河北省石家庄市第二中学教育集团2021-2022学年高二（上）期中物理（原卷版）.docx

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石家庄二中教育集团2021-2022学年度高二年级上学期期中考试物理试卷（时间：75分钟，分值：100分）一．单项选择题（本题共7个小题，每题4分，共计28分）1.横截面积为S的一段直导线，单位长度内有n个自由电子，电子电荷量为e，该导线通有电流I时，自由电子定向移动的平均速率v是（　　）A.B.C.D.2.如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度，方向沿x轴正方向（图中未画出）。则下列说法正确的是（　　）A.线圈在图示实线所在的位置时，通过线圈的磁通量为0.04WbB.线圈由图示实线位置绕x轴向下转过90°的过程中，通过线圈的磁通量逐渐减小C.在线圈由图示实线位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量的变化量为2.00×10－2WbD.在线圈由图示实线位置绕z轴向下转过120°的过程中，通过线圈的磁通量的变化量约为3.46×10－2Wb3.如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ．原PQ中无电流，现通以水平向左的电流，在短时间内（）A.从上往下观察导线框向右平移B.从上往下观察导线框顺时针转动C.细绳受力会变得比导线框重力大D.导线框中心磁感应强度变小4.如图所示，在xOy平面内有一个半径为R、圆心位于坐标原点O的圆形磁场区域，磁感应强度大小为 B，在圆形磁场区域的左边有一个宽度也为R且关于x轴对称的粒子源，它能连续不断地沿x轴正方向发射速度相同的带正电粒子，已知粒子的质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用。若粒子均能够从y轴上的P点离开磁场区域，则下列说法正确的是（　　）A.磁场方向垂直xOy平面向外B.粒子的速度大小为C.粒子在磁场中运动的最大时间差为D.粒子从P点离开磁场时与x轴正方向的夹角的范围为5.笔记本电脑趋于普及，电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向上的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则关于元件的说法正确的是（　　）A.前表面电势比后表面的高B.前、后表面间的电压U与v有关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为6.如图所示，a和c是两闭合的金属线圈，b为通电线圈，由于b线圈中电流变化，a上产生顺时针方向的感应电流，下列说法正确的是（　　） A.c上的感应电流方向一定是顺时针方向B.c上可以没有感应电流C.c上的感应电流可能是逆时针方向D.b上的电流方向一定是逆时针方向7.如图所示，固定在水平面上的半径为r=0.1m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B=4T的匀强磁场。长为l=0.2m、单位长度电阻为R0=10Ω的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω=100rad/s匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有如图所示的电路，电阻R1和R2阻值均为1Ω，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）A.棒产生的电动势为8VB.通过电流表的电流方向自右向左，示数为1AC.导体棒消耗的电功率为1WD.电阻R2消耗的电功率为W二．多项选择题（本题共3个小题，每小题6分，漏选3分，错选0分，共计18分）8.热敏电阻是电学中常用的电学元件。为热敏电阻，其阻值随温度t变化的图线如图甲所示。图乙中电源电动势为E、内阻为r，带电油滴P原来静止在平行板电容器中间，所有的电表都是理想电表，且。当温度升高时，则（　　） A.电压表V的示数增大，电流表A的示数减小B.电源对外的输出功率随着温度的升高而逐渐增大C.两端电压的增大量比两端电压的减小量小D.带电油滴P向上运动9.如图甲所示，由同种材料制成粗细均匀的矩形导体方框abcd固定在匀强磁场中，磁场方向垂直方框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。以垂直于方框所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列关于线框中的感应电动势的大小E、感应电流I（以顺时针方向为正）、ab边的热功率P、ab边受到的安培力F（以向右为正）随时间t变化的图像中正确的是（　　）A.B.C.D.10.如图所示，空间有竖直方向的匀强电场（场强大小未知）和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，竖直面内有一固定的光滑绝缘圆环，环上套有一带负电的小球，小球质量为，电荷量为，重力加速度大小为，现给小球一个大小为的初速度，小球恰好能沿光滑圆环做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A.电场方向向上，场强大小为B.小球对圆环的作用力大小可能为C.小球对圆环的作用力大小可能为D.小球对圆环的作用力大小可能为三．实验题（本题共2个小题，共计15分）11.测定一节电池的电动势和内阻，电路如图甲所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0=1.0Ω。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I，绘制了U-I图像如图乙所示。（1）由图乙求得电池的电动势E＝_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留两位小数）（2）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_______其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。12.某同学手边没有电流表，有一个电压表（Um=5V，RV=5×103Ω），电池（E=8V、r=10Ω）、总电阻足够大滑动变阻器R0。他利用以上器材制成一个可以直接测量电阻的欧姆表，如图甲所示。图乙是电压表的刻度盘。 （1）图甲中，电路连接正确的是______；A．a“+”，b为“-”，c为红表笔，d为黑表笔B．a为“+”，b为“-”，c为黑表笔，d为红表笔C．a为“-”，b为“+”，c为黑表笔，d为红表笔D．a为“-”，b为“+”，c为红表笔，d为黑表笔（2）测量外电阻的阻值之前，需要调零。按正确的操作，调零时，R0接入电路的阻值是______Ω；（3）现对电压表刻度重新赋值，则4V处应标注______Ω；（4）该同学发现改装后的欧姆表如果去测量几十欧的电阻很不精确，此时需要对该欧姆表进行改进。以下改进措施中最合理的是______；A．电源换成电动势E=10V的电池B．电源换成电动势E=6V的电池C．用一个50Ω的电阻与电压表并联D．用一个50Ω的电阻与电压表串联（5）如果电池用久了，电动势E减小了，内阻r增大了，现用此电路欧姆调零后测量一未知电阻，测量结果将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。四.计算题（本题共4个小题，共计39分）13.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上水平放置一条长为0.2m的直导线PQ，两端以很软的导线通入10A的电流。当加一个竖直向上的B=0.6T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，（sin37°=0.6，g=10m/s2）求：（1）导线PQ受到的安培力的大小和方向；（2）导线PQ质量。 14.如图所示，两根平行的长直光滑金属导轨M、N的间距为，其底端接有阻值为的电阻，整个装置处在垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为1kg的导体杆ab在恒力的作用力下从静止开始沿导轨运动，向右运动时导体棒恰好匀速运动，导体棒垂直于导轨放置且与两导轨保持良好接触。设ab杆接入电路的电阻为，导轨电阻不计。求此过程中：（1）流过导体棒中的电流方向；（2）杆的最大速度；（3）流过电阻R的电荷量。15.如图所示，直角坐标系XOY位于竖直平面内，在的某区域存在一磁感应强度、方向垂直于纸面向外，边界为矩形的匀强磁场（图中未画出）。现有一束比荷的带正电粒子，从坐标原点沿与x轴正方向成角射入第一象限，速度大小范围为。所有粒子经矩形区域磁场偏转后速度均与y轴平行，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。（1）求速度最大的粒子在磁场中运动的轨道半径；（2）求矩形有界磁场区域的最小面积（结果可带根号）。16.在xOy平面内，直线OM与x轴负方向成45°角，以OM为边界的匀强电场和匀强磁场如图所示。在坐标原点O有一不计重力的粒子，其质量和电荷量分别为m和＋q，以v0沿x轴正方向运动，粒子每次到x轴将反弹，第一次无能量损失，以后每次反弹水平分速度不变，竖直分速度大小减半、方向相反。电场强度、磁感应强度。求带电粒子： （1）第一次经过OM时的坐标；（2）第二次到达x轴的动能；（3）从第一次被x轴反弹时到第三次被x轴反弹时，粒子在竖直方向上的总路程。