重庆市第一中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题

重庆市第一中学2022-2023学年高二上学期期中考试

物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．关于磁场和电场，下列说法正确的是（ ）

A．电场线是闭合曲线，磁感线是不闭合曲线

B．某点的磁场方向与该点的正电荷所受磁场力方向相同

C．将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力则此处磁感应强度一定为0

D．将一试探电荷放在电场中，若电荷不受电场力则此处电场强度一定为0

2．一个条形磁铁放在桌面上，磁铁左上方固定一个垂直纸面方向的长直导线，当导线中有电流流过时，磁铁对桌面的压力减小但仍保持静止，则下列说法正确的是（ ）

A．电流方向指向纸面内侧，磁铁受到向左的摩擦力

B．电流方向指向纸面内侧，磁铁受到向右的摩擦力

C．电流方向指向纸面外侧，磁铁受到向左的摩擦力

D．电流方向指向纸面外侧，磁铁受到向右的摩擦力

3．将一根长为L的直导线，从13处折成夹角为60，将导线放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所在平面与磁场垂直，则当导线中通以大小为I的电流时，磁场对导线作用力的大小为（ ）

A．BIL B．12BIL C．33BIL D．32BIL

4．质量为m，带电小球在水平方向的磁场中开始下落，已知初始的下落高度为h，经过时间t下落到地面，达到地面时速度大小为v，下列说法正确的是（ ）

A．下落过程中，洛伦兹力做负功 B．小球到达地面时的速度2vgh

C．下落过程中小球机械能不守恒 D．小球下落的时间t2hg 5．一个带电荷量为q的小球，从两竖直的带电平行板上方h处从静止开始释放，两极板间存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度为B，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是（ ）

A．一定做直线运动 B．一定做曲线运动

C．有可能做匀加速运动 D．有可能做匀速运动

6．在x轴上的M点和N点分别固定电荷量为q1和q2的点电荷，则x轴上M、N之间的电势分布如图所示，P为MN间电势最低点且P距离N更近，则下列说法正确的是（ ）

A．q1为正电荷，q2为负电荷 B．q1电荷量小于q2

C．P点处电场强度最大 D．N点的右侧存在电势与P相同的点

7．用来加速带电粒子的回旋加速器的结构示意图如图甲所示，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。从静止加速的带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（ ）

A．粒子在t1至t2和t2至t3时段的轨道半径之比为2：3

B．加速电压越大，粒子最后获得的动能越大 C．加速电压越大，t1越小

D．高频电源的频率211ftt

8．如图所示，一段长方体金属导电材料，左右两端面的边长为a和b内有带电量为e的自由电子，已知该导电材料单位体积内自由电子数为n；导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，导电材料上、下表面之间的电势差U上下为（ ）

A．IBneb B．IBneb C．IBnea D．IBnea

二、多选题

9．两个带等量正电荷的点电荷，固定在P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于点O，a、b为中垂线上两点，c、d为PQ连线上两点，a、b、c、d四点与O点距离相等，将带负电的试探电荷1从a由静止开始释放，之后将带正电的试探电荷2从c由静止开始释放，不计重力，下列说法正确的是（ ）

A．试探电荷1由a向O的运动过程中加速度一定一直减小

B．试探电荷1由a向O的运动过程中电势能逐渐减小

C．试探电荷2运动到d点时速度为0 D．试探电荷2运动到O点时电势能最大

10．地球可以看作一个巨大的磁体，产生的磁场可以使太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转而非直射地球，保护了地球上的生命。此外，宋代的沈括在《梦溪笔谈》中记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。关于地磁场，下列说法正确的是（ ）

A．在重庆歌乐山顶自由悬挂一枚小磁针，静止后小磁针N极指向南方

B．地磁的南北极与地理的南北极不重合，地磁的北极在地理的北极附近

C．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极

D．对直射赤道地面的高能质子流，在地磁场的作用下将向东偏转

11．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，两个定值电阻阻值为R，滑动变阻器最大阻值为2R，两个电表均为理想电表，滑动变阻滑片P从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．电流表读数I先增大后减小 B．电压表读数U先增大后减小

C．电压表读数U与电流表读数I的比值UI不变

D．电压表读数的变化量U与电流表读数的变化量I的比值UI不变

12．如图所示，MWO为圆心角为60°的扇形区域，O为圆心，半径为R，P点为圆弧MN的中点，区域内有垂直指向纸面外侧的匀强磁场，完全相同的两个粒子a和b以相同的速度从M点和P点进入磁场区域，速度方向与OP成60°角。已知粒子a刚好从N点离开磁场，则下列判断正确的是（ ）

A．粒子a和b带正电荷 B．粒子a和b在磁场中做圆周运动的半径为R

C．粒子b也刚好从N点离开磁场 D．粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为2:1

三、实验题

13．甲乙两位同学想要测量一个量程为3V的电压表V1的内阻（约为几千欧），除了待测电压表，提供的器材还有：

A．电阻箱R（最大阻值9999.9Ω）

B．滑动变阻器R1（最大阻值50Ω）

C．滑动变阻器R2（最大阻值500Ω）

D．量程为6V的电压表V2（内阻约为几千欧）

E.直流电源E（电动势4V） F.开关一个，导线若干

（1）甲同学根据提供的器材，设计了如图甲所示电路。电路中滑动变阻器应选用___________（填“R1”或“R2”）。实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，电阻箱的电阻调为零，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2V，若此时电阻箱的示数为500Ω，则电压表的内阻为___________；

（2）小李同学设计了如图乙所示的电路。实验时，将电路图中的滑动变阻器滑片移到最左端，闭合开关S，调节滑动变阻器，同时调节电阻箱，使两个电压表均有合适的示数，若电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电阻箱的阻值为R，则电压表V1的内阻为___________；

（3）经过分析可知，实验方案存在系统误差的是___________（填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。

14．实验室里有一蓄电池，小明尝试测量蓄电池的电动势和内阻，实验室里可以使用的器材如下：

A．待测蓄电池（电动势约为6V，内阻约为10Ω）

B．滑动变阻器R（最大阻值10Ω）

C．电压表V（量程0-3V，内阻约1000Ω）

D．电流表A1（量程0-40mA，内阻45Ω）

E.电流表A2（量程3A，内阻约9Ω）

F.定值电阻R1（阻值5Ω）

G.定值电阻R2（阻值50Ω）

H.开关、导线若干

（1）小明设计了如图甲所示实验电路图，为了保证实验测量的精度，图甲中的定值电阻应当选择___________（填仪器前面字母序号）

（2）按照电路图连接好实验电路后，闭合开关，调节滑动变阻器阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的实验数据绘制成了如图乙所示的U-I图像。则由图乙可以计算得到，电源的电动势为___________，电源的内阻为___________。（结果均保留两位有效数字）

（3）小明设计的实验方法___________（填“存在”或“不存在”）系统误差。

四、解答题

15．质谱仪的基本构造如图所示。待测离子束经过速度选择器（其中有相互垂直的电场E和磁场B）进入匀强磁场0B区域方向偏转而折回，打到胶片上被记录下来。已知离子束的质量为m，电荷量为q。

（1）若偏转的距离l已知，求离子的质量。

（2）一次实验中氧离子的偏转距离为30cm，另一种氧的同位素离子的偏转距离为33.75cm。已知氧离子的质量为0m，则另一种同位素离子的质量是多少？

16．如图，两根倾斜光滑金属导轨M、N与地面的夹角37，两导轨间距为1md，金属棒ab的质量为0.1kgm，接入电路部分电阻为1r，放在导轨上且与导轨垂直。导轨上端接一电阻，阻值11R。磁场的磁感应强度大小为1TB，方向垂直导轨平面向下，电源的电动势为4VE，内阻不计，R为滑动变阻器，调节滑动变阻器，使金属棒在导轨上静止。（210m/sg，sin370.6）

（1）滑动变阻器的阻值为多少？

（2）若将磁场方向改为竖直向下，刚改方向瞬间，求金属棒的加速度大小？

17．边长为L的正方形区域内有场强为E0的匀强电场，方向垂直于x轴向上，O为正方形左边界的中点，如图甲所示。某种带正电的粒子从O点以速度v0沿+x方向射入电场后，恰好从电场上边界的中点A射出电场，整个环境为真空且忽略粒子重力。

（1）求该带电粒子的比荷qm；

（2）将原匀强电场区域改为如图乙所示的交变电场，周期为002LTv，场强方向向上为正。大量的上述粒子仍然以速度v0从O点沿+x方向持续射入有界电场，所有粒子恰好全部能从右边界离开电场，求图乙中E1的值；（忽略粒子间的相互作用力）

（3）在图甲中电场右边存在一个边长为L的正三角形匀强磁场区域（边界与CN重合），磁感强度0036EBv，方向垂直纸面向里，在（2）中从电场右边界离开电场的粒子经过磁场后会打在CD边部分区域，求该区域长度。

18．在如图所示的空间中，存在着指向y轴正方向的磁场，磁感应强度B=1.5T。一质量为m=10g的小球在空间中做匀速直线运动，小球所带电荷量为q=2×10-3C，取g=10m/s2。

（1）若小球的运动方向沿x轴负方向，问小球所带的电荷性质与运动速度大小。

（2）保持（1）中的小球和磁场不变，沿着x轴正方向加上强度为503V/mE的匀强电场。若已知小球的运动方向在xoz平面内，求小球的运动速度大小和方向。

（3）磁场、电场与（2）相同，小球以另一速度在空间做匀速直线运动（轨迹不在xoz平面内），当其运动到O点时撤去电场和磁场。此后小球在运动过程中的最小动能是原动能的一半，求小球再次到达xoy平面的坐标。