福建省莆田市莆田第九中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

这是一份福建省莆田市莆田第九中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷，共9页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 要求的。
1．用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的物理量是（ ）
A．电场强度 B．电场强度 C．电容 D．电阻
中国的特高压直流输电网已达到世界先进水平。图甲所示为输电塔，图乙为其局部放大示意图，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线的正中间，a、c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（ ）
A．a点和c点处的磁感应强度方向相同
B．b点处的磁感应强度方向垂直纸面向里
C．导线B和A之间因安培力的作用而相互吸引
D．导线B对A的安培力大于导线A对B的安培力
3．雷雨天一避需针周围电场的等势面分布情况如图所示。在等势面中有a、b、c三点，其中a，b两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是（ ）
A．c点的电场强度大于b点的电场强度
B．a点的电场强度与b点的电场强度相同
C．将正电荷从a点移动到b点过程中电场力做正功
D．将负电荷从b点移动到c点，负电荷的电势能增加
4．硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示。工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷，我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上。若某时刻圆周上点的一个点电荷的电荷量突变成，则圆心点处的电场强度为（ ）
A．，方向沿半径背离点 B．，方向沿半径指向点
C．，方向沿半径背离点 D．，方向沿半径指向点
二、双项选择题:本题共 4 小题,每小题 6 分，共 24 分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分
5．用强磁场将高温等离子体约束在特定区域实现可控核聚变的装置叫托卡马克。如图甲，我国托卡马克装置在世界上首次实现了稳定运行403秒的成绩。现分析装置内一小段磁场，如图乙所示，该磁场水平向右分布在空间中，虚线上、下方为匀强磁场，磁感应强度大小分别为和且，有a、b、c三个粒子，a、c粒子带正电，b粒子带负电，质量均为m，电荷量大小均为q，且粒子的速度平行于纸面，忽略粒子重力及相互之间作用的影响，下列说法正确的是（ ）
a粒子受到洛仑兹力大小为，且方向水平向右
B．b粒子受到洛仑兹力大小不为0
C．c粒子从虚线下方穿越到虚线上方，运动轨迹半径变小
D．所有粒子运动过程中动能不变
6.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（ ）
电容器储存的电能增大
电容器的电容减小，带电荷量减小
膜片下移过程中，电流表有a到b的电流
稳定后电容器两板间电压等于电源电压
7．如图为磁流体发电机的示意图，一正对平行极板a、b的间距为d，两板的面积均为S，内部充满方向与板平行、磁感应强度大小为B的匀强磁场，直流电动机M的内阻为R。现让等离子体（高温下被电离含有大量带正电和负电的离子的气体）以速度v持续垂直喷入两板间的磁场中。若磁流体发电机稳定发电时，通过电动机M的电流为Ⅰ，此时电动机M正常工作，磁流体发电机的内阻只考虑充满两板间的等离子体的电阻，两板间等离子体的电阻率为ρ。则下列说法正确的是（ ）
板电势比板电势低
B．电动机M正常工作时两端的电压为
C．电动机M正常工作时的机械功率为
D．电动机M正常工作时板间带正电的离子受到的电场力的功率为
8．有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V，将一电荷量为q = －2 × 10－5C的点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断不正确的是（ ）
A．坐标原点O的电势为8V
B．电场强度的大小为
C．该粒子从O点移到d点过程中，电场力做功为4× 10−5J
D．该粒子在O点速度大小为214m/s
第 II 卷（非选择题 共 60 分）
填空题（共 9 分）
（3 分）1932 年，美国物理学家劳仑斯发明了回旋加速器，从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面 迈进了一大步。为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖。回旋加速器的原理如图 所示，两个铜质D形盒间接高频交变电压 U，置于竖直向下的匀强磁场B中， 现用它加速一质量为 m 电荷量为q的粒子，忽略相对论效应；则工作时所接交 变电压的周期T  （用题目所给的字母及π表示），粒子从 （选填 “磁场”或“电场”）中获得动能的增量，仅增大交变电压，粒子在D形盒中 运动的时间变
（选填“长”或“短”）。
10.（3 分）美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过金属板A的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，有的油滴刚好悬浮不动。
（1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，则平行金属板A、B间的电场方向__________（填“竖直向上”或“竖直向下”），油滴带__________（填“正电”或“负电”）。
（2）若已知两板间的电场强度大小为，悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴的影响，则悬浮油滴带的电荷量为__________。
(3)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整______；正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是______。
A．断开开关，线圈A插入线圈B
B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
11.（3 分）如图是“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接，请将电路图补充完整 ；正确连接电路后，要使电流表的指针发生偏转，下列可行的操作是 。
断开开关，线圈 A 插入线圈 B
闭合开关，滑动变阻器的滑片 P 向左快速滑动
闭合开关，线圈 A 和线圈 B 以相同速度一起向上快速运动
D．闭合开关稳定后，再断开开关瞬间
实验题（12 题每空 1 分，共 4 分；13 题每空 2 分，共 8 分。共 12 分）
12．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度L=______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2所示，由图可知其直径D=______mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图3所示，则该电阻的阻值约为______Ω；
13．移动电源（充电宝）的发明和出现，大大解决了我们的充电难题，受到了千万大众的喜爱。某科研小组对充电宝不同电量时的电动势和内阻进行了研究。
（一）A小组的同学对电量百分比为的充电宝进行了如下实验：两只数字多用表分别作为电压表和电流表；电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线接入电路。剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线空置不用。实物电路如图甲所示。
(1)滑动变阻器R用于改变电路中的电流，R0是定值电阻，R0的主要作用是________。
(2)通过实验作出图像如图乙所示，则可得到充电宝的电动势________，内阻________（计算结果保留两位小数）。
（二）B小组的同学利用如下器材对电量百分比为的同一充电宝进行了实验：除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱（量程为）
B．电压表（量程，内阻）
C．定值电阻
D．定值电阻
小组同学将电压表进行了改装为量程为后用如图丙所示电路图进行测量。
(3)在1、2处分别放上定值电阻，则2处应选择的定值电阻为________（填“R0”或者“R1”）。
(4)电压表的读数为，电阻箱的读数为，将测得的数据绘制成图像，如图丁所示，可得出的结论为如果使用所测试的充电宝供电，________（填“不必”或者“需要”）考虑充电宝的电量百分比对输出电压的影响。
五、解答题（共 39 分。答题要求：规范作答，写出必要的公式和文字说明，只写答案不给分）
11．（10 分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源；现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取已知，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力的大小和方向；
（3）导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
（4）若将磁场方向改为竖直向上,要使金属杆继续保持静止,且不受摩擦力左右,求此时磁场磁感应强度的大小？
（13分）如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C，现有质量m=0.1kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上A点处，A、B两点距离x=1.0m，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度大小为3ms，已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5 C，取g=10m/s2，求：
（1）求带电体P 运动到圆弧轨道的 B 端时对圆弧轨道的压力 FN 的大小；
求带电体P 经过 BC 段克服摩擦力做的功为多大？
（3）求 B 点与带电体P 到达最高点 D（图中未画出）之间的电势差 U？
13．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅳ象限中在－3L≤y≤0区域内存在一垂直坐标平面向里的有界匀强磁场，一质量为m、电量为q的带电粒子以初速度v0从y轴上的P(0，L)点沿+x方向进入电场，从x轴上的Q(2L，0)射入磁场，不计粒子的重力。
(1)求带电粒子在Q点的速度的大小和方向，
(2)若粒子从M(2L，－3L)点射出磁场，求粒子从P点运动到M点的时间t，
(3)若匀强磁场的强弱可调节，要使粒子不从y轴上射出磁场，求磁感应强度B应满足的条件。