北京市顺义区2022-2023学年高二下学期期中考试
物 理
2023.4
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．在真空中有两个固定的点电荷，它们之间的静电力大小为F。现保持它们之间的距离不变，而使它们的电荷量都变为原来的2倍，则它们之间的静电力大小为
A．F B．F C．2 F D．4F
2．如图1所示，质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上，斜面静止在地面上，重力加速
度为g。关于物块的受力情况分析，下列说法不正确的是
A．物块所受摩擦力大小为mgtanθ
B．物块所受支持力大小为mgcosθ
C．物块受到重力、支持力和摩擦力作用
D．斜面对物块的摩擦力与支持力的合力方向竖直向上
3．如图2所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度大小为ω，距圆盘中心为R的位置有一个质量为m的小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．运动周期为
B．加速度的大小为
C．所受合力的大小始终为mg
D．受到重力、支持力、摩擦力、向心力的作用
4．如图3是阴极电子射线管示意图，阴、阳两极接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。若使荧光屏上的亮线向z轴负方向偏转，可采用下列措施中的
A．加一电场，电场方向沿z轴负方向
B．加一电场，电场方向沿y轴正方向
C．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
D．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
5．学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在如图4所示的几个实验中，研究物理问题的思想方法相同的是
A．甲、乙 B．乙、丙 C．甲、丙 D．丙、丁
6．一辆赛车在水平公路上转弯，从俯视图中可以看到，赛车沿曲线由P向Q行驶且速度逐渐减小。画出了赛车转弯经过M点时所受合力F的方向的四种可能性，其中正确的是
7．我国已建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。该系统由静止轨道同步卫星（相对地球静止、位于赤道上方高度约36 000km处）、中圆轨道卫星（离地高度约21000km）及其它轨道卫星，共45颗卫星组成，如图5所示。下列说法正确的是
A．中圆轨道卫星的周期可能大于24小时
B．静止轨道同步卫星可定位在北京正上空
C．静止轨道同步卫星的速度小于第一宇宙速度
D．中圆轨道卫星的线速度比静止轨道同步卫星的线速度小
8．某航拍仪从地面由静止启动，在升力作用下匀加速竖直向上起飞。当上升到一定高度时，航拍仪失去动力。假设航拍仪在运动过程中沿竖直方向运动且机身保持姿态不变，其v-t图像如图6所示，由此可以判断
A．t=4.0s时，航拍仪离地面最远
B．t=4.5s时，航拍仪回到地面
C．航拍仪在运动过程中上升的最大高度为12m
D．航拍仪在上升过程中加速度最大值为12m/s2
9．某静电场的电场线分布如图7所示，P、Q为该电场中的两点。下列说法正确的是
A．P点场强大于Q点场强
B．P点电势低于Q点电势
C．将电子从P点移动到Q点，电场力做正功
D．将电子从P点移动到Q点，其电势能增大
10．如图8所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面下滑，已知在金属块下滑的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是
A．金属块带负电荷
B．金属块的电势能减少4J
C．金属块的机械能减少12J
D．金属块克服电场力做功8J
11．在如图9所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，电压表为理想电压表。当开关S闭合后，若将照射R3的光的强度减弱，下列说法中正确的是
A．电压表的示数变小
B．通过R2的电流变小
C．电源的内电压变大
D．小灯泡消耗的功率变大
12．实验室经常使用的电流表是磁电式仪表，这种电流表的构造如图10甲所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，当线圈通以如图10乙所示的电流（a端垂直纸面向里，b端垂直纸面向外），下列说法正确的是
该磁场是匀强磁场
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动阻碍线圈转动
C．当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
13．一种用磁流体发电的装置如图11所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源，A、B便是这个电源的两个电极。将金属板A、B与电阻
R相连，假设等离子体的电阻率不变，下列说法正确的是
A．A板是电源的正极
B．A、B两金属板间的电势差等于电源电动势
C．A、B两金属板间的电势差与等离子体的入射速度有关
D．等离子体入射速度不变，减小A、B两金属板间的距离，电源电动势增大
14．科学家们设想存在磁单极子，即一些仅带有N级或S级单一磁极的磁性物质。假设在P点有一个固定的磁单极子，在其周围形成均匀辐射磁场，磁感线如图12所示。当质量为m、半径为R的导体圆环通有恒定电流时，恰好能静止在该磁单极子正上方，环心与P点的距离为H，且圆环平面恰好沿水平方向。已知距磁单极子r处的磁感应强度，其中k为已知常量，重力加速度为g。下列说法正确的是
A.圆环静止时对环的安培力使其有沿半径方向扩张的趋势
B.圆环静止时可由题中条件求出圆环中电流的大小为
C.若P点放置N极磁单极子，从上向下看导体圆环，导体圆环中的电流为逆时针方向
D.若将圆环竖直向上平移一小段距离后静止释放，下落过程中环的加速度先增大后减小
第二部分
本部分共6题，共58分
15．（8分）
物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）某实验小组在做“测量做直线运动小车的瞬时速度”的实验中，选取了一条点迹清晰的纸带，如图13所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。在图中，由此可判断出，小车运动的速度_______（选填“越来越大”或“越来越小”）。为了计算打下B点时小车的瞬时速度，甲同学用计算，乙同学用计算，得到不同的计算结果从理论上讲，_______（选填“甲”或“乙”）同学的计算结果更接近的真实值。
（2）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确 。
（3）用如图14所示平抛运动实验装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法，其中正确的是 。
A．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
B．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
C．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
D．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置
16．（10分）
利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，电路如图15所示。要求尽量减小实验误差
（1）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0～15V） B．电压表（0～3V）
C．滑动变阻器（0～5Ω） D．滑动变阻器（0～500Ω），
实验中电压表应选用_________；滑动变阻器应选用________；（选填相应器材前的字母）
某位同学记录的6组数据如表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上如图16所示，请在坐标纸上标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线；
序号 1 2 3 4 5 6
电压 U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
电流 I(A) 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48
（3）根据图16中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V，内电阻r=________Ω。
（4）该实验测量的电源电动势、内电阻与真实值比较：E测_______ E真 ；r测______ r真 （选填“大于”“小于”或“等于”）
（6）实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化，下列示意图中正确反映P-U关系的是___________。
17．（9分）
如图17所示，竖直平面内有四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，圆心为O点。一小滑块自圆弧轨道A处由静止开始自由滑下，在B点沿水平方向飞出，落到水平地面C点。已知小滑块的质量为m=0.1kg，C点与B点的水平距离为x=1.0m，B点距地面高度为h=1.25m，圆弧轨道半径R=0.25m，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）小滑块从B点飞出时的速度大小v；
（2）小滑块刚到B点时对圆弧轨道的压力大小F；
（3）小滑块沿圆弧轨道下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf。
18．（9分）
电磁轨道炮的加速原理如图18所示。金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道接触良好。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离为L，导轨长为s，炮弹质量为m。导轨电流为I，方向如图中箭头所示。若炮弹出口速度为v，忽略摩擦阻力的影响。求：
（1）炮弹在两导轨间的加速度大小a；
（2）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度的大小B；
（3）磁场力的最大功率P。
19．（10分）
质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图19所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为：区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，一质量为m，电荷量为的粒子，初速度为零，经粒子加速器加速后，恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界MN的方向进入分离器后打在MN上的P点，空气阻力，粒子重力及粒子间相互作用力均忽略不计。
（1）求粒子进入速度选择器时的速度大小v；
（2）求速度选择器两极板间的电压；
（3）19世纪末，阿斯顿设计的质谱仪只由区域Ⅰ粒子加速器和区域Ⅲ偏转分离器构成，在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子（两种粒子电荷量相同，质量不同），他们分别打在上相距为的两点。为便于观测。的数值大一些为宜，不计粒子从区域Ⅰ的上极板飘入时的初速度，请通过计算分析为了便于观测应采取哪些措施。
20．（12分）
微元累积法是物理学的一种重要的思想方法，是微积分思想解决物理问题的应用和体现。
当物体做匀变速直线运动时，其图像为一条倾斜的直线。如果把物体的运动分成6小段，如图20甲所示，在每一小段内，可粗略认为物体做匀速直线运动。如果以这6个小矩形的面积之和代表物体在整个过程中的位移，计算的结果要 （选填“小于”或“大于”）物体实际的位移。如果把运动过程划分为更多的小段，如图20乙所示，这些小矩形的面积之和就更 （选填“接近”或“偏离”）物体的实际位移。对于非匀变速直线运动， （选填“能”或“不能”）用图线与轴所围的面积来表示物体的位移。
某摩天大楼中有一部客运电梯，在时由静止开始上升，加速度随时间变化的图像如图21所示。求10s末电梯的速度大小。
（3）半径为、均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场，场强大小沿半径分布如图22所示，已知场强的最大值为，曲线下部分的面积等于部分的面积。求质量为m、电荷量为q的负电荷在球面处至少具有多大的速度才能刚好运动到处？
参考答案
第一部分
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D A A C B B C
题号 8 9 10 11 12 13 14
答案 D D C A B C B
第二部分
15.（1）越来越大 乙；
（2）不正确；
假设重物下落过程受到的阻力一定，根据动能定理可得
可得，可知图像为一条过原点的直线，但重物下落过程中机械能不守恒，说明该同学的判断依据不正确。若重物下落过程受到的阻力可忽略不计，则有，可得。可见当图像为一条过原点的直线，且满足图像的斜率接近时，重物下落过程中机械能守恒。（叙述正确即可得分）
（3）BD
16. （1）B C；
（2）
（3）1.50（1.48~1.52）、0.83（0.81~0.85）；
（4）小于、小于；
（5）C
17.（1）滑块从B点飞出后做平抛运动，设从B点飞出时的速度大小为v，则有
竖直方向：
水平方向：
解得： v=2m/s
（2）滑块经过B点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得 ：N=2.6N
根据牛顿第三定律得，在B点时滑块对圆弧轨道的压力大小为F=N=2.6N。
（3）设沿圆弧轨道下滑过程中滑块克服摩擦力所做的功为W，由动能定理得
解得： W=0.05J
18.（1）弹体在磁场力的作用下做匀加速直线运动
（2）
（3）
19.（1）粒子在加速电场中加速时
则
（2）在速度选择器中
解得:
（3）粒子在加速电场中加速时
则
进入磁场后做圆周运动
解得:
设氖22和氖20两种同位素粒子质量分别为m1和m2，电荷量为均q，则
则为了便于观测，可增加加速电压U或者减小磁场的磁感应强度B2。
20.（1）小于，接近，能；
（2）根据公式可得 则图像中图像围成的面积表示速度的变化量，由于电梯从静止开始运动，则末电梯的速度大小
（3）根据题意，由公式可知，图像中，图像围成的面积表示电势差，由于部分的面积等于部分的面积，可知，表面与处的电势差为
由动能定理有
解得
即质量为、电荷量为的负电荷在球面处需至少具有的速度才能刚好运动到处。
2
