的电势降低

D．纸屑是因为带负电相互排斥而不断飞出

5．2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情，人们居家隔离，由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电，脂肪测量仪根据图甲人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则（    ）

A．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小

B．体型相近的两人相比，脂肪含最高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小

C．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高

D．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大

6．如图甲所示，三个电量相等的点电荷位于等边三角形的三个顶点上，其中处电荷带负电，其余两电荷带正电且关于x轴对称。一试探电荷沿x轴正方向运动，所受电场力随位置的变化图像如图乙所示（以x轴正向为电场力的正方向）。设无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（    ）

A．试探电荷带负电      B．乙图中的与甲图中的相等

C．在x轴正半轴上，处电场强度最小，电势最高

D．在x轴正半轴上，处电场强度最大，电势最低

7．如图，电源电动势为E，内阻为r。电路中为滑动变阻器，、为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。则下列说法中正确的是（    ）

A．微粒带负电

B．滑动变阻器的触头P向下端移动时，带电微粒向下运动

C．减小的光照强度，电源的输出功率一定减小

D．增大的光照强度，消耗的电功率变小

8．如图，大量不同的带电粒子从左边容器中的小孔进入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，加速后经过小孔进入速度选择器，选择器中存在正交的匀强电场和匀强磁场，场强大小和磁感应强度大小分别为E和，粒子沿直线通过选择器，再垂直进入右边磁感应强度大小为的匀强磁场中，做匀速圆周运动打在底片上，不计粒子重力，则（    ）

A．打在底片上不同位置的粒子是因为进入右边磁场的速度不同

B．打在底片上不同位置的粒子是因为粒子比荷不同

C．如果速度选择器平行板电量不变，仅使板间距离增大，能沿直线通过选择器的粒子速度变小

D．如果增大速度选择器中磁场的磁感应强度，能沿直线通过选择器的粒子速度变大

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

9．如图，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一粒子先后以不同速率从同一点正对圆心O射入磁场，分别从a、b两点射出，下列说法正确的是（    ）

A．a点射出的粒子运动半径较小   B．a点射出的粒子速率较大

C．b点射出的粒子运动时间较长   D．b点射出的粒子速度方向反向延长线过O点

10．如图，两正四面体边长均为，两正四面体bcd面完全重合，电荷量为Q的两正、负电荷A、B分别置于两四面体左、右两顶点，静电力常量为k，则（    ）

A．b、c、d三点的电场强度大小相等，方向相同

B．b、c、d三点的电势相等

C．平面bcd上电场强度的最大值为

D．平面bcd上电场强度的最大值为

11．如图，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是（    ）

A．减小磁感应强度B

B．调节滑动变阻器使电阻减小

C．减小导轨平面与水平面间的夹角（磁场方向仍垂直导轨平面向上，磁感应强度的大小不变）

D．将电源正负极对调

12．如图，光滑绝缘水平面的右侧存在着匀强电场和匀强磁场组成的复合场，电场方向竖直向下，磁场方向水平向外，磁感应强度大小为B；一电荷量为q、质量为m的小球a在水平面上从静止开始经电压U加速后，与静止着的另一相同质量的不带电金属小球b发生碰撞并粘在一起，此后水平向右进入复合场中，在竖直面内做匀速圆周运动。电荷量的损失不计，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（    ）

A．小球a可能带正电

B．小球a、b碰撞后的速度

C．小球a、b做匀速圆周运动的半径为

D．小球从圆轨道的最低点到最高点，机械能增加

第二部分  非选择题（共56分）

三、实验题

13．（5分）酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”，即气敏电阻，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，下表显示了某气敏电阻的阻值随酒精气体浓度变化的情况。

为了较准确测量酒精气体浓度为0.35mg/ml时气敏电阻的阻值，实验室提供了如下器材：

A．电流表（量程0~150mA，内阻约）

B．电流表（量程0~0.6A，内阻约）

C．电压表（量程0~5V，内阻约）

D．电压表（量程0~15V，内阻约）

E．滑动变阻器R（阻值范围，允许的最大电流2A）

F．待测气敏电阻

G．电源E（电动势6V，内阻r约）

H．开关和导线若干

（1）为了获得更多的数据使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是______。实验时电压表应选______，电流表应选______（填器材前面的序号）

A．B．C．D．

（2）小明同学设计了一个测定气体酒精浓度的电路用来检测是否酒驾，如图所示，该电路只使用一个电压表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电压表指针满偏。使用一段时间后，电源电动势稍微变小，内阻稍微变大，则对于酒精气体浓度的测量值将________（选填“偏大”或“偏小”）。

14．（10分）图（a）是测量旧电源的电动势E和内阻r的原理图。为定值保护电阻，电流表内阻不计，长度为60cm的某种材料制成的电阻丝ab上标有长度刻度。

（1）在电阻丝接入电路前，使用多电表测量它的电阻，选择倍率“×10”测量时指针偏角过大，则应选择欧姆挡________倍率（选填“×1”或“×100”）重新进行测量。重新欧姆调零后，与使用倍率“×10”相比，多用电表的内阻变化了_____。正确操作后，多用表的示数如图（b）所示，可得出电阻丝单位长度电阻________；

（2）闭合开关S，记录ac的长度L和电流表A的示数I。多次滑动c点改变ac的长度，测得多组L和I的值，并计算出对应的值，则________；（用E、r、、L和表示）

（3）图（c）是根据多组实验数据得到的图像，由图像得电动势E＝________V，内阻r＝________。（计算结果保留两位有效数字）

四、计算题

15．（10分）如图甲所示，固定的两光滑导体圆环相距1m，圆环通过导线与灯泡（额定电压为6V）及电源相连，电源的电动势E＝12V，内阻。在两圆环上放置一导体棒，导体棒质量为0.06kg，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，灯泡恰好正常发光，导体棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为，如图乙所示，g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求此时：

（1）每个圆导轨对导体棒的支持力的大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小。

16．（13分）如图，两平行金属板水平放置，间距为d，两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直于纸面向里，磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向同时发射出电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：

（1）带电粒子从发射源发出时的速度；

（2）带负电粒子的比荷；

（3）带正电粒子的轨迹半径。

17．（18分）中性粒子分析器是核聚变研究中的重要设备，通过对高能中性原子能量或动量的测量，可诊断曾与这些中性原子充分碰撞过的离子的性质。如图所示，为了测量某中性原子的动能，首先让中性原子电离，然后让电荷量为＋q的离子经孔A与下边界成角入射到间距为d、电势差为U的平行有界匀强电场区域中，经过电场偏转后离开电场区域。不计离子的重力，不考虑相对论效应及场的边界效应。

（1）为保证离子不碰到上边界，入射离子的最大动能是多少？

（2）若该离子离开电场后，经无场区沿直线运动至孔P出射，已知孔P与下边界的垂直距离为h，孔A和孔P间平行于下边界的距离为l，试确定该离子刚进入电场时的动能；

（3）若在测量中发现，有动能均为、电荷量均为+q而质量分别为、、的三种离子均能从孔P出射，且。三种离子从孔P出射后自C点垂直CD边射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的矩形匀强磁场CDEF，CD、DE、EF边上均装有不同的离子收集板（每块板只收集一种离子）。设CD边长为a，DE边长为b，且，现要区分并收集这三种离子，则a、b还应分别满足什么条件？

2022学年高二下学期开学质量评估物理试卷答案

三、实验题

13．（5分）（1）A  C  A（每空1分）  （2）偏大（2分）

14．（10分）（1）×1  135  10（每空2分）（2）（2分）（3）2.1  1.7（每空l分）

四、计算题

15．（10分）（1）导体棒受安培力、重力、圆环对它的弹力，导体棒静止，由平衡条件得

（2分）   代入数据解得（2分）

（2）由闭合电路欧姆定律可得（2分）

由安培力的公式得（1分）   （1分）

代入数据解得B＝0.4T（2分）

16．（13分）（I）粒子在平行金属板间做匀速直线运动（2分）  解得（2分）

（2）根据左手定则，带负电的粒子从磁场右边界离开

根据几何关系有  解得（2分）

对带负电粒子有（1分）  解得（1分）

（3）根据左手定则，带正电的粒子从磁场左边界离开

根据几何关系可知，该轨迹对应圆心角（1分）

带负电粒子的周期（1分）

带正电粒子的周期（1分）

粒子在磁场中运动时间相等，则有（1分）

则带正电粒子的轨迹半径（1分）

17．（18分）（1）离子在电场中只受电场力作用，其加速度为（2分）

离子恰好能运动到上边界，则到上边界竖直方向速度为0，则有

（2分）

入射离子的最大动能为（1分）  得（1分）

（2）根据水平方向匀速运动，离子在偏转电场的运动时间（1分）

离子在偏转电场中平行于下边界的位移（1分）

另由几何关系可得（1分）   代入得（1分）

（3）动能为的离子在磁场区域中做匀速圆周运动，（1分）

（1分）   得：（1分）

因，有，故CD、DE、EF收集板分别收集质量为、、的离子

要CD边收集质量为离子，需满足：且；（1分）

DE边收集质量为离子，需满足：，；（1分）

EF边收集质量为离子，需满足；（1分）

综上可得（1分）（1分）