辽宁省六校协作体2022-2023学年高二上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-12-02 类型：期中考试

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一、单选题

1. 一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，管中盐水柱长为30cm时，测得电阻为 $R$ ，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至40cm（盐水的体积不变，仍充满橡胶管），则盐水柱的电阻为（）

A、 $\frac{3}{4} R$ B、 $\frac{4}{3} R$ C、 $\frac{9}{16} R$ D、 $\frac{16}{9} R$

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2. 如图所示，三根长度均为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为 $B_{0}$ ，直线电流C的质量为 $m$ ，重力加速度为 $g$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，C位于水平面恰好处于静止状态，则C受到的摩擦力方向和C与水平面的动摩擦因数分别是（）

A、水平向右， $μ = \frac{\sqrt{3} B_{0} I L}{m g}$ B、水平向左， $μ = \frac{\sqrt{3} B_{0} I L}{2 m g}$ C、水平向右， $μ = \frac{\sqrt{3} B_{0} I L}{2 m g}$ D、水平向左， $μ = \frac{\sqrt{3} B_{0} I L}{m g}$

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3. 如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为 $R$ ，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻为 $r$ ，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成 $θ$ 角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（）

A、导体棒向左运动 B、开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 $\frac{B E L \sin θ}{R + r}$ C、开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 $\frac{B E L \sin θ}{R}$ D、开关闭合瞬间导体棒的加速度 $\frac{B E L \sin θ}{m (R + r)}$

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4. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0) 的带电粒子从圆周上的M点沿直径 MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 v₁ ，离开磁场时速度方向偏转 90° ；若射入磁场时的速度大小为 v₂ ，离开磁场时速度方向偏转 60° ，不计重力，则 $\frac{v_{1}}{v_{2}}$ 为（）

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、 $\sqrt{3}$

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5. 一质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度均为1m的绝缘细线悬挂于天花板的顶端，现在金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒从最低点向右摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为37°，已知一切阻力可忽略不计，g＝10m/s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列正确的说法是（）

A、金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能守恒 B、金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少 C、通入金属棒中的电流为9A D、通入金属棒中的电流为4A

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6. 如图所示，线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为n匝和2n匝．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）

A、1：1 B、1：n C、1：4 D、1：4n

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7. 如图所示，一通电直导线在竖直向上的匀强磁场中静止于光滑斜面上，电流方向垂直于纸面向外。保持磁场强弱不变，仅把磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至转到水平向右，若要通电导线始终保持静止，则应控制导线内的电流（）

A、逐渐增大 B、逐渐减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大

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8. 如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于底面向里，磁感应强度的大小 $B = 0.6 0T$ ，磁场内有一块较大的平面感光板 $a b$ ，板面与磁场方向平行，在距 $a b$ 的距离 $l = 8 cm$ 处，有一个点状的 $α$ 粒子放射源 $S$ ，它向各个方向发射 $α$ 粒子， $α$ 粒子的速度都是 $v = 1.5 \times 10^{6} m/s$ ，已知 $α$ 粒子的电荷量与质量之比 $\frac{q}{m} = 5.0 \times 10^{7} C/kg$ ，现只考虑在图纸平面内运动的 $α$ 粒子，则感光板 $a b$ 上被 $α$ 粒子打中区域的长度（）

A、5cm B、10cm C、15cm D、20cm

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二、多选题

9. 如图所示，平行金属板中有一个带电油滴悬浮在两板间的P点，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器 $R_{4}$ 的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（）

A、油滴带负电，将向下运动 B、P点的电势升高 C、电源的效率变低 D、若电压表、电流表的示数变化量分别为 $Δ U$ 和 $Δ I$ ，则 $\frac{| Δ U |}{| Δ I |} < r + R_{1}$

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10. 某同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA，内阻为1.5kΩ）改装成有两个量程的电流表。设计电路如图所示，其中定值电阻R₁= 60Ω，R₂= 240Ω。则下列说法正确的是（）

A、当开关S接A端时，该电流表的量程为1.5mA B、当开关S接A端时，该电流表的量程为1mA C、当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时大 D、当开关S接A端时，该电流表的量程比接在B端时大

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11. 图甲是回旋加速器的示意图，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，并分别与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率v随时间t变化如图乙，已知乙tn时刻粒子恰射出回旋加速器，不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间，下列判断正确的是（）

A、高频电源的变化周期应该等于tn-tn_-1 B、 $v_{1} ： v_{2} ： v_{3} = \sqrt{1} ： \sqrt{2} ： \sqrt{3}$ C、粒子在电场中的加速次数为 $\frac{v_{n}^{2}}{v_{1}^{2}}$ D、在粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B及D形金属盒的半径r不变的情况下，粒子的加速次数越多，粒子的最大动能一定越大

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12. 如图所示，边长为2a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为 $- q$ （ $q > 0$ ）的同种带电粒子（不计重力），从AB边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域（均垂直于磁场方向射入），下列说法正确的是（）

A、若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最大速率为 $\frac{\sqrt{3} B q a}{4 m}$ B、若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子速率最小时，在磁场中运动的半径为 $\sqrt{3} a$ C、若粒子均垂直于AB边射入，则粒子不可能从BC边上距B点 $\frac{2 - \sqrt{3}}{3} a$ 处出射 D、若粒子射入时的速率为 $\frac{\sqrt{3} B q a}{2 m}$ ，则粒子从BC边射出的最短时间为 $\frac{π m}{3 B q}$

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三、实验题

13. 某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝 $R_{x}$ 的电阻率。

(1)、先用螺旋测微器测量电阻丝 $R_{x}$ 的直径 $d$ ，示数如图甲所示，其直径 $d =$ mm；再用刻度尺测出电阻丝 $R_{x}$ 的长度为L；

(2)、用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用（选填“×1”或“×100”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示；

(3)、为了准确测量电阻丝的电阻 $R_{x}$ ，某同学设计了如图丙所示的电路；
①闭合 $S_{1}$ ，当 $S_{2}$ 接a时，电压表示数为 $U_{1}$ ，电流表示数为 $I_{1}$ ；当 $S_{2}$ 接b时，电压表示数为 $U_{2}$ ，电流表示数为 $I_{2}$ ，则待测电阻的阻值为 $R_{x} =$ （用题中的物理量符号表示）；

②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率 $ρ =$ （用 $R_{x}$ 、d、L表示）。

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14. 学校物理兴趣小组为了测定某金属探测仪的电池的电动势（ $9 V$ 左右）和内阻（ $40 Ω$ 左右），设计了如图甲所示的电路，允许通过电池的最大电流为 $100 mA$ ， $R_{0}$ 为定值电阻，R为电阻箱．

(1)、实验室备有的保护电阻 $R_{0}$ 有以下几种规格，本实验应选用_________；

A、 $10 Ω$ B、 $50 Ω$ C、 $1000 Ω$

(2)、该小组首先正确得出 $\frac{1}{U}$ 与 $\frac{1}{R_{0} + R}$ 的关系式为 $\frac{1}{U} =$ （用E、r、 $R_{0}$ 和R表示），然后根据测得的电阻值R和电压表的示数U，正确作出 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R_{0} + R}$ 图像如图乙所示，则该电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $Ω$ 。

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四、解答题

15. 一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示．电动机内电阻 $r_{0} = 0.4 Ω$ ，电路中另一电阻 $R = 10 Ω$ ，电源电动势 $E = 180 V$ ，内阻 $r = 2 Ω$ ，电压表的示数 $U = 120 V$ ．求：

(1)、通过电动机的电流；

(2)、输入电动机的电功率；

(3)、若电动机以 $v = 1 m/s$ 的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量。（g取 $10 {m/s}^{2}$ ）

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16. 如图所示电路中，电源电动势 $E = 12 V$ ，电源内阻不计，电阻 $R_{1} = 18 Ω$ ， $R_{2} = 6 Ω$ ， $R_{3} = 2 Ω$ ， $R_{4} = 10 Ω$ ， $R_{5} = 5 Ω$ ，电容器的电容 $C = 1.1 μF$ ，求：

(1)、电容器哪个极板带正电，所带的电荷量多大；

(2)、若 $R_{2}$ 突然断路，将有多少电荷量通过 $R_{5}$ 。

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17. 如图所示，在光滑绝缘水平面上建立平面直角坐标系xOy，第一象限存在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场；第四象限存在如图所示的匀强电场，电场线与x轴夹角为45°。一带负电的小球a，质量为m，电量绝对值为q，从坐标原点射入磁场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，其恰好能与静止在（x₀ ， 0）处的质量为2m的带电小球b发生弹性正碰。已知碰撞前后两球的电量和电性均没有发生变化，碰撞后的两球不会再次相遇。求：

(1)、小球a射入磁场时的初速度的大小；

(2)、碰撞后小球b速度的大小；

(3)、若碰后经过一段时间，小球b沿着碰前小球a的轨迹回到坐标原点，请确定小球b的电性和电量。

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