四川省成都市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份四川省成都市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在电场中一定沿电场线运动
B. 带电粒子在电场中一定受到电场力的作用
C. 带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
D. 通电导线在磁场中一定受到安培力的作用
2.关于单摆做简谐振动，下列说法正确的是( )
A. 摆球经过平衡位置时合力为零B. 摆球经过平衡位置时回复力不为零
C. 仅增大摆球质量，单摆周期增大D. 仅增大摆长，单摆周期增大
3.关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是( )
A. 图(a)中导体棒ab切割磁感线时，回路内会产生感应电流
B. 图(b)中线圈绕OO′轴旋转时，线圈内会产生感应电流
C. 图(c)中长直导线中电流增大时，线圈内会产生感应电流
D. 图(d)中闭合开关后，小磁针偏离原来位置并在新位置保持静止
4.材料、长度相同，横截面积不同的电阻丝Ra、Rb与两个小灯泡L1、L2按图示电路连接，单刀双掷开关接1时，灯泡发光。当开关接2时，下列说法正确的是( )
A. L1的亮度增大
B. L2的亮度减小
C. 电源的总功率减小
D. 电源的效率减小
5.如图所示，直角三角形ABC处于平行纸面的匀强电场中，AB=4cm，BC=3cm。将电荷量为2×10−4C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为零，从B点移到C点，克服电场力做功为6×10−4J。下列说法正确的是( )
A. 电场强度方向由A指向B
B. 电场强度方向由B指向C
C. 电场强度大小为0.75V/cm
D. 电场强度大小为1V/cm
6.生物电是细胞或组织在生命活动中产生的电现象，安静状态下细胞膜存在静息电位，其机理为钾离子K+从膜内流向膜外后，导致细胞膜内侧与外侧存在电势差。安静状态下膜内外两侧电势呈现外正内负，电荷分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. 静息电位Uab为正
B. K+在a点电势能大于在b点电势能
C. K+外流过程中，电场力对K+做负功
D. 安静状态下，将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后，指针不偏转
7.将矩形线圈按照图示方式静止放置于匀强磁场中，闭合开关后线圈能绕转轴向一个方向持续转动的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.图(a)为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图(b)为质点P的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的周期为1s
C. 该波的传播速度大小为4m/s
D. 0～2.5s内，质点Q运动的路程为50cm
9.洛伦兹力演示仪结构如图所示，圆形励磁线圈通电流后，在线圈内部产生垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B=9.2×10−4T。正中央为半径r=10cm的球形玻璃框，电子枪位于玻璃框球心的正下方，电子从静止开始经U=1.0×103V的加速电压加速，并从A点水平向左垂直进入磁场。电子打到玻璃框最左端的C点，速度偏转角为60°。不计电子重力，下列说法正确的是( )
A. 励磁线圈内电流沿顺时针方向
B. 仅增大加速电压可使电子在玻璃框内做完整圆周运动
C. 电子的运动半径为20 33cm
D. 电子的荷质比约为1.67×108C/kg
10.图(a)为示波管的部分原理图，电子经加速电压加速后，向右进入水平偏转电极，电极X、X′间加上图(b)所示的扫描电压，内部可视为匀强电场(竖直偏转电极未画出)。已知加速电压为U，水平偏转电极长L1，间距d，电极右端到荧光屏距离为L2。当扫描电压周期为T，峰值为U0时，荧光屏上可见一亮点在水平方向上移动。电子比荷为em，不计电子重力及电子间的相互作用力，电子通过水平偏转电极的时间极短。关于扫描过程，下列说法正确的是( )
A. 电子射入偏转电极时的速度大小为 eUm
B. 0～T2入射的电子有可能打到图(a)所示亮点a的位置
C. 若要在荧光屏上看到一条水平亮线，应该降低扫描频率
D. 荧光屏上亮点移动的速度为U0L1UdT(L12+L2)
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用图(a)电路观察平行板电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可显示电路中电流随时间的变化。图(a)中电源电动势为6V，实验前电容器不带电。先使S与“1”相连给电容器充电；充电结束后使S与“2”相连，直至放电完毕。计算机记录电流随时间变化的i−t曲线如图(b)。

(1)充电结束后，使S与“2”相连时，流过R2的电流方向为______(选填“从左往右”或“从右往左”)；
(2)图(b)中阴影部分面积S1 ______S2(选填“>”“”“0)的带电小球(可视为点电荷)，小球静止时绳与竖直方向夹角θ=45°，重力加速度为g，不计空气阻力。
(1)求匀强电场的电场强度大小E；
(2)将小球拉到与O点等高的B点，给小球一竖直向下的初速度v0= 2gL，求小球运动到O点正下方C点时的速度大小v；
(3)在(2)问情况下，小球运动到C点时细绳突然断裂，求从细绳断裂到小球落到地面所需的时间t及落地点与O点的水平距离x。
15.如图所示，匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ宽度为L，区域Ⅰ高度为 3L2，区域Ⅱ、Ⅲ上下无限延伸，三个区域磁场的磁感应强度大小相等，方向如图。磁场左右两侧沿轴线O1O2分别存在方向如图所示的电场，场强大小与到磁场边界的距离x成正比，即E=k0x(k0为比例系数)。一质量为m，带电量为q(q>0)的粒子以速度v0从磁场Ⅰ左边界中点O1垂直边界射入，经Ⅰ、Ⅱ区域边界上的P点进入Ⅱ区域，速度方向与边界夹角为60°。忽略边界效应及粒子重力。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)粒子从O1点出发到第一次回到O1点的过程中，在磁场运动的路程s1及电场中运动的路程s2；
(3)粒子运动一个完整周期的总时间(已知回复力为F回=−kx的简谐振动，周期为T=2π mk)。
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】CD
9.【答案】AC
10.【答案】BD
11.【答案】从右向左 = >
12.【答案】(a) 1.38 3.8 0.55
13.【答案】解：(1)由I−U图像可得电压为1V时，电流为1A，此时电动机不转，其电路为纯电阻电路，内阻为
r=U1I1=11Ω=1Ω
(2)电动机正常工作时，从I−U图像可得电压为U=6V，电流为I=2A
电动机消耗的电功率为
P=UI=6×2W=12W
电动机的发热功率为
P热=I2r=22×1W=4W
电动机正常工作时电动机的输出功率为
P机械=P−P热=12W−4W=8W
电动机正常工作时电动机的机械效率为
η=P机械P×100%=812×100%≈67%
答：(1)电动机的内阻r为1Ω；
(2)电动机正常工作时电动机的输出功率P为12W，机械效率η为67%。
14.【答案】解：(1)小球静止时，对小球分析受力可知小球带正电，如图所示。

由平衡条件得
qE=mgtanθ
解得E=mgq
(2)小球从B点到C点，根据动能定理得
mgL−qEL=12mv2−12mv02
解得v= 2gL
(3)细绳突然断裂后，小球在重力和电场力的作用下做匀变速曲线运动，竖直方向做自由落体运动，则有
3L−L=12gt2
解得t=2 Lg
小球水平方向加速度大小为
a=qEm=mgm=g
下落过程，小球水平方向的位移为
x=vt−12at2
解得落地点与O点的水平距离：x=2( 2−1)L
答：(1)匀强电场的电场强度大小E为mgq；
(2)小球运动到O点正下方C点时的速度大小v为 2gL；
(3)从细绳断裂到小球落到地面所需的时间t为2 Lg，落地点与O点的水平距离x为2( 2−1)L。
15.【答案】解：(1)粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，可得：qv0B=mv02r，
由几何关系可得：r+rcs60°= 3L4，
联立可得：B=2 3mv0qL；
(2)结合题意，可得下图：

粒子在磁场中运动，由几何关系可知，其轨迹所对圆心角为：θ=120°×4+(360°−120°)×2=960°。
轨迹长度为：s1=θ360∘×2πr，
联立可得：s1=8 3πL9，
粒子在电场中，由动能定理可得：12qk0x2_max，
由对称性可知：s2=2xmax，
联立可得：s2=2v0 mk0q；
(3)结合前面分析可知：s1=v0t1，
粒子所受电场力为：F=−k0qx，
一个周期内，粒子在电场中共做一个完整的简谐振动，对应时间为：t2=2π mk0q，
粒子运动一个完整周期的总时间：t=t1+t2，
联立可得：t=8 3πL9v0+2π mk0q；
答：(1)匀强磁场的磁感应强度大小B为2 3mv0qL；
(2)粒子从O1点出发到第一次回到O1点的过程中，在磁场运动的路程s1为8 3πL9，在电场中运动的路程s2为2v0 mk0q；
(3)粒子运动一个完整周期的总时间为8 3πL9v0+2π mk0q。