2024-2025学年广东省江门市新会第一中学高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年广东省江门市新会第一中学高二（上）期末物理试卷（含答案），共10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.关于磁感应强度B和磁通量Φ，下列说法正确的是( )
A. 由B=FIL可知，B与F成正比，与IL成反比
B. 一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，该处不一定没有磁场
C. 磁感应强度B越大，磁通量一定越大
D. 通过某个面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
2.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，不需要测出的物理量有( )
A. 油滴质量m
B. 两板间的电压U
C. 两板间的距离d
D. 两板的长度L
3.如图，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小，电压表和电流表均为理想电表，当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数增大B. 电压表的示数增大
C. 电源的总功率增大D. 电源的输出功率减小
4.我国的高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。今年9月份华为发布的新型手机更是能够轻松实现卫星电话通讯，此功能甚至强于美国马斯克的庞大“星链”。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G通信技术相比，5G通信技术使用的电磁波频率更高，具有“更高网速、低延时、低功率海量连接”等特点。根据上述信息可知与4G通信技术相比，5G通信技术使用的电磁波( )
A. 波长更长B. 能量子的能量更小 C. 能量子的能量更大D. 传播速度更快
5.2022年12月28日我国中核集团全面完成了230MeV超导回旋加速器自主研制的任务，标志着我国已全面掌握小型化超导回旋加速器的核心技术，进入国际先进行列。置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压大小恒为U。若用此装置对氘核( 12H)加速，所加交变电流的频率为f。加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是( )
A. 仅增大加速电压U，则氘核( 12H)从D型盒出口射出的动能增大
B. 仅减小加速电压U，则氘核( 12H)被加速次数增多
C. 氘核( 12H)在磁场运动过程中，随着半径逐渐增大，周期也随之逐渐增大
D. 若用该加速器加速α粒子( 24He)需要把交变电流的频率调整为2f
6.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D2灯泡的电阻是D1灯泡电阻的2倍且阻值均不变，E是内阻不计的电源，在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
A. B. C. D.
7.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置，P、Q端与门铃(图中未画出)连接构成回路。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮的过程，螺线管P端电势较高
B. 松开按钮的过程，螺线管Q端电势较高
C. 按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相同
D. 按下和松开按钮的过程，螺线管所受磁铁的安培力方向相反
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.我国超远距离特高压输电技术处于世界领先地位，图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它的作用是固定导线间距，防止导线相碰。将一正方形绝缘间隔棒支撑四根相互平行的长直导线a、b、c、d，图乙为其截面图，O为几何中心，长直导线a、b、c、d中通有等大同向电流。下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度为零
B. a、b之间的相互作用力为斥力
C. a对b的安培力小于a对c的安培力
D. d受到a、b、c的作用力的合力方向指向O
9.如图所示，一带正电粒子从K发出(初速度为零)，经K与A板间的加速电场加速，从A板中心沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中，经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，板长为L，粒子的质量为m，电荷量为e，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 增大加速电压U1，P点会往上移动
B. 增大M、N两板间的电压U2，P点会往上移动
C. 若把粒子的质量增加为原来的2倍，则P点位置不变
D. 若把粒子的带电量增加为原来的2倍，则P点位置不变
10.如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知AD=2a，AB= 3a，不计粒子的重力，下列说法正确的是( )
A. 电场方向为平行于左右边界向下B. 电场方向为平行于左右边界向上
C. 则该粒子的比荷为E2aB2D. 则该粒子的比荷为EaB2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。分别如图甲和乙所示。圆柱体的直径D为_________mm，长度L为_________mm。
(2)在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。实验小组的同学采用图1所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源(电源两端电压保持3V不变)，开关导线若干，以及下列器材：
A.电压表V1(量程0∼3V，内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程0∼15V，内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程0∼3A，内阻约0.025Ω)
D.电流表A2(量程0∼0.6A，内阻约0.125Ω)
E.滑动变阻器R1(0∼5Ω,3A)
F.滑动变阻器R2(0∼1000Ω,0.5A)
①为减小测量误差，在实验中，电压表应选用_________，电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________。(三个空白处均选填各器材前的字母)
②图2是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1的电路图，补充完成图2中实物间的连线。( )
③测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ=_________。
12.如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组(内阻约为1000Ω)，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，该小组设计的实验电路如图乙所示。实验室提供的器材如下：
A.电流表A(0∼5mA，内阻为25Ω)
B.电压表V1(0∼3V，内阻约为1000Ω)
C. 滑动变阻器R1(0∼1500Ω)
D.滑动变阻器R2(0∼10Ω)
E. 开关、导线各若干
(1)实验中滑动变阻器应选_______(填“R1”或“R2”)；
(2)考虑电流表内阻RA的影响，U、I与E、r满足的关系式为_________________；
(3)正确连接电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U−I图像如图丙所示。根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=_______V，内电阻r=_______kΩ。(结果均保留三位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=2.5Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=0.5Ω，质量m=1kg，导体棒放在金属导轨上且与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为
B=0.6T。在水平外力的作用下，导体棒以v=10m/s的速度向右做匀速直线运动，g取10m/s2。求：
(1)导体棒产生的感应电动势多大？并指出哪端电势高；
(2)水平外力的大小；
(3)某时刻将外力撤去，求从该时刻至导体棒停止的过程中，导体棒ab中产生的热量Q。
14.如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ是磁场的边界，质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为θ=30∘的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，磁场半径为L，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为60º，求：
(1)粒子射入磁场的速度大小；
(2)粒子在矩形磁场中运动的时间；
(3)圆形磁场的磁感应强度。
15.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，在第三象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，在y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。一比荷为qm的带正电的粒子以初速度v0由P点进入磁场Ⅰ，其初速度方向与y轴负方向的夹角θ=60°，一段时间后粒子沿着y轴负方向进入匀强电场，再经过一段时间后粒子回到P点且运动方向不变。已知P点的坐标为(0, 3L)，粒子受到的重力忽略不计。求：
(1)匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小B；
(2)第三象限内匀强电场的电场强度大小E；
(3)粒子从P点出发到再次回到P点所用的时间t。
参考答案
1.B
2.D
3.B
4.C
5.B
6.C
7.D
8.AD
9.BCD
10.AC
11.(1) 1.742/1.741/1.743 41.4
(2) A D E 见解析 πUD24IL

12.(1)R1；(2) U=E−I(r+RA)；(3) 2.27(2.26∽2.28均可)；1.08/1.09
13.解：(1)由法拉第电磁感应定律得
E=BLv=0.6×0.5×10V=3V
根据右手定则判断可知，ab中感应电流方向由b到a，则a端电势高。
(2)由闭合电路欧姆定律得
I=ER+r=32.5+0.5A=1A
导体棒ab受到的安培力大小F安=BIL=0.6×1×0.5N=0.3N
根据平衡条件可知水平外力F′=F安=0.3N
(3)撤去外力至停止的过程中，回路中产生的总热量为Q总=12mv2
棒ab中产生的内能Q=rR+rQ总
解得Q=253J
答：(1)导体棒产生的感应电动势为3V，a端电势高；
(2)水平外力的大小为0.3N；
(3)从该时刻至导体棒停止的过程中，导体棒ab中产生的热量Q为253J。
14.解：画出轨迹图如下图：
(1)在矩形磁场区域，根据几何关系
L=Rsin60∘
求得
R=2 33L
根据qvB=mv2R
解得v=2 3qBL3m；
(2)粒子在矩形磁场区域内，粒子转过的圆心角为60∘，粒子在矩形磁场中运动的时间
t=T6
求得
t=16×T=16×2πmBq=πm3Bq；
(3)粒子在圆形磁场区域内，根据几何关系得：
R′tan30∘=L
解得粒子在圆形磁场的半径为 3L，
根据qvB′=mv2R′
解得B′=23B。
15.解：(1)设带电粒子在匀强磁场Ⅰ内做匀速圆周运动的半径为r1，根据几何关系有
r1sinθ= 3L，
由洛伦兹力提供向心力有qv0B=mv02r1，
解得B=mv02qL。
(2)根据题意可知，带电粒子进入匀强磁场Ⅱ瞬间速度方向与y轴负方向的夹角θ=60∘，
设带电粒子进入匀强磁场Ⅱ瞬间速度大小为v，将该速度沿x轴、y轴方向分解，则
v0=vcsθ
根据动能定理有Eq(r1−r1csθ)=12mv2−12mv02，
解得E=3mv022qL。
(3)带电粒子在第一象限内运动的时间t1=θr1v0，
带电粒子在匀强电场内运动的时间为t2，根据运动规律有
r1−r1csθ=vsinθ2⋅t2，
设带电粒子在匀强磁场Ⅱ内做匀速圆周运动的半径为r2，根据几何关系有
2r2sinθ= 3L+v0t2，
带电粒子在匀强磁场Ⅱ内运动的时间
t3=(2π−2θ)r2v，
t=t1+t2+t3，
解得t=16πL9v0+2 3L3v0。