河南省漯河市2024-2025学年高二上学期期末质量监测物理试卷

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时间 75分钟 满分 100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．以下说法正确的是
A．灵敏电流计在运输时不需要用导体把两个接线柱连在一起
B．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
C．洛伦兹提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在
D．远距离输电时，为了减小输电电流，就要降低输电电压
2．如图所示，P、Q和M、N分别是水平面内两椭圆的两个焦点，其中P、Q处分别放置等量异种点电荷（图甲）；M、N是两根通有平行等大、反向的直线电流且电流垂直于水平面（图乙）；O是椭圆的中心，a、c是椭圆的长轴与椭圆的交点，b，d是椭圆的短轴与椭圆的交点，则关于两图中a、b、c、d、O处的电场强度和磁感应强度下列说法正确的是
A．图甲中b、d两处的电场强度不相同，图乙中b、d两处的磁感应强度不相同
B．图甲中a、c两处的电场强度相同，图乙中a、c两处的磁感应强度相同
C．图甲中O点处的电场强度不为零，图乙中O点处的磁感应强度为零
D．图中沿bd连线上，O点处的电场强度和磁感应强度均为最小
3．如图所示为“质子治疗仪”，质子先被加速到较高的能量，然后被引向肿瘤部位并轰击肿瘤，杀死肿瘤细胞，达到治疗效果。质子源源不断地飘入加速器（可认为速度为0），质子经过电场被匀加速到速度v的过程中，通过的位移大小为x，已知单位时间内进入加速器的质子数为n，质子的质量为m，电量为e，忽略质子间的相互作用力，下列说法正确的是
A．该加速电场的电场强度为 B．该加速电场的电压为
C．质子加速后的电势能增加了 D．加速器内所有质子运动形成的等效电流为
4．如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是
A．闭合开关S后，L2先亮L1逐渐变亮，最后两灯一样亮
B．断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭
C．断开开关S后，电流从A到B通过L1
D．闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮
5．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。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）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。现把P、Q与电阻R相连接，下列说法正确的是
A．Q板的电势高于P板的电势
B．R中有由b向a方向的电流
C．若只增大粒子入射速度，R中电流增大
D．若只改变磁场强弱，R中电流保持不变
6．我国在远距离高压输电方面取得了巨大成就，下图是远距离高压输电的原理图，其中E为交流电源，电阻r为输电线上的电阻， EQ \\ac(○,A)为理想电流表， EQ \\ac(○,V)为理想电压表，R为滑动变阻器，L1以及一系列灯泡L2至Ln为用电器，下列说法正确的是
A．增加接入电路的用电器数量，原有用电器的功率将会减小
B．减少接入电路的用电器数量，电压表示数将减小
C．将滑动变阻器滑片向上移动，灯泡L1变亮，其他灯泡都变暗
D．增加接入电路用的电器后电压表示数变化量大小与电流表示数变化量大小的比值减小
7．图中EF、GH为平行的金属导轨其电阻可不计，R为电阻器（其阻值可根据需要进行调节，有限制电流等作用），C为电容器；AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，其电阻可不计；有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1，I2分别表示图中该处导线中的电流，则在横杆AB在轨道上向右匀减速运动过程中，下列描述正确的有
A．I1沿GE方向B．I2沿MN方向
C．电流I2大小不变D．电流I2不断减小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．空间存在在竖直方向匀强磁场，水平放置的金属圆环处在磁场中，圆环面积S＝2m2，总电阻为R＝5Ω．甲图中金属环中电流方向的正方向，磁场向下为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，B0＝0.5T。下列说法正确的是
A．t＝1s时，金属环中电流为零
B．1—2s内，金属环中感应电动势逐渐增大
C．2—3s内，磁场及电流方向与甲图一致
D．第4s内，通过金属环某一截面的电荷量为0.2C
9．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，ab为半圆的直径，ac、bd与直径ab共线，a、c间的距离等于半圆的半径R。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子，在纸面内从c点垂直于ac以不同速率射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．可以经过半圆形边界的粒子的速率最大值为
B．可以经过半圆形边界的粒子的速率最小值为
C．在磁场中运动时间最短的粒子速率为
D．在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为
10．如图所示，竖直放置的圆面内有与该圆面平行的匀强电场，以圆心O为原点沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，一质量为m＝0.1kg的带正电小球从A点沿x轴正方向以初速度v0＝2m/s的速度进入圆形区域，从B点（图中未标出）离开圆形区域时速度大小仍为2m/s，整个过程重力做功为0.3J，A点坐标为重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是
A．整个过程小球的电势能减少0.3J
B．A、B两点关于原点O对称
C．场强方向一定沿x轴负方向
D．小球所受电场力的大小为mg
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）某实验小组欲将电流表 EQ \\ac(○,G)（量程为0~3mA）改装为欧姆表。实验器材如下：电动势为1.5V的干电池1节、滑动变阻器（阻值范围为0~1000Ω）。将它们按如图甲所示连接。
（1）将图甲中接线柱 （填“P”或“Q”） 接红表笔。
（2）将图甲中P、Q两接线柱短接，调节滑动变阻器使电流表 EQ \\ac(○,G)满偏，则欧姆表的内阻Rg＝ Ω．
（3）保持滑动变阻器不动，在P、Q间接入一电阻，电流表示数如图乙所示为
mA，对应接入电阻的阻值为 Ω。
12．（10分）实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率，其中定值电阻R1＝4Ω，R3＝7Ω，实验的主要步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图乙所示，则金属丝的直径为D＝ mm。
（2）如图甲、闭合开关前，滑动变阻器R4的滑片应置于 端（填“c”或“d”）。
（3）先量出待测金属丝接入电路中的长度，接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数为零。若调节前，电流计的电流方向从a流向b，则电阻箱R2的阻值应调 （填“大”或“小”）。
（4）某次测量中，当电流计示数为零时，电阻箱的阻值 R2＝7Ω，则金属丝接入电路中的阻值为 Ω。
（5）改变金属丝接入电路中的长度，重复以上步骤，记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻值R2及金属丝的有效长度。
（6）根据记录的数据作出图像，测得该图像的斜率为k，则金属丝的电阻率为
（用R1、R3，k、D表示）。
13．（10分）如图所示，长l＝1m的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中时，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量q＝1.0×10－4C，匀强电场的场强E＝3.0×10³N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8．求：
（1）小球的质量m；
（2）若小球在外力作用下从B点移动到细绳竖直位置的 A点，求该过程中外力对小球做的功W。
14．（12分）如图所示，平行光滑金属双导轨P1Q1M1和P2Q2M2，其中P1Q1和P2Q2为半径r＝1m的光滑圆轨道，O1和O2为对应圆轨道的圆心。Q1、Q2在O1、O2正下方且为圆轨道和水平轨道平滑的连接点，Q1M1和Q2M2为足够长的水平轨道。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T，导轨间距L＝1m。两导体棒a、b始终垂直于两轨道且与导轨接触良好，a、b的质量均为m＝1kg，电阻均为R＝1Ω，导轨电阻不计。初始时刻，将b锁定在水平导轨上，给a一个v0＝10m/s的初速度，a从与圆心等高的P1P2处平滑进入轨道，同时施加一个始终与速度共线的外力使a沿光滑圆轨道做匀速圆周运动，当a到达圆轨道底端Q1Q2位置时立即撤去外力，同时将b解除锁定，a、b在以后运动过程中不会发生碰撞，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）从a进入圆弧轨道开始计时，a在圆轨道上运动时，a中电流大小随时间变化的关系式；
（2）a进入圆弧轨道开始，a在轨道上运动的整个过程中a、b棒产生的总焦耳热。
15．（14分）如图所示，某离子分析器由偏转区和检测区组成，分别分布在y轴的左侧和右侧，在直线x＝－2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向， y轴右侧区域内分布着垂直于xOy平面向里的磁场，磁感应强度大小B沿x轴均匀变化，即B＝kx（k为大于零的常数）。在电场左边界上A（－2l0，－l0）到C（－2l0，0）区域内，连续分布着电量为＋q（q＞0）、质量为m的离子。从某时刻起由A点到C点间的离子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的离子，恰好从点A'（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图。离开电场后的离子进入检测区，打在检测板上。区域场间互不影响，检测板足够长，不计离子的重力及它们间的相互作用。
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）在AC间还有哪些位置的离子，通过电场后也能沿x轴正方向运动（写出这些位置的y坐标）；
（3）检测板与y轴平行，并可沿x轴平移，若要检测板能收集到沿x轴正方向射出电场的这些离子，求检测板位置坐标x的最大值。