天津市南开大学附属中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

这是一份天津市南开大学附属中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题，文件包含2024年天津市南开大学附属中学高二年级第一学期期中物理试卷docx、高二物理学科答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
一、单选题(每题只有一个正确答案，请将答案填写在答题卡上，每题3分，共24分)
1. 下列关于电场与磁场的说法正确的是( )
A. 电场与磁场看不见、摸不到，它们是人为假想不存在的
B. 法拉第提出用电场线描述电场、用磁场线描述磁场，电场线与磁感线都是闭合曲线
C. 电荷放入电场中所受电场力的方向就是该位置电场强度的方向
D. 小磁针放入磁场中受力静止时 N极指向就是该位置磁感应强度的方向
2. 两个相同的金属小球A和B均带电，小球A带正电，电荷量为2q(q>0)。小球B带负电，电荷量为-9。A和B均可以看成点电荷，当两球距离为r时，两球之问的库仑力大小为F。现将A、B接触后再放回原来的位置，两球之间的库仑力大小为F'。则下列说法正确的是 ( )
A. 小球所带电荷量可能为任意的数值
B. 金属小球A和B接触时，正电荷从小球A向小球B转移
C. F'=F8
D. F"=4F
3. 如图所示，真空中固定着两等量正点电荷，两电荷的连线和中垂线的交点为O，一带负电的试探电荷沿中垂线移动时，经过M 点时受到的电场力最大，图中N点与M点关于O点对称。若取无穷远处电势为零，不计试探电荷的重力，则下列说法正确的是( )
A. 中垂线上O点的电势最高
B. 试探电荷在 M点具有的电势能比在O点小
C. 若将试探电荷从M点由静止释放，该电荷将做曲线运动
D.试探电荷经过 M点时的加速度与经过N点时的加速度相同
4. 如图所示，实线是电场中的一组电场线，虚线是一个试探电荷在电场中的运动轨迹，若试探电荷是从a处运动到b处，且只在电场力作用下，以下判断正确的是( )
A. 电荷一定带正电
B. 电荷从a到b动能增大
C. 电荷从a到b电势能减小
D. 电荷从a到b加速度增大
5. 地球周围地磁场分布示意图如图，下面说法错误的是 ( )
A.地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近
B.在赤道位置放置一小磁针，静止时小磁针N极指向地理的南极附近
C.结合地球自转方向，可以判断出地球带负电
D.因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线沿南北方向放置时实验现象最明显
6.如图所示，MN表示一块非常薄的金属板，带电粒子(不计重力) 在匀强磁场中运动并垂直穿过薄金属板，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变) 虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子( )
A. 带正电荷
B. 沿e→d→c→b→a方向运动
C. 穿越金属板后，轨迹半径变大
D. 穿越金属板后，所受洛伦兹力不变
7. 磁流体发电机的发电原理如图所示：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性) 沿图示方向以速度ν喷射入磁场，磁感应强度为B，磁场中有两块金属板A、B(A板在上，B板在下，且正对)，板问距为d，这时金属板上就聚集了电荷。下述说法正确的是( )
A. A板带正电荷
B. 有电流从a经用电器流向b
C. 金属板 A、B问的最大电势差为 Bvd
D. 等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
8. 如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(磁感应强度为B) 和匀强电场(电场强度为E) 组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝 P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B')，最终打在A₁A₂上，下列表述正确的是( )
A. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里
B. 所有打在A₁A₂上的粒子，在磁感应强度为B'的磁场中的
运动时间都相同
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于EB
D. 粒子打在A₁A₂上的位置越靠近 P，粒子的比荷 qm越小
二、多选题(每题有一个以上正确答案，答案填写在答题卡上，每题5分，共20分，
少选得3分，多选、错选不得分)
9. 如图所示，平行板电容器和电源连成回路，电容器两极板问距离为d，电容器两极板正对面积为S，先接通电键使电容器充电。当执行下列操作时，有关电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U、电容器两极板间场强E的变化情况正确的是( )
A、保持电键闭合，减小S，则Q变小，C变小，U不变，E不变
B. 保持电键闭合, 减小S, 则Q变小, C不变, U不变, E变小
C. 断开电键, 增大d, 则Q不变, C变小, U变大, E不变
D. 断开电键, 增大d, 则Q不变, C变大, U变小, E变小
10. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是 ( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示不符合物理事实
B. 乙图中如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为 B=F11
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
11. 如图所示，金属杆 ab的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果 ab静止于水平导轨上。下列说法正确的是 ( )
A. 金属杆 ab所受安培力水平向右
B. 金属杆 ab所受安培力大小为F= BlI
C. 金属杆受 ab到的摩擦力f= BlIsinθ, 方向水平向左
D. 金属杆对导轨的压力大小为N= mg−BIlcsθ
12. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为a、长为c，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面问出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法正确的是( )
A. 前表面的电势比后表面的高
B. 前后表面间的电压U与v有关
C. 前后表面间的电压U与C成正比
D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力
大小为 eUa
三、填空题(请将答案填写在答题纸上，每空2分，共14分)
13. 如图所示，将通电直导线AB用悬线水平悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关时A 端向纸 运动(填“里”或“外”), 悬线张力变 (填“大”或“小”)
14. 如图所示，让一价氢离子(|H⁺⁺)和二价氦离子(He²⁺)的混合物从O点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从 加速电场偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹。则
(1) 在加速电场中运动时间较长的是 ，
(2) 离开偏转电场时两种离子的侧移量之比是
15. 回旋加速器核心部分是两个D形金属盒，两盒分别和一电压为U的高频交流电源两极相接，从而在盒内的狭缝中形成交变电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于D形盒。粒子源A能不断释放出电荷量为q、质量为m的带电粒子(初速度可以忽略，重力不计)。已知D形盒半径为R，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化，则粒子从 获得能量(填“电场”或“磁场”)，从D 形盒出Ⅱ离开时的速度为 ，在磁场中运动的总时间为
四、解答题(请将答案填写在答题纸上，共42分)
16.(12分)如图所示，倾角θ=37°斜面底端B 平滑地连接着半径r=0.40的竖直光滑圆轨道，质量m=0.40kg的小物块，从距离地面 h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，求：(sin37°=0.6; cs37°=0.8, g=10m/s²)
(1) 小物块在斜面上运动时的加速度大小?
(2) 小物块滑到斜面底端B时的速度为多大?
(3) 小物块沿圆轨道已完成圆周运动，求到最高点A点时对圆轨道的压力大小。
17.(14分)如图所示，在直角坐标系的第一象限，有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在第四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴下方放置一长度为L的绝缘薄板 PQ，挡板平面与x轴垂直且上端紧贴x轴。一质量为m，电荷量为 qq0)的粒子从y轴上一点以大小为v₀的速度水平向右射出，恰好从薄板上边缘 P 点处射入磁场，粒子射入磁场时的速度方向与 PQ的夹角为60°，之后粒子恰好未与薄板碰撞，不计粒子重力，求：
(1) 粒子在y轴上的发射位置到 P点的水平距离：
(2) 匀强磁场磁感应强度B的大小：
(3) 粒子在薄板右侧运动的时间t。
18.(16分)如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某带正电的离子在电场加速后速度大小为v、沿虚线通过速度选择器、在 14圆弧形的分析器(如图甲、乙)，做半径为R₁的匀速圆周运动、从P 点沿直径PQ方向进入半径为 R₂的圆形匀强磁场区域，最后打在平行 PQ 上且与 PQ相距1.5R₂的硅片上，完成离子注入。图甲静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，图乙磁分析器通道内为匀强磁场。已知离子质量m、电荷量q、速度 v，速度选择器中电场强度E、R₁、R₂及电场和磁场方向。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
(1)速度选择器中磁感应强度B的大小：
(2)图甲中静电分析器通道内，R₁虚线处电场强度的大小E'和图乙中磁分析器通道内磁感应强度的大小 B'；
(3)已知离子经在圆形磁场区域偏转后垂直打在硅片上M点，现在圆形磁场区域再加上垂纸面向里的大小也为E的匀强电场，离子会打在硅片上 N点，求硅片上MN两点的距离。