2021-2022学年天津市五校联考高二（上）期末考试物理试题

2021～2022学年度第一学期期末五校联考高二物理出题学校：静海一中蓟州一中一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分，每小题的四个选项中，只有一个是正确的）1.以下物理课本上的图例，没有用到控制变量法的实验是（） A.研究影响平行板电容器的影响因素 B.通过图分析电容器放电掂量C.探究导体电阻与其影响因素的定量关系 D.研究磁场对通电导线作用力影响因素2.某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上两块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图。若线框逆时针转动（俯视），下列说法正确的是（）A.线框在外太空运行的空间站里不能转动B.线框转动稳定时靠地磁场驱动C.若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变D.磁铁导电且与电池负极接触的一端是极3.如图所示，实线为某一点电荷所形成的一簇电场线，、、三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从点射入电场的运动轨迹，其中虚线为一垂直电场线的圆弧，，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力及相互作用力。以下说法正确的是（）A.由于，故B.对应粒子的速度在减小，电势能在增大C.、对应粒子的动能都在增大，电势能都在减小D.对应粒子的加速度越来越小，对应粒子的加速度越来越大，对应粒子的加速度大小不变4.2021年国庆后，华为青年才俊“稚晖君”设计制造机器人缝纫葡萄的视频风靡全网，在他身上体现了新时代中国风华正茂的青少年们自信专注向上的风采。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它接在电动势为，内阻为的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（）A.电动机消耗的热功率为 B.电源的输出功率为C.电源的效率为 D.电动机消耗的总功率为5.减少对化石燃料的依赖是人类削弱温室效应的重要方法，对替代能源的探索正在加快进行，我国在太阳能利用方面居于领先地位。硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象（电池内阻不是常数），图线是某电阻的图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（）A. B. C. D.二、不定项选择题（本题共3小题，每题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，都有多个是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（）A.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说B.奥斯特在实验中观察到电磁感应现象，该现象解释了电和磁之间存在联系C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化7.如图所示，、和都是定值电阻，是滑动变阻器，和是两理想电压表，闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是（）A.电压表示数减小B.电压表示数减小C.电阻消耗的电功率增大D.电压表示数的变化量的绝对值小于电压表示数的变化量的绝对值8.如图所示，下列说法正确的是（）A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加电压即可B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的负极，极板是发电机的正极C.图丙是速度选择器，能够对从右向左沿中线射入的带电粒子（不计重力且只受电场和磁场的作用）进行选择D.图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大三、填空题（本题共2小题，每空2分，共14分）9.（1）某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻（圆柱体的电阻约为）。①如图所示，使用螺旋测微器测其直径为__________。②除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，为了在设备安全的情况下多测几组实验数据，电压表应选，电流表应选___________，滑动变阻器应选__________。（填写器材前对应的序号字母）A.电压表（量程，内阻约为） B.电压表（量程，内阻约为）C.电流表（量程，内阻约为） D.电流表（量程，内阻约为）E.滑动变阻器（，） F.滑动变阻器（，）G.的干电池两节，内阻不计 H.开关，导线若干③请选择下图所设计实验电路图中最为合理的一幅（）A. B. C. D.（2）某同学设计实验测量一块铭牌数字模糊电池的电动势。①他先用多用表直流电压档直接接在该电池两极粗测电动势，读数如图甲，读出电源电动势为_______；②为了更准确地测量该电池的电动势，他从实验室里找到了下列实验器材：A.电流表，量程，内阻B.电流表，量程，内阻C.滑动变阻器（）D.定值电阻E.定值电阻F.开关一个、导线若干③该同学设计了如图乙所示的实验电路：a.定值电阻应当选择____________；（填“”或“”）b.闭合电键，调整滑动变阻器触头位置，把电流表的读数记做，电流表的读数记做，记录多组实验数据如下：组别1234560.540.480.430.390.370.35022.939.151.561.369.1c.在坐标系中描点，并做出该电路的图像如图丙。d.根据图丙得该电池的电动势__________（结果保留两位有效数字）四、计算题10.（12分）如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取。求：（，）（1）该电荷带正电还是带负电，电场强度的大小；（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过时小球的速度大小及方向。（3）若将原电场方向改为竖直向上，大小保持不变，求小球从图示位置由静止释放后运动过程细线的最大拉力。11.（16分）如图所示，将某正粒子放射源置于原点，其向各方向射出的粒子速度大小均为、质量均为、电荷量均为.在的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与轴正向相同，在的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于平面向里.粒子离开电场上边缘时，能够到达的最右侧的位置为.最终恰没有粒子从的边界离开磁场（不计粒子重力以及粒子间的相互作用）.求：（1）电场强度；（2）磁感应强度；（3）再次进入电场前，粒子在磁场中运动的最长时间。12.（18分）如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场。质量为，电量为的粒子在环中作半径为的圆周运动。、为两块中心开有小孔的极板，初始两板电势均为零，每当粒子飞经板通过小孔进入两板间时，板电势升高为，板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速。每当粒子穿过板小孔时，板电势又降为零。粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变（不计粒子重力，且不考虑因速度变化引起的相对论效应已知）。则：（1）设时粒子静止在板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈。求粒子绕行圈回到板时获得的总动能；（2）为使粒子始终保持在半径为的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增。求粒子绕行第圈时的磁感应强度；（3）在图中画出板电势与时间的关系图，并写出必要的理论依据。（从起画到粒子第四次离开板时即可）（4）在粒子绕行的整个过程中，板电势是否可始终保持为？为什么？2021～2022学年度第一学期期末五校联考高二物理参考答案一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分，每小题的四个选项中，只有一个是正确的）题号12345答案BDDCA二、不定项选择题（本题共3小题，每题5分，共15分，每小题给出的的四个选项中，都有多个是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）题号678答案ADADBD三、填空题（本题共2小题，每空2分，共14分）11.（1）①1.847（1.846~1.848均可）②CE③C（2）①3.6③a.d.3.8-3.9均可四、计算题12.（12分）解：（1）由于小球静止时偏向左边，受电场力水平向左，所以该小球带负电 （1分）对小球，由平衡条件可得 （1分）解得电场强度的大小为 （1分）（2）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为 （1分）由牛顿第二定律得 （1分）由速度-时间公式得代入数据解得 （1分）方向与竖直方向夹角为斜向下； （1分）（3）通过分析可知在复合场中小球受到的合力方向是竖直向下，根据运动情况分析得知在最低点的时候所受的压力最大，由初始位置到最低点利用动能定理： （2分）到达最低点时，由牛顿第二定律得： （2分）得： （1分）13.（16分）解：（1）沿轴正方向发射的粒子类平抛运动 （1分） （1分） （1分）联立可得： （1分）（2）沿轴正方向发射的粒子射入磁场前 （1分）而 （1分）联立可得：则可得射入磁场时的速度大小 （1分）因为 （1分）所以方向与水平成，斜向右上方， （1分）粒子在磁场中做匀速圆周运动 （1分）此粒子轨迹恰与上边缘相切，则其余粒子均达不到边界，由图可知： （1分）联立可得： （1分）（3）粒子运动的最长时间对应最大的圆心角，经过恰与上边界相切的粒子轨迹对应的圆心角最大，由几何关系可知圆心角为： （1分）粒子运动周期 （1分）则最长时间 （1分） （1分）14.（18分）解：（1）粒子每经狭缝一次，加速一次，增加动能，故绕行圈（经次加速）回到板时获得的总动能为 （2分）（2）由 （2分） （2分）得粒子绕行圈时，磁场磁感应强度递增至 （2分）（3）、间距离远小