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沈阳二中2022-2021学年度上学期期中考试
高二（16届）物理试题
说明：1.测试时间：90分钟 总分：100分
2.客观题涂在答题卡上，主观题答在答题纸上
第I卷 （48分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每个小题所给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1.指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（ ）
A.导线南北放置，通有向北的电流
B.导线南北放置，通有向南的电流
C.导线东西放置，通有向西的电流
D.导线东西放置，通有向东的电流
2.在争辩微型电动机的性能时，应用如图所示的试验电路．当调整滑动变阻器R并把握电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调整R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）
A．32W B．44W C．16W D．48W
P
x
y
Q
R
3.如图所示，三根通电直导线P、Q、R相互平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面对里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r，I为通电导线的电流强度，r为距通电导线的距离的垂直距离，K为常数；则R受到的磁场力的方向是（ ）
A.垂直R，指向y轴负方向
B.垂直R，指向y轴正方向
C.垂直R，指向x轴正方向
D.垂直R，指向x轴负方向
4.如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )
A．a粒子动能最大
B．c粒子速率最大
C．b粒子在磁场中运动时间最长
D．它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc
B
~
5.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频沟通电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。假如用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（），磁感应强度B恒定，比较它们所加的高频沟通电源的周期和获得的最大动能的大小，有（ ）
A.加速氚核的沟通电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大
B.加速氚核的沟通电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
C.加速氚核的沟通电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小
D.加速氚核的沟通电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小
6.如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为（ ）
A．1∶2 B．2∶1
C．3∶4 D．4∶3
7.利用如图所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽视不计，R为电阻箱．当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U，多次转变电阻箱的阻值，所得到的－R图象应当是下图中的哪一个（ ）
8.下图是验证楞次定律试验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等状况，其中正确的是（ ）
9.如图所示，平行纸面的匀强电场其电场线方向与水平方向成α角，匀强磁场垂直纸面对里，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是（ ）
A.液滴确定做匀变速直线运动 B.液滴确定带正电
C.电场线方向确定斜向上 D.液滴确定做匀速直线运动
10.如图所示，直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象，依据图象可知（ ）
A.电源的电动势为9V，内阻为3Ω
B.电源的电动势为3V，内阻为1Ω
C.图象中任意电流值对应的P、Pr、PR间关系为P＞Pr+PR
D.电路总电阻为2Ω时，外电阻上消耗的功率最大且为2.25W
11.如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，下面推断正确的是（ ）
A.L1和L3变暗，L2变亮
B.L1变暗，L2变亮，L3亮度不变
C.L1中电流变化值大于L3中电流变化值
D.Ll上电压变化值小于L2上的电压变化值
12.如图所示，虚线MN将平面分成I和II两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。一带电粒子仅在磁场力作用下由I区运动到II区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2∶1，下列推断确定正确的是（ ）
A.两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2∶1
B.粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1∶1
C.粒子通过ap、pb两段弧的时间之比为2∶1
D.弧ap与弧pb对应的圆心角之比为2∶1
第Ⅱ卷（满分52分）
二、填空题（本题共2小题，共计18分。13题6分，14题12 分。请把答案填写在答题纸的相应位置上。）
13.(6分)图为一正在测量中的多用电表表盘.
⑴假如用×10Ω挡测量电阻，则读数为 Ω.
⑵假如用直流10mA挡测量电流，则读数为 mA.
⑶假如用直流5V挡测量电压，则读数为 V.
14.(12分)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1（量程6V、内阻很大） B.电压表V2（量程3V、内阻很大）
C.电流表A（量程3A、内阻很小） D.滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E.小灯泡（2A、5W） F.电池组（电动势E、内阻r）
G.开关一只，导线若干
试验时，调整滑动变阻器的阻值，多次测量后发觉：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小.
⑴请将设计的试验电路图在图甲的虚线方框中补充完整
⑵每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I2，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量,最终描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果保留两位有效数字）
⑶在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 Ω
三、计算题（本题共3小题，共34分。第15题8分，第16题12分，第17题14分。要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的，答案中必需明确写出数值和单位。）
15.（8分）如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω，C=30μF.
⑴闭合开关S，求稳定后通过R1的电流；
⑵电路稳定后将开关S断开，求流过R1的总电量；
⑶假如把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率。
16．（12分）如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P3点。不计重力。求：
⑴电场强度的大小
⑵粒子到达P2时速度的大小和方向
⑶磁感应强度的大小
17.（14分）如图所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同为B的匀强磁场，方向垂直纸面对外，ab是一根长为L的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上.将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先做加速运动，后做匀速运动、到达b端.已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数μ=0.3，小球重力忽视不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是L/3，求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值.
a
b
E
B
沈阳二中2022-2021学年度上学期期中考试
高二（16届）物理答案
一．选择题 本题共12小题，每小题4分，共48分
1.B 2.A 3.A 4.B 5.D 6.C 7.A 8.CD 9.BCD 10.BD 11.AD 12.BC
二、填空题 本题共2小题，共计18分。13题6分，14题9分
13.(6分,每空2分)（1）60 （2）7.2 （3）3.60
14.(12分)
（1）如图所示（3分） （2）4.5（3分）1.0（3分） （3）0（3分）
三、计算题（本题共3小题，共34分。第15题8分，第16题12分，第17题14分。要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的，答案中必需明确写出数值和单位。）
15（8分）
⑴稳定时，电容看做断开状态，电路中的电流：I=E/（r+R1+R2）=1A （2分）
⑵S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：U=IR2=1×6V=6V
断开后，电容器两端的电压为10V，所以△U=4V
流过R1的总电量为：△Q=△U•C=4×30×10-6C=1.2×10-4C (3分)
⑶当R2=R1+r=4Ω时，R2消耗的电功率最大，P2=E2/4（R1+r）=6.25W (3分)
16．（12分）解：（1）粒子在电场中做类平抛运动
qE＝ma
v0t＝2h
h=
∴E=mv02/2qh (4分)
（2）粒子到达P2时速度沿x方向的重量仍为v0，以vy表示速度沿y方向重量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度和x轴的夹角，如图，则有
vy=at=
vx=v0
tanθ=vy/v0，方向与x轴成45° (4分)
（3）在磁场中粒子轨迹如图OP2＝OP3，θ＝45°，P2P3为圆轨道的直径
由几何关系，轨迹半径R=h
R=
∴ B=mv0/qh (4分)
17.（14分）
解:小球在沿杆向下运动时，受力状况如图所示:
f
qvB
N
qE
在水平方向:N=qvB ，所以摩擦力f=μN=μqvB
当小球做匀速运动时：qE=f=μqvbB (4分)
小球在磁场中做匀速圆周运动时，
又，所以 (4分)
小球从a运动到b的过程中，由动能定理得:
而
所以 则 (6分)
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