河南省洛阳市2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题含答案

洛阳市2021—2022学年第一学期期中考试

高二物理试卷

全卷共6页，共100分，考试时间为90分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。

2.考试结束，将答题卡交回。

一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1—9小题只有一项符合题目要求，第10—14小题多选，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全者得2分，有选错或不答的得0分）

1.如图所示.在探究影响通电导线受力的因素的实验中，三块相同的蹄形磁铁并列放在桌上，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上）垂直。若导线质量为m，导线中的电流为I，处于磁场中通电部分的长度为L，导线静止时悬线与竖直方向的夹角为，则导线所处空间磁场的磁感应强度大小为

A.    B.    C.   D.

2.下列说法正确的是

A.单位时间内通过导体橫截面的电荷量越多，导体中的电流越大

B.一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时，电动势会发生变化

C.电流的微观表达式中的v指的是自由电荷热运动的速率

D.由可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比

3.两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为、，则

A.         B.

C.         D.条件不足，无法比较

4.如图所示，有两根相互垂直的无限长直导线1和2，通有大小相等的电流，导线1在纸面内且电流方向竖直向上，导线2垂直于纸面且电流向外。纸面内有a、b两点，a点在两导线的中间且与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点的磁感应强度大小为B0，已知距一无限长直导线d处的磁感应强度大小，其中k为常量，I为无限长直导线中的电流大小.下列说法正确的是

A. b点的磁感应强度大小为

B.若去掉导线2，a点的磁感应强度大小为

C.若将导线2中的电流反向，则a点的磁感应强度大小2B0

D.若将导线1中电流大小变为原来的3倍，b点的磁感应强度大小为B0

5.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根相同材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力的大小关系为

A.        B.

C.        D.

6.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入。经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W.关于该电吹风，下列说法正确的是

A.电热丝的电阻为55Ω

B.电动机线圈的电阻约为403Ω

C.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J

D.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J

7.如图所示，某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程，表头G的内阻Rg=500Ω，满偏电流Ig=1mA，表盘均匀划分为20格，每格表示0.05mA，改装为电压表时量程分别为3V和15V。关于该电表，下列说法中正确的是

A.测电压时，量程2大于量程1

B.测电压时，量程1表头每一小格表示0.15V

C.定值电阻

D.定值电阻

8.如图所示，竖直线，MN与PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O是MN上一，O处有一粒子源，某时刻放出大量速率均为v（方向均垂直磁场方向）、比荷一定的带负电粒子（粒于重力及粒子间的相互作用力不计），已知沿图中与MN成角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为

A.     B.    C.     D.

9.三个完全相同的小灯泡连接成如图甲所示的电路，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，四个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V1的示数为4.0V，以下说法正确的是

           甲                     乙

A.电压表V2的示数为2.0V

B.电源的输出功率为3W

C.电流表A2的示数为0.6A

D.电源的电动势一定为8V，内阻为5Ω

10.如图所示的电路中，若ab为输入端，A、B为输出端.现把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则

A.空载吋输出电压

B.AB间的负载R越小，越接近

C. AB间的负载R越大，越接近

D.当AB间接上负载R时，输出电压

11.利用霍尔效应制作的霍尔元件，被广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法正确的是

A.电势差UCD仅与材料有关

B.仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大

C.若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差

D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

12.如图甲所示，一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上，在图乙、丙、丁、戊中分别加大小相同方向不同的匀强磁场，导体棒ab均静止，则下列判断正确的是

甲              乙               丙               丁                戊

A.四种情况导体受到的安培力大小相等

B.乙图中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零

C.丙图中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零

D.丁、戊中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零

13.如图所示的电路中，D为理想二极管（具有单向导电性），闭合开关S接通电源后。一带正电小油滴恰好在平行板电容器中央静止不动，电源内阻不计，则下列说法正确的是

A.仅把开关S断开，油滴将下落

B.仅把电阻箱R1的阻值减小，油滴将上升

C.仅把电容器上极板稍水平右移，油滴将下落

D.仅把电容器上极板稍竖直上移，油滴仍静止不动

14.如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出，下列说法正确的是

A.微粒做圆周运动的半径为

B.从B点运动到D点的过程中微粒的重力势能与动能之和在C点最小

C.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先减小后增

D.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小

二、实验题（本题共2小题，共14分）

15.（6分）指针式多用电表是常用的电学测量仪器.请完成下列问题。如图甲所示为多量程多用电表的示意图，当接通1或2时，为        挡（选填“电流”“电阻”或“电压”），1的量程比2的量程       （选填“大”或“小”）；若选用倍率为“100”的欧姆挡测电阻时，表针所指位置如图乙所示，则所测电阻的阻值为       Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是

       （选填“10”“100”或“1k”）。

甲                          乙

16.（8分）某同学为测定金属丝的电阻率ρ.设计了如图甲所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0=4.0Ω，电源的电动势E=3.0V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。

甲               乙                   丙

（1）实验中用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示。则直径d=            。

（2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：

①将表中数据描在坐标纸中，作出其关系图线如图丙所示，图象中直线的斜率的表达式k=       （用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ=         Ω•m（保留两位有效数字）。

②根据图丙中关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r=         Ω（保留两位有效数字）。

三、解答题（本题共4小题，共44分。解答时请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给分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位）

17.（10分）如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF。

（1）开关S处于断开状态时，电容器的带电量是多少？

（2）当将开关S闭合后，求流过R1的电量为多少？并写出通过R1的电流方向。

18.（10分）如图所示为等臂电流天平。左臂所挂盘和砝码的总质量为m，右臂所挂矩形线圈的匝数为n，线圈水平边的长为L。下边处在磁感应强度大小为B，方向垂直线圈平面（纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通过大小为I、方向如图中所示的电流时，天平水平平衡。重力加速度为g，不计线圈重力。

（1）请导出用n、m、L、I、g计算B的表达式；

（2）已知挂盘和砝码的总质量为m=0.5kg，B=1.0T，L=0.1m，重力加速度g取10m/s2，天平平衡时线圈中的电流I为2.0A，求线圈的匝数。

19.（10分）如图所示，PQ和EF为水平平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒与导轨垂直，棒的质量为m=0.2kg，棒的中点用与棒垂直的细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度大小为B=2T，方向竖直向下，g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使物体保持静止，求棒中所通电流应满足的条件？

20.14分）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第IV象限存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B=2T、方向垂直于xoy平面向外，电场E1平行于y轴；在第II象限存在沿x轴正方向的匀强电场E2，已知场强E1、E2的大小相等。一可视为质点、比荷为的带正电的小球，从y轴上的A（0，0.2m）点以初速度v0水平向右抛出，经过x轴上的M（0.4m，0）点进入第IV象限，在第IV象限恰能做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，π=3.14。求：

（1）小球从A点抛出的初速度大小v0；

（2）小球第一次经过y轴负半轴的坐标；

（3）小球从A点出发到第三次经过y轴负半轴所用的总时间。

洛阳市2021—2022学年第一学期期中考试

高二物理试卷参考答案

一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。全部选对得3分，选对但不全者得2分，有选错或不答的得0分）

1.B  2.A  3.C  4.D  5.D  6.A  7.D  8.C  9.B

10.CD  11.BC  12.ABC  13.BD  14.AB

二、实验题（共14分）

15.（6分）电流（1分） 大（1分） 1100（2分）  1k（2分）

16.（8分）（1）0.400mm

（2）①    （）

①1.1（0.8~1.3均可）（每空2分）

三、解答题（本题共4小题，共44分）

17.（10分）

解：（1）S断开时，电阻R3两端电压为：

由得：

（2）S闭合后，外电阻为：

端电压为：

电阻R3两端电压为：

则流过R4的电量为：

流过R4的电流方向为b→a

18.（10分）

解：（1）由题可知，磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向向下，根据平衡条件有：

解得：

（2）由（1）可得：

代入数据，解得线圈匝数为：

19.（10分）

解：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向有

最大静摩擦力为：

水平方向，由于，所以安培力方向向左；

当电流最大时，摩擦力向右，有：

当电流最小，摩擦力向左，有：

联立解得：

由左手定则知电流方向应由a指向b。

20.（14分）

解：（1）小球在第I象限做平抛运动，由运动学规律得：

可得：

（2）设小球平抛到M点时的速度大小为v，方向与x轴正方向夹角为，竖直分速度为，则：

解得：

在第IV象限，洛仑兹力提供向心力，故：

解得轨道半径：

分析可知小球刚好经过半个圆周到达y轴的N点，如图所示。

由几何关系可知，N点的坐标为

（3）小球第一次在第IV象限运动的时间为：

接着，小球沿与y轴成夹角方向进入第II象限，由于电场力和重力大小相等，其合力恰与小球进入第III象限的初速度v方向相反，故小球在第III象限做类竖直上抛运动，则由牛顿第二定律可得：

由运动规律可知：

小球再次经过y轴，与y轴成夹角再次进入第IV象限，做匀速圆周运动经圆周到达y轴上的J点，小球第二次在第IV象限的运动时间为：

则小球从A点出发到第三次经过y轴负半轴所用的总时间为：