2022～2022学年第一学期期中测试试题高二物理（选修）考试时间100分钟，满分120分第Ⅰ卷（选择题共42分）一．单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共18分．每小题只有一个选项符合题意．将正确选项填涂在答题卡上相应位置．1．如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr22．磁体对磁体、电流、运动电荷的作用是通过磁场施加的，关于磁场、磁感应强度和磁感线，下列说法正确的是（）A．若一段通电直导线在磁场某处不受磁场力，则该处磁感应强度为零B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C．磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向D．地球也有磁场，地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的3．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过逆时针方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．下列说法中正确的是( )A．线圈只有bc边受到安培力B．线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内C．若电流大小不变而方向反向，线圈仍保持平衡状态D．若发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡4．两个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表A1、A2.已知电流表A1量程大于A2的量程，改装好后把它们按图接入电路，则（）A．电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角B．电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角C．电流表A1的读数等于电流表A2的读数-9-\nD．电流表A1的读数小于电流表A2的读数5．如图所示，一个质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，由静止经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP＝x，能正确反映x与U之间关系的是( )A．x与成正比B．x与成反比C．x与U成正比D．x与U成反比6．一根导线两端加上电压U，导体中自由电子定向移动的平均速率为v，现将导线均匀拉长至横截面半径为原来的，然后两端加上电压U，则导线中自由电子定向移动的平均速率为（）A.B.C.D.二．多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．7．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A．加5V电压时，导体的电阻为5ΩB．加12V电压时，导体的电阻为24ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小8．两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力，下列说法正确的有( )A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的长D.a在P上的落点与O点的距离比b的近9．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷量减少D．电流表读数变小，电压表读数变大-9-\n10．如图所示，光滑倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的金属杆ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时，金属杆ab恰好静止，则ab所受安培力F( )A．方向垂直ab杆沿斜面向上B．方向垂直ab杆水平向右C．D．F＝BILcosα11．如图所示，为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据做出的路端电压与电流强度的关系图线，C、E分别时图像上D点对应的纵坐标、横坐标，A、B为图像纵截距与横截距，由图可知（）A．比值表示外电路电阻B．比值表示电源内电阻C．比值表示电源效率D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率12．如图所示，带电平行板间匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动.现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内( )A．小球的重力势能可能会减小B．小球的机械能可能不变C．小球的电势能一定会减少D．小球动能可能减小第Ⅱ卷（非选择题共78分）三．简答题：本题共2小题，共30分．把答案填在答题卡相应的位置或按要求作答．13．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有下列器材：“3V，0.85W”的小灯泡、电流表A（0-0.6A，内阻约为0.1Ω）、电压表V（0-3V，内阻约为4kΩ）、滑动变阻器R（0-10Ω，2A）、电源、开关和若干导线．实验要求保证器材的安全，灯泡两端的电压能从零连续调节，测量结果尽量准确．（1）设计一个合理的电路，并在图甲的方框内画出电路图-9-\n▲▲▲图甲图乙（2）根据设计的电路，用笔画线代替导线，把图乙中实验仪器连接成完整的实验电路（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的数据，在图丙中画出小灯泡的U-I特性曲线．（4）若继续调节滑动变阻器滑片位置，使伏特表示数为3V，记下此时电流表示数，并计算得出小灯泡的电压为3v时实际功率，这个值与额定功率比将▲（选填“偏小”或“偏大”）．14．（18分）实验器材有：一节干电池E，变阻箱R，定值电阻R0，电流表A，开关S，导线若干．某同学设计了如图甲所示的电路图测量该电源的电动势和内阻，(1)因定值电阻R0大小未知，需先用多用表测量R0，此时应将开关S置于▲状态（选填“断开”或“闭合”），多用表机械调零后将选择开关-9-\n旋转到电阻档“×100”的位置，再将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针与左侧“0”刻线夹角过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按▲的顺序进行操作（选择各步骤前的字母），再完成测量．A．将K旋转到电阻挡”×1K”的位置B．将K旋转到电阻挡”×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行调零校准．图乙图丙（2）闭合S后，发现电流表无示数．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至▲（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．（3）合上开关S，用（2）中调节好的多用电表进行排查，在图甲中，若只有a、b间断路，则应发现表笔接入a、b时指针▲（选填“偏转”或“不偏转”）．(4)合上开关S，改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流值I，根据实验数据作出图象如图丙所示．已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，定值电阻R0已知，电流表内阻不计，则此电池的电动势E=▲，内阻r=▲．(结果用字母k、b、R0表示)四．计算或论述题：本题共3小题，共48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．15．（15分）如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离d，磁场磁感应强度的大小为B．电荷量e的电子从左边界上以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界飞出，飞出时速度方向与右边界的夹角为30º．重力的影响忽略不计．（1）电子的质量是多少？-9-\n（2）穿过磁场的时间是多少？（3）若改变初速度大小，使电子刚好不能从A边射出，则此时速度v是多少？16．（16分）如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1Ω，限流电阻R0=4.9Ω，闭合开关后，因蹄形磁铁两极间有磁场，又由于粘滞阻力，最终液体将匀速转动，此时理想电压表的示数为1.5V，若已知玻璃皿中两电极间导电液体的等效电阻为R=1Ω，求：（1）流过液体中电流的大小（2）液体的电热功率（3）液体匀速转动的机械功率17．(17分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．某型号的回旋加速器的工作原理如图所示．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝间距很小，质子从粒子源A处（D形盒圆心）以零初速度进入加速电场．已知磁场的磁感应强度为B，D形盒半径为R，质子质量为m、电荷量为+q，加速器接一定频率高频交流电源，其电压为U．若不考虑相对论效应、粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间．求：（1）交流电源的频率是多少．（2）质子被加速后获得的最大动能.（3）试推理说明：为何增大电压U能减少质子在D型盒内运动的总时间t?-9-\n2022-2022学年第一学期期中测试试题高二物理（选修）参考答案及评分标准一．单项选择题：1．B2．C3．D4．B5．A6．C二．多项选择题：7．AD8．ACD9．BD10．BC11．AD12．AC三．简答题：13．（12分）（1）（2）(3)(4)偏大14．（18分）（1）断开，ADC(2)C(3)偏转(4)四．论述和演算题：15．（15分）解：（1）电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上，设为O点。由几何知识可知，所对圆心角，OB为半径r（2分）又由（2分）得（1分）（2）由于所对圆心角是30°，因此穿过时间（2分）-9-\n由于（2分）故（1分）（3）画图知,（2分）由（2分）得（1分）16．（16分）(1)（3分）得（2分）(2)（5分）(3)（3分）（3分）17．（17分）解：（1）根据回旋加速器的原理，每转一周粒子被加速两次，交流电完成一次周期性变化，粒子作圆周运动的向心力公式（2分）所以周期（2分）所以，交流电源的频率得：（1分）（2）质子加速后的最大轨道半径等于D型盒的半径，由洛伦兹力提供向心力得粒子的最大运行速度；（2分）质子获得的最大动能：（2分）得（2分）-9-\n（3）质子完成一次圆周运动被电场加速2次，（2分）经过的周期个数为：（1分）质子在D型盒磁场内运动的时间:即（2分）质子在狭缝内运动的时间:，可见U越大，越小（1分）-9-
