2021_2022学年江苏省常州市常州高二（上）期中物理试卷（附答案详解）.pdf

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1、20212022学年江苏省常州市常州高级中学高二（上）期中物理试卷i.指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面，它是中国古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学技术和文明的发展，都起了无可估量的作用。指南针主要利用地磁场对磁针的作用来工作，下列关于地磁场的说法正确的是（）A.地磁场和磁感线都是实际存在的物质B.地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行C.运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功，做负功，或者不做功D.磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上2.某种高速带电粒子流，具有较强的穿透能力。如图虚线为该粒子流在气泡室中穿透一张黑纸的粒子

2、径迹照片，气泡室里有垂直纸面的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（）黑纸A.磁场方向一定垂直纸面向里B.磁场方向一定垂直纸面向外C.粒子一定从左向右穿越黑纸D.粒子一定从右向左穿越黑纸3.如图所示为感应式发电机，。、b、c、d 是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，01、6 是铜盘轴线导线的接线端，“、N 是电流表的接线端.现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是（)A.将电流表的接线端M、N 分别连接4、c 位置B.将电流表的接线端M、N 分别连接3、。位置C.将电流表的接线端M、N 分别连接3、。2位置D.将电流表的接线端M、N 分别连接c、d 位置4.高速铁路列车通常使

3、用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是（）A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场C.磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大5.2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒珠的实验室必须是全程都在高度无

4、接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型。污水内含有大量正、负离子，从直径为”的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值。等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为8的匀强磁场，并测出M、N间的电压U,则下列判断正确的是（）X X M X X BA.正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的B.容器内液体的流速为落C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D.污水流量为Q=嘿Zo6.如图所示，质量为相、长为，的铜棒6曲，用长度也为1的两根轻导线水平悬吊在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强

5、度为瓦未通电时，轻导线静止在竖直方向上，通入恒定电流后，铜棒向外偏转的最大角度为凡贝人）B ,、/，I I4/，/，/：eA.铜棒中电流的方向为b-aC.铜棒中电流的大小为吗 弁 竺B.铜棒中电流的大小为 鸣 吧DLD.若只增大轻导线的长度，则。变小7.节能的LEZ）灯越来越普及，而驱动LE。灯需要恒流源。如图所示，电路中的电压表电流表都是理想电表，电源是一个恒流源（该恒流源输出的电流大小方向都不变），在改变&的过程中，电压表的读数为U,电流表A1的读数为/1，电流表A2的读数为与，它们的变化量的绝对值分别为4U、4/1、Al2,以下说法中错误的是（）恒流源A.&=芳,R2=Yh z2B 圜=

6、圜C.恒流源输出的功率不变D.当/?2=%时，滑动变阻器/?2消耗的电功率最大8.现有一种质谱仪如图所示，离子化室存在一些初速度为0的正离子。正离子经高压电源加速，加速后通过圆形磁场室（内为匀强磁场）、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到正离子比荷（表），进而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为U,圆形磁场区的半径为R,真空管与水平面夹角为6,离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则下列说法正确的是（）高压电源区A.高压电源A端应接电源的正极B.磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里C.两种一价正离子Xi，X2（X质量大于*2）同时进入磁场室后，出现图中的轨迹I和n,则轨迹/一定对应X2D

7、.若磁场室内的磁感应强度为B,当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷为里=驾 嘤m 屋M9.如图所示，光滑的平行长导轨水平放置，质量相等的导体棒及和人静止在导轨上，与导轨垂直且接触良好已知人的电阻大于2,两棒间的距离为“，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场。将开关S从1拨到2,两棒运动一段时间后达到稳定状态，则（）A.公中的电流大于G B.S拨到2的瞬间，力的加速度大于GC.运动稳定后，电容器C的电荷量为零D.运动稳定后，两棒之间的距离大于410.如图甲所示，正 五 边 形 硬 导 线 框 固 定 在 磁 场 中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间f变化的

8、关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。设垂直cd边向下为安培力的正方向，在。5to时间内，线框边受到该磁场对它的安培力厂随时间，变化的关系图为（）11.图甲为一个简单的多用电表的电路图，其中电源的电动势E=1.5V、内阻r=1.0。，电流表内阻Rg=10O、满偏电流/g=10mA。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度。(1)选择开关接“1”，指 针 指 在 图 乙 所 示 位 置 时 示 数 为;(2)如果选择开关接“3”，图甲中电阻&=2 4 0 0,则此状态下多用电表为量程的电压表；(3)如果选择开关接“2”，该多用电表可用来测电阻，C 刻度应标为 n；(4)如

9、果选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节的阻值使电表指针刚好满偏，再测量某一电阻，指针指在图乙所示位置,则该电阻的测量阻值为 0(保留两位有效数字)；(5)由于该多用电表的电池用久了，电动势变为1.4U、内阻变为3.0 0,正确调零后测量某电阻的阻值，其测量结果(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)12.某研究性学习小组用如图所示的装置，测量地面附近地磁场的磁感应强度 固定金属横杆0、。两点间距离为L，两根长度均为L 的轻质软导线，其一端分别接在0、。点，另一端分别接在长度也为L 的导体棒外两端。现将导体棒时拉至图示位置，使棒与。在同一水平面内由静止释放，导体棒必转过四分之一圆弧至最低点时速度大

10、小为u,由接入电路的电流传感器测得此过程通过导体棒截面的电荷量为如 已知地磁场与水平面夹角为。，且与金属横杆垂直，导体棒油的质量为机、电阻为R,重力加速度为g,不计回路其它部分电阻，忽略空气阻力。求：(1)导体棒ab由静止转至最低点过程中安培力做的功W；(2)该处地磁场的磁感应强度大小B。13.如图所示，水平放置的U 形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=5 T,导轨宽度乙=0.4 m,左侧与R=0.50的定值电阻连接.右侧有导体棒必跨放在导轨上，导体棒质质量m=2.0 k g,电阻r=0.5 0,与导轨的动摩擦因数 =0.2,其余电阻可忽略不计.导体棒外在大小为10

11、N的水平外力尸作用下，由静止开始运动了x=40cm后，速度达到最大，取g=10m/s2.求：(1)导体棒协运动的最大速度是多少？(2)当导体棒ab的速度 =lm/s时，导体棒ab的加速度是多少？(3)导体棒a b由静止达到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？14.如图，在竖直平面的矩形区域“从力内有竖直向上的匀强电场。一带电小球从竖直边而上的p 点以某一速度射入该区域，小球沿pc做匀速直线运动。若在该区域内再加入垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电小球仍以相同的速度从点射入该区域，则小球最终从边的某点k(图中未标出)垂直cd离开该区域。已知：小球质量为如 带电量为q,ad长为L,ap

12、长为身3加长为9 3 磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,小球在磁场中的运动时间 -r 3nm小于 丽。求:(1)匀强电场的场强大小；(2)带电小球的入射速度大小。15.如图所示，半径为乙的金属圆环内部等分为两部分，两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为为,与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心。匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R 的 0 形金属盒相连，D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B 的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。t=0时刻导体棒从如图所示位置开始运动，同时在。形盒内中心附近的A 点，由静止释放一个质量为粗，电荷量为-q(q 0)的带电粒

13、子，粒子每次通过狭缝都能得到加速，最后恰好从。形盒边缘出口射出。不计粒子重力及所有电阻，忽略粒子在狭缝中运动的时间，导体棒始终以最小角速度3(未知)转动，求：(1)3的大小；(2)粒子在狭缝中加速的次数；(3)考虑实际情况，粒子在狭缝中运动的时间不能忽略，求狭缝宽度d 的取值范围。答案和解析1 .【答案】D【解析】A.地磁场是实际存在的物质，磁感线是人们假想的曲线，选项A错误；区地球表面上只有在赤道处的地磁场方向与地面平行，选项8错误；C.运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力与速度垂直，则对运动电荷不做功，选 项 C错误；D磁针在地磁场的作用下可以自由转动,静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上，选

14、项Z）正确。故选。2 .【答案】D【解析】A B.粒子可能带正电、也可能带负电，由左手定则可知，磁场方向即可能垂直于纸面向里也可能垂直于纸面向外，故 A B 错误；C D.粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得V2qvB=m 解得mvY=-qB粒子穿过黑纸后速度变小，轨道半径r变小，由图示粒子运动轨迹可知，粒子在右侧轨道半径大，在左侧轨道半径小，粒子从右向左穿过黑纸，故 C错误，。正确；故选3 .【答案】B【解析】将铜盘看成无数个轴向铜条组成，铜盘在外力作用下切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流；根据题意，铜盘边缘上的各点电势相等与。1，。2 两点间存在电势差，因

15、此将电流表的接线端M、N 分别连接0 1，。位置，才能观察到感应电流.故4 C D 错误，B正确；故选B.4 .【答案】C【解析】4.铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；B.铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故 8错误；C.由“来拒去留”可知I,磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故c正确；。.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故。错误。故

16、选Co5.【答案】B【解析】4根据左手定则，正、负离子所受洛伦兹力方向相反，故A错误;B.容器内离子受力平衡，有Uq q v得UV=Bd故8正确；C.不带电的液体不受洛伦兹力,所以不会发生偏转，在MN两点之间不会产生电压，无法由8选项的分析测流速，故C错误;。.污水的流量为U d,Q=诂=而 兀%)TiUd48故O错误。故选B。6.【答案】C【解析】A.由左手定则可知，铜棒中电流的方向为a b,故A错误;BC.对铜棒，由动能定理得BII-Isind-mg(l-IcosO)=0解得m g(l-cos。)1 引 sin。故8错误，C正确；。.由以上分析可知，最大偏转角。与轻导线的长度无关，故O错误

17、。故选C。7.【答案】C【解析】A.根据部分电路欧姆定律可知UUR2=G故A正确；8设恒流源输出电流为/,根据并联电路电流关系可知当先变化时，和/?2并联后的等效电阻2一定变化，所以P 一定变化，故C错误;4 +，2=/所以他=一包即丝1=1四1故8正确；C.恒流源输出的功率为P=【2 R2。.根据并联电路电流关系可得I=&2-Ri+R2滑动变阻器/?2消耗的电功率为2=,布rR 取R2R2用+R2+2R1根据数学知识可知，当&=/?2时，P2最大，故。正确。故选C。8.【答案】C【解析】A.正离子在电场中加速，可知高压电源A端应接“负极”，故A错误；3.正离子在磁场中向下偏转，根据左手定则知

18、，磁场室的磁场方向应是垂直纸面向外，故B错误;C.正离在加速电场中运动时有1,qU-2m vo在磁场室做圆周运动时有VQBqv=m 解得由此可知，两个正离子的电量相同，所以质量越大，则半径越大，因轨迹I半径小，所以应为X 2,故C正确；D当记录仪接收到一个明显的信号时即正离子在磁场中偏转了。角，由几何关系可知，正离子做圆周运动的半径为Rr =76tan 2根据Bqv=m y,q U =；m诏联立解得q 2/tan2 2-B2R2故。错误。故选C o9.【答案】D【解析】4电源给电容器充电，稳定后，S拨到2的瞬间，电容器相当于电源和导体棒人和G组成闭合电路，由于人的电阻大于人，则人中的电流小于乙

19、2中的电流，A错误；8.S拨到2的瞬间，k中的电流小于乙2中的电流，根据尸=8可得，则力的受到的安培力小于功的安培力，根据牛顿第二定律，人的加速度小于G的加速度，B错误；C.S拨到2后，导体棒及和乙2受到的安培力作用，则导体棒运动，产生感应电动势，当产生的感应电动势等于电容器两端的电压时，电路稳定，此时电容器C的电荷量不为零，C错误；DS拨到2后，导体棒J和人受到的安培力作用，则导体棒运动，当产生的感应电动势等于电容器两端的电压时，电路稳定，此时导体棒L i和人的速度相等，因为及的加速度小于人的加速度，运动时间相等，则人的位移小于G的位移，即运动稳定后，两棒之间的距离大于北。正确。故选Do1

20、0.【答案】B【解析】在0 2to时间内，磁感应强度的变化率不变，则感应电流的方向不变，方向为顺时针方向，则在0%时间内，线框“边受到的安培力向下，并均匀减小，在%2to时间内，线框边受到的安培力向上，并均匀增大；在2to 3to时间内，磁感应强度不变，无感应电流，无安培力；在3%5to时间内，磁感应强度的变化率不变，则感应电流的方向不变，方向为逆时针方向，则在3to 4to时间内，线框那 边受到的安培力向下，并均匀减小，在4 to 5to时间内，线框边受到的安培力向上，并均匀增大。故选B。11.【答案】(1)7.5；(2)2.5匕(3)150；(4)50；(5)偏大【解析】(1)选择开关接“

21、1”时，表盘的分度值0.2 m 4 需要估读到O.lnM,则指针指在图乙所示位置时示数为7.5m4(2)如果选择开关接“3”，此状态下多用电表为量程为U=/g(/?g+/?2)=2.5V(3)如果选择开关接“2”，当指针指向刻度C 时，通过电流表G 的电流为，根据闭合电路欧姆定律可得-/?i+Rg+r+Rc 2进行欧姆调零时，有Rl+ig+r=/g 联立解得Rc=%+Rg+r=150。(4)设电阻测量值为R x,根据前面分析可知E&+Rg+r +%=5m A解得Rx 50。(5)电动势变为1.4IZ、内阻变为3.00后，进行欧姆调零时将内阻调为,ER=140/2当电池电动势和内阻未变时，测量一阻值为次的电阻时，通过G 的电流为_ 1.5V _ 11 150/2+rx 100A-1+电动势和内阻改变后，测量此电阻时，通过G 的电流为,1.4 V 1-1 4 0 0 +rx 1 0 0 A-1+国所以I 0,解得【解析】略1Nd=2at2T 2nB0L2