山东省青岛第二中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题（原卷版）

第1页/共1页青岛二中2021—2022学年度第一学期期中考试高二物理试题第Ⅰ卷（选择题：共40分）一、单项选择题：本题共8小题。每题3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意。1.法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是（）A.用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转C.线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转2.在如图所示图像中，Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，Ⅱ为某电阻两端电压与电流的关系图线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路，由图像可知下列说法错误的是（）A.电源的电动势为，内阻为B.电阻R的阻值为C.电源的输出功率为D.电源的效率为3.单匝矩形线圈放在随时间正弦变化磁场中，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O~D过程中以下描述正确的是（）A.线圈中O时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4V4.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中产生逆时针方向（俯视）感应电流的是（）A.线圈a B.线圈b C.线圈c D.线圈d5.如图所示为一个质量为、电荷量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环向右的初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度一时间图象可能是如图中的（）A. B.C. D.6.回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（）A.若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大B.若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短C.若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当减小才能正常工作D.需要改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器才能用于加速α粒子7.如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于（为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为（）A. B. C. D.8.如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，上表面段光滑，段粗糙且长为，左端处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为。质量为的小滑块以速度从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落。则（  ）A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为C.弹簧恢复原长时滑块的动能为D.滑块与木板间的动摩擦因数为二、多项选择题：本题共4小题。每题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分。9.如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下落，不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中（）A.重力的冲量相同B.斜面弹力的冲量均为零C.斜面弹力冲量不同D.合力的冲量不同10.如图所示，在光滑绝缘水平地面上相距为L处有两个完全相同的带正电小球和，它们的电荷量分别为和，质量分别为和。现由静止释放球，同时球以大小为的速度沿两小球连线方向向球运动，运动过程中，两球始终没有相碰，下列说法正确的是（）A.两球运动过程中的加速度大小之比始终为B.两球组成的系统合外力为零，机械能守恒C.两球最近时，球的速度为D.球速度最小时，系统电势能增量为11.日本福岛核电站核泄漏事故，使碘的同位素131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素，如图所示，电荷量均为的碘131和碘127质量分别为和，它们从容器A下方的小孔进入电压为U的加速电场（入场速度忽略不计），经电场加速后从小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．下列说法正确的是（）A.磁场的方向垂直于纸面向外B.碘131进入磁场时的速率为C.碘131与碘127在磁场中运动时间差值为D.打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为12.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是（）A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B.自行车的车速越大，霍尔电势差越高C.图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小第Ⅱ卷（非选择题：共60分）三、实验题：本题共2小题，共26分。13.某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。（1）本实验必须测量的物理量有________；A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的质量分别为C．小球a、b的半径rD．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCF．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h（2）小球a、b的质量应该满足关系______________；（3）碰后小球a、b的落地点依次是图中水平面上的________点和_________点。（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是____________；（5）如果两球相碰有较大的动能损失，即不是弹性碰撞，那么以上验证式还成立吗？_________（填“成立”或“不成立”）14.某同学要用电阻箱和电压表测量水果电池组的电动势和内阻。考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约，内阻约）、双向电压表（量程为，内阻约为）、电阻箱（）、滑动变阻器（），一个单刀双掷开关及若干导线。（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：①将的滑动触头滑至最左端，将拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节的滑动触头，使电压表示数达到满偏；③保持______不变，调节，使电压表的示数达到_______；④读出电阻箱的阻值，记为，则电压表的内阻=________。（2）若测得电压表内阻为，可分析此测量值应_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关拨至2位置，将的滑动触片移到最________端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为，作出图象，则可消除系统误差，如图所示，其中纵截距为，斜率为，则电动势的表达式为_______，内阻的表达式为__________。四、计算题：（本题共3小题，34分，每小题写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15.如图所示，两根光滑直金属导轨MN、PQ平行倾斜放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角=37°，两轨道之间的距离L=0.5m．一根质量m=0.2kg的均匀直金属杆出放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与曲杆垂直的匀强磁场中．在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6的直流电源和电阻箱R．已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m／s2．金属杆ab始终静止在导轨上．(1)如果磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.3T，求电阻箱接入电路中的电阻R；(2)如果保持(1)中电阻箱接入电路中的电阻R不变，磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向．16.如图所示，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ．一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限．不计粒子重力．求：（1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小；（2）电场强度的大小；（3）磁场Ⅰ磁感应强度的大小．17.如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨右端处与水平传送带相连接，传送带长度，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率沿顺时针方向匀速传送。三个质量均为的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块A以初速度沿B、C连线方向向B运动，A与B