北京市中关村中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题

北京市中关村中学2022一2023学年第一学期期物理练习 高二物理 2022.11 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上， 在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 第一部分 一、单选题，共10题，每题3分，共30分。在四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 】在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线，导线的方向与磁场方向垂直。图3反映的是这 根导线受到的磁场力大小F与通过导线的电流/之间的关系，M、N两点各对应一组F、I的 致据。其中可能正确的是 M D 图3 2.有1、∥两根不同材料的电阻丝，长度之比为：h=1:5,横截面积之比为S:S=2:3,电阻之 比为R,:R22:5.则它们的电阻率之比为 叫：3 B.2:3 C3:4 D.8:3 3.关于电功W和电热2的说法正确的是 A.在任何电路中都有=U、QPR,且=Q 在任何电路中都有W=UU1、QPRu,但W不一定等于Q CW=UM、Q=PR1均只有在纯电阻电路中才成立 D.W=U不能计算电路生成的热量，Q=P!可以计算电路生成的热量 两二年饭（物理季杆）书1页（共8页） 4.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MW 平行，关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是 A线框有两条边所受到的安培力方向相同 B线框有两条边所受到的安培力大小相等 C整个线框有向里收缩的趋势 D.若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变 5现有规格为“220V36V"的排气扇，如图所示，排气扇电动机的线园电阻为402。当正常工作 时排气扇的 Λ通电电流计算式为2 40 A B输出功率计算式为P。6-器W C发热功率计算式为P-(品x40V D.电功率大于36W 6.如图，当开关S闭合后小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E. 内阻为，指示灯L的电阻为Ro,额定电流为I,电动机M的线团电阻为R,则 A.电动机的额定电压为RB电动机的输出功率为E/R C电源的输出功率为E/rD.整个电路的热功率为I(Ro+R防 7如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r。闭合开关S,在滑动变阻 器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是 A.电容器C上的电荷量增加 B电源的总功率变小 C电压表示数变大 电流表示数变大 8测定一节蓄电池的内阻"比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R0。采用如图 所示电路测量电动势和内阻产生系统误差的主要原因是 A电压表的分流作用 B.电流表的分流作用 C电流表的分压作用 D.电压表的分压作用 高二平饭（物厘今#）第2夏（共8页） 9利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器 A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是 A.充电过程中，电流表的示数逐浙增大后趋于稳定 :,充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C.放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D,放电过程中，电压表的示敌均匀减小至零 0.如图所示其中电流表A的量程为0-0.6A,表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A:R 1 的阻值等于电流表内阻的吃，R:的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表 示流过接线柱〡的电流值则下列分析正确的是 A将接线柱1、2接入电路时.每一小格表示0.04A B将接线柱1.2接入电路时每一小格表示0.02A 心将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01八 2 D将接线柱1、3接入电路时.每一小格表示0.06A 二、多选题，本部分共4题，每题3分，共12分。少选得2分，错选0分。 1.图1山所示的电路中，闭合开关S后，电流表的示数为020A。已知电源内阻r=1.02 电阻R=9.02.电流表和电压表均视为理想电表。下列说法正确的是 中，电压表的示数为18V B.电源的电动势为1.8V C.电阻R的电功率为0.4W S 0.电路消耗的总功率为0.4W 图11 高二年饭（物理学州）节3页（共8瓦） 12如图12所示，置于水平面上的两根金属导轨间距为L,分别与电源正、负极相连。导体 桂b放在导轨上且与导轨垂直，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方 向垂直于导体棒.且与导轨平面夹角为0。已知回路中电流为/，导体棒始投处于棉止状态。 关于导体棒的受力情况，下列说法正确的是 A安培力大小为0 B安培力大小为LB C静摩擦力大小为ILB cos0D.静摩擦力大小为ILB sin0 图12 13.如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场现有两个质量相等、所带电荷量大 小也相等的粒子a和b.先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入因形送 易区域它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻 力均可忽路不计，下列说法中正确的是 Aa、b两粒子所带电荷的电性一定不同 B射入圆形磁场区域时.a粒子的速率较头 G穿过这场区域的过程，a粒子运动的时间较长 D穿过您场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 I4图I4甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源E的路端电压U与电流/的关系图像 图7乙是该买验小组的同学通过实验作出的小 UN 40 06 灯泡L的/U图像。下列说法中正确的是 04 A=电源E的电动势约为3.0V 02 B电源E的内阻约为12.5 106 010203A 10203.0UV C电源E的路端电压为2V时.电源效 图14 率约为50% D将小灯泡L接在电源E两端组成闭合回路，此时小灯泡消耗的功岸约为023W 第二部分 三、实验题，共2小题，共20分。 高二平丝（物理宇种）书4页（共8页） 15.(6分)某实验小组在利用实验室提供的器材测量一种 A型P 金属电阻丝的电阻率时.先用多用电表欧姆挡粗测了金属 电阻丝的阻值.所使用的多用电表欧姆挡共有“×” ×10×100xIk"四个挡。实验小组的主要操作步骤有如 下三步：[请填写第.(2).步操作] 图15 (1)将红黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-插孔，选择×0倍率的欧姆挡： (3)把红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接，表针指在如图15中虚线①的位置。为了能 获得更准确的测量数据。应将倍率调整到欧姆挡的挡位；在一系列正确操作后表针指 在如图15中虚线②的位置，则该金属电阻丝阻值的测量值是2； 16.(I4分)在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为52、粗 细均匀金屈丝的电阻率。 ()用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图161所示 该次测量值为 mm. (2)实验小组的同学采用图16-2所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R,现有电源 (电动势为3.0V,内阻可忽略不计)，开关和导线若干，以及下列器材： A.电压表V,(量程0~3V.内阻约3k2) 10 B.电压表V,(量程0-15V.内阻约15k) C.电流表A,(量程0~3A,内阻约0.0252) 45 D.电流表A2(量程0-0.6A,内阻约0.1252) 图16-1 E.滑动变阻器R1(0-52.3A) F.滑动变阻器R2(0-10002.0.5A) 高二平（物理学朴）%5夏（共8夏） ①为减小量误差，在实验中，电压表应选用 电流表应选用一 滑动变 阻器应选用一。（选填各器材前的字母） ②图16-3是测量R的实验器材实物图.图中已连接了部分导线。请根据图16-2的电 路图.补充完成图163中实物间的连线。 g 图16-2 图16-3 (3)测量出金属丝直径为d、长度为L,电压表示数为U,电流表示数为1.则该金属丝 电阻率测量值的表达式p= 一。考虑电流表和电压表内阻引起的误差 该测量值真实值（选填“大于”或“小于》。 四、本题包括4小题，共38分。解答应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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17.(9分)如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为的同一斜面内，间距为L其下端有内 阻为：的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、 长度为L、电阻为【的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨 电阻。已知重力加速度为g。求： ()导体棒所受安培力F的大小和方向； (2)电路中的电流大小 (3)电源的电动势E 高二年饭（物理学什）多6夏（共8夏） 18.(9分)如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感 应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。 ()求粒子做匀速圆周运动的半径R xKxx×天x (2)求粒子做匀速圆周运动的周期T ×"×XXX (③)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个 ×××××X× B XXXXXXX 与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度￡的大小。 19.(9分)如图1所示用电动势为E、内阻为"的电源向滑动变阻器R供电。改变滑动变阻 器R的阻值路端电压U与电流I均随之变化。 0 图1 图2 (1)以U为纵坐标/为横坐标在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U1图像的示意图，并 说明U图像与两坐标轴交点的物理意义。 (2)a请在图2画好的U川关系图线上任取一点画出带网格的图形，以其面积表示此时电源 的输出功率： b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 高二年越（物理学4）第7页（共8页） 20(11分)对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在 联系.从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为L、电阻率为、横就面积为S的细金属直 导线.单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为c、质量为m。 (1)当该导线通有恒定的电流/时： ①请根据电流的定义.推导出导线中自由电子定向移动的速率， ②经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电 子后的剩余部分)的碰扭，该碰播过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等 效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的这 串成正比.比例系数为k,请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k的达式。 (2)将上述导线湾成一个闭合圆线图，若该不带电的圆线因绕通过圆心且垂直于线图平 面的结匀速卑转动，线圆中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化线因中会有 电流通过.这个现织首先由斯杂瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯茶瓦托尔曼效应.这 一现象可解释为当线圆转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线园中的金属 离子间产生定向的相对运动。取线国为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线 因中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电 力的作用 已知某次此线图匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F,根据上述模型回答下 列问题 ①求一个电子沿线园运动一图.该切线方向的力F做功的大小； 2推导该圆线圈中的电流'的表达式。Q / 高二平丝（物理什）装8页（头