精品解析：黑龙江省哈尔滨市第六中学2022-2023学年高二上学期12月期中考试物理试题

哈尔滨市第六中学2021级高二上学期第二次阶段检测（线上） 物理试题 一、单选题（本题4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法不正确的是（　　） A. 库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 B. 洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律，安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 C. 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应 D. 法拉第不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场 2. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O为圆心，一带电粒子从磁场边界圆上的A点以速度沿圆的半径方向射入磁场，经磁场偏转，粒子从P点射出磁场，，仅改变粒子从A点射入磁场的速度大小，改变后粒子从Q点射出磁场，，则改变后粒子的速度为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速。已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，两盒间的高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q。下列说法不正确的是（　　） A. 质子的最大速度与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加 B. 质子的最大动能为 C. 高频交变电源的频率 D. D形金属盒内无电场，两盒间无磁场 4. 平板电脑配置的皮套，在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，金属霍尔元件的上下两个表面均垂直于磁场方向放置，其中的1、2、3、4为霍尔元件的四个接线端。当开关和都闭合后，以下判断中正确的是（　　） A. 仅将电源、反向接入电路，P、Q两点间电势差不变 B. P点的电势低于Q点的电势 C. 当将变大并稳定后，P、Q两点之间电势差的绝对值变大了 D. 当将变大并稳定后，P、Q两点之间电势差的绝对值变大了 二、多选题（本题4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。） 5. 如图，小灯泡与电动机M并联，再与小灯泡串联接在电源上。闭合电键K，此时两盏小灯泡都刚好正常发光，且电动机正常转动。已知小灯泡额定电压6V、额定功率6W，小灯泡额定电压3V、额定功率9W，电源内阻，电动机内阻。则下列说法中正确的是（　　） A. 通过电动机M的电流为 B. 电源的电动势为 C. 电动机M的输出功率为 D. 电源内阻消耗的热功率为 6. 在如图所示电路中，，当变阻器的滑片P由中点向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A. 电源的输出功率减小 B. 电阻消耗的电功率增大 C. 电压表示数变小，电流表示数变大 D. 电压表示数变大，电流表示数变小 7. 质谱仪的工作原理如图所示。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场，不计粒子的重力，下列表述正确的是（　　） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里，该粒子带正电 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小 8. 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。一带电微粒从离EF为h的高处由静止下落，从B点进入无轨道场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出，圆形轨迹如图实线所示。则下列说法正确的是（　　） A. 微粒受到的电场力的方向可能竖直向上 B. 微粒做圆周运动的半径为 C. 从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小 D. 微粒还能回到释放点 三、实验题（本题2小题，9题8分，10题10分，共18分） 9. 某实验小组的同学在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，选取了一段10cm多一点的直金属丝用于实验的测量。通过游标卡尺测定其长度______cm，用螺旋测微器测定直径______mm；将多用电表的选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置，进行______调零（填“欧姆”或“机械”）后，再将两表笔与待测金属丝两端接触，测得金属丝的电阻约为______。 10. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材及代号如下： A．小灯泡L（3V、1.5W）； B．滑动变阻器R（0 ~ 10Ω，额定电流1.5A）； C．电压表V1（量程：0 ~ 3V，RV1约5kΩ）； D．电压表V2（量程：0 ~ 15V，RV2约10kΩ）； E．电流表A1（量程：0 ~ 0.6A，RA1约0.5Ω）； F．电流表A2（量程：0 ~ 3A，RA2约0.1Ω）； G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干。 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。 （1）为了减少误差，实验中应选电流表______电压表______。（填写器材前面的字母序号，如：A、B、C等。）实验电路图选______。 A． B． C． D． （2）根据所得到的小灯泡的相关数据描绘的伏安特性曲线如图所示，若将该小灯泡串联一阻值为2.0Ω的定值电阻后，接在电动势为3.0V、内阻为0.5Ω的电池两端，则此时小灯泡的实际功率为______W（保留一位有效数字）； （3）如果电压表只有V3（量程：0 ~ 1V，RV3= 5kΩ），需要串联一个阻值R = ______kΩ的电阻，才能改装成量程是0 ~ 3V的电压表，来更好地完成实验。 四、计算题（本题2小题，11题14分，12题20分，共34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） 11. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）导体棒受到的摩擦力大小。 （2）若斜面光滑，匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的最小值。 12. 如图所示，在的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场，在的空间中存在方向垂直xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，比荷，自y轴上的点以速率沿x轴正方向射入电场；然后经过x轴上的点进入磁场，经磁场偏转后，经过坐标原点O返回第一象限。已知，，不计粒子重力。求： （1）电场强度E的大小和磁感应强度B的大小； （2）粒子从点到纵坐标的位置所经历的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈尔滨市第六中学2021级高二上学期第二次阶段检测（线上） 物理试题 一、单选题（本题4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法不正确的是（　　） A. 库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 B. 洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律，安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 C. 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应 D. 法拉第不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场 【答案】B 【解析】 【详解】A．库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故A正确，不符合题意； B．安培发现了磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故B错误，符合题意； C．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，故C正确，不符合题意； D．法拉第提出电荷周围存在电场，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场，故D正确，不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O为圆心，一带电粒子从磁场边界圆上的A点以速度沿圆的半径方向射入磁场，经磁场偏转，粒子从P点射出磁场，，仅改变粒子从A点射入磁场的速度大小，改变后粒子从Q点射出磁场，，则改变后粒子的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设圆形区域半径为R，当粒子的速度为时，由几何关系可得，粒子做圆周运动的半径为 因洛伦兹力提供向心力，则有 改变粒子速度后，设速度大小为v，由几何关系可得，粒子做圆周运动的半径为 则有 联立解得 故选C。 3. 如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速。已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，两盒间的高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q。下列说法不正确的是（　　） A. 质子的最大速度与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加 B. 质子的最大动能为 C. 高频交变电源的频率 D. D形金属盒内无电场，两盒间无磁场 【答案】A 【解析】 【详解】A．质子出回旋加速器时的速度最大，此时的半径为R，则 故A错误； B．根据向心力公式 质子最大动能 联立解得 故B正确； C．回旋加速器能够加速粒子的条件就是粒子圆周运动的周期等于交变电流的周期，粒子圆周运动周期 所以 故C正确； D．D形金属盒内无电场，只有磁场，粒子做匀速圆周运动；两盒间无磁场，只有电场加速粒子。D形金属盒内外部是磁场-电场-磁场的拼接场，故D正确。 本题要求选择错误的，故选A。 4. 平板电脑配置的皮套，在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用。如图所示，金属霍尔元件的上下两个表面均垂直于磁场方向放置，其中的1、2、3、4为霍尔元件的四个接线端。当开关和都闭合后，以下判断中正确的是（　　） A. 仅将电源、反向接入电路，P、Q两点间电势差不变 B. P点的电势低于Q点的电势 C. 当将变大并稳定后，P、Q两点之间电势差的绝对值变大了 D. 当将变大并稳定后，P、Q两点之间电势差的绝对值变大了 【答案】A 【解析】 【详解】A．仅将电源、反向接入电路，磁场方向与电流方向均改变，所以P、Q电势高低关系不变；由于流过金属霍尔元件的电流大小不变，则电子定向移动速率v不变，根据 可得电势差绝对值 所以P、Q两点间电势差绝对值也不变，由前述分析可知P、Q两点间电势差不变，故A正确； B．根据右手螺旋定则，可知铁芯上端是N极，因此通过霍尔元件的磁场方向向下，又因电流方向从1到3，根据左手定则可知，电子向2位置偏转，则P点的电势高于Q点的电势，故B错误； CD．当将变大并稳定后，电流I变小，则电子定向移动速率v变小， 由于 可知电势差绝对值变小；当将变大并稳定后，磁感应强度B变小，则电势差变小，故CD错误。 故选A。 二、多选题（本题4小题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。） 5. 如图，小灯泡与电动机M并联，再与小灯泡串联接在电源上。闭合电键K，此时两盏小灯泡都刚好正常发光，且电动机正常转动。已知小灯泡额定电压6V、额定功率6W，小灯泡额定电压3V、额定功率9W，电源内阻，电动机内阻。则下列说法中正确的是（　　） A. 通过电动机M的电流为 B. 电源的电动势为 C. 电动机M的输出功率为 D. 电源内阻消耗的热功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．两盏小灯泡都刚好正常发光，由欧姆定律可得，小灯泡中的电流为 小灯泡中的电流为 则电动机中的电流为 故A错误； B．由闭合由路欧姆定律得 故B正确； C．电动机M的输出功率为 故C正确； D．电源内阻消耗的热功率为 故D错误。 故选BC。 6. 在如图所示电路中，，当变阻器的滑片P由中点向a端移动时，下列说法中正确的是（　　） A. 电源的输出功率减小 B. 电阻消耗的电功率增大 C. 电压表示数变小，电流表示数变大 D. 电压表示数变大，电流表示数变小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于，则外电阻大于内阻，当外电阻大于电源内阻时，随外电阻的增大，电源输出功率减小；当滑片P向a端移动时，外电路电阻增大，所以电源的输出功率减小，故A正确； BCD．当滑片P向a端移动时，电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知干路电流减小；又由可知，路端电压U增大，则电压表示数增大；因干路电流减小，则两端的电压减小，所以两端的电压增大，则流过的电流增大，电阻消耗的电功率为 可知电阻消耗的电功率增大；流过电流表的电流为 所以电流表示数变小，故BD正确，C错误。 故选ABD。 7. 质谱仪的工作原理如图所示。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场，不计粒子的重力，下列表述正确的是（　　） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里，该粒子带正电 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由于带电粒子被加速电场加速，可知该粒子带正电，或根据带电粒子进入磁场后向左偏转，根据左手定则可知粒子带正电；该粒子在速度选择器中，受到电场力方向水平向右，则洛伦兹力方向必须水平向左，该粒子才能通过速度选择器，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故AB错误； C． 粒子在速度选择器里面做匀速直线运动，根据平衡条件得 解得 故C正确； D． 根据洛伦兹力提供向心力 解得 粒子打在胶片上的位置越远离P，其做圆周运动的半径越大，粒子的比荷越小，故D正确。 故选CD。 8. 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。一带电微粒从离EF为h的高处由静止下落，从B点进入无轨道场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出，圆形轨迹如图实线所示。则下列说法正确的是（　　） A. 微粒受到的电场力的方向可能竖直向上 B. 微粒做圆周运动的半径为 C. 从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小 D. 微粒还能回到释放点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题知，带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力必定平衡，则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上，故A错误； B．由A项的分析可知 洛伦兹力提供圆周运动得向心力，则有 从h高处由静止下落，则进入复合场的速度为 联立得微粒做圆周运动的半径为 故B正确； C．由于电场力方向竖直向上，则微粒从B点运动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，则其电势能先增大后减小，故C正确； D．从D射出后回到D点速度大小不变，方向竖直向下，微粒将继续做匀速圆周运动，但洛伦兹力向右，不会回到出发点，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题2小题，9题8分，10题10分，共18分） 9. 某实验小组的同学在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，选取了一段10cm多一点的直金属丝用于实验的测量。通过游标卡尺测定其长度______cm，用螺旋测微器测定直径______mm；将多用电表的选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置，进行______调零（填“欧姆”或“机械”）后，再将两表笔与待测金属丝两端接触，测得金属丝的电阻约为______。 【答案】 ①. ②. #### ③. 欧姆 ④. 【解析】 【详解】[1]根据题意，由图可知，游标卡尺为10分度，且第5个小格与主尺对齐，则金属丝的长度为 [2]根据题意，由图可知，螺旋测微器测定直径为 [3][4]每次换挡后必须进行欧姆调零，不用机械调零；因选用“×10”的挡位，由图可知示数为，则电阻为 10. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材及代号如下： A．小灯泡L（3V、1.5W）； B．滑动变阻器R（0 ~ 10Ω，额定电流1.5A）； C．电压表V1（量程：0 ~ 3V，RV1约5kΩ）； D．电压表V2（量程：0 ~ 15V，RV2约10kΩ）； E．电流表A1（量程：0 ~ 0.6A，RA1约0.5Ω）； F．电流表A2（量程：0 ~ 3A，RA2约0.1Ω）； G．铅蓄电池、开关各一个，导线若干。 实验中要求加在小灯泡两端的电压可连续地从零调到额定电压。 （1）为了减少误差，实验中应选电流表______电压表______。（填写器材前面的字母序号，如：A、B、C等。）实验电路图选______。 A． B． C． D． （2）根据所得到的小灯泡的相关数据描绘的伏安特性曲线如图所示，若将该小灯泡串联一阻值为2.0Ω的定值电阻后，接在电动势为3.0V、内阻为0.5Ω的电池两端，则此时小灯泡的实际功率为______W（保留一位有效数字）； （3）如果电压表只有V3（量程：0 ~ 1V，RV3= 5kΩ），需要串联一个阻值R = ______kΩ的电阻，才能改装成量程是0 ~ 3V的电压表，来更好地完成实验。 【答案】 ①. E ②. C ③. C ④. 0.8 ⑤. 10 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]由题意可知，额定电压为3V，故电压表选择C；灯泡的额定电流为0.5A，故电流表应选择E；由U—I图中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，因此滑动变阻器应采用分压接法；灯泡电阻5Ω，电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，故应选用C图中的电路图进行实验； （2）[4]将阻值为2.0Ω的定值电阻等效到电源后，电动势3.0V、内阻2.5Ω，在灯泡伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，如图所示 两图的交点表示灯泡的工作点，则可知，灯泡电压为2.0V，电压为0.4A，则灯泡的功率 P = UI = 2 × 0.4W = 0.8W （3）[5]根据题意，把V3（量程：0 ~ 1V，RV3= 5kΩ），改装成量程是0 ~ 3V的电压表，需串联一个电阻R，则有 解得 R = 10kΩ 四、计算题（本题2小题，11题14分，12题20分，共34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） 11. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）导体棒受到的摩擦力大小。 （2）若斜面光滑，匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的最小值。 【答案】（1）0.06N；（2）0.4T 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得 导体棒受到的安培力 对导体棒受力分析如图所示 将重力分解，有 所以，根据平衡条件得 解得 （2）当导体受安培力沿斜面向上时，安培力最小，则有 解得 12. 如图所示，在的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场，在的空间中存在方向垂直xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，比荷，自y轴上的点以速率沿x轴正方向射入电场；然后经过x轴上的点进入磁场，经磁场偏转后，经过坐标原点O返回第一象限。已知，，不计粒子重力。求： （1）电场强度E的大小和磁感应强度B的大小； （2）粒子从点到纵坐标的位置所经历的时间t。 【答案】（1）5000V/m，1000T；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子在第一象限做类平抛运动，沿x轴方向位移为，沿y轴方向位移为，设粒子在间的运动时间为，则 联立解得 粒子到达时速度沿x方向的分量仍为，表示速度和x轴的夹角，根据类平抛运动特点，速度反向延长线过水平位移中点，则有 解得 则入射到磁场时粒子速度为 粒子在磁场中运动轨迹如图所示 设轨迹半径为r，根据几何关系可得 可得 洛伦兹力提供向心力有 解得 （2）粒子在间的运动时间为 粒子第一次在磁场中运动的时间为 粒子从坐标原点O返回第一象限后，第一次到纵坐标的位置所经历的时间为 所以粒子从点到纵坐标的位置所经历的时间t 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $