四川省德阳市高中2024-2025学年高二（上）期末教学质量监测物理试卷

这是一份四川省德阳市高中2024-2025学年高二（上）期末教学质量监测物理试卷，共15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.下列关于电场的说法正确的是( )
A. 库仑最早通过油滴实验测出了电子的电量
B. 法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
C. “元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则e=1.60×10-19C，元电荷就是电子
D. 电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A产生的电场对B的作用
2.下列判断正确的是( )
A. 图甲所示的蓄电池N端为负极
B. 图乙中两条异向通电长直导线相互吸引
C. 图丙的线框与通电导线在同一平面内，当线框向右平移时其中有感应电流
D. 图丁是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入低频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化
3.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个可以自由移动的带电小球A、B、C(均可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，水平方向它们之间只有静电力相互作用，三球均处于静止状态，则以下判断正确的是( )
A. A、C两个小球可能带异种电荷
B. 三个小球的电荷量大小可能为QA>QB>QC
C. 摆放这三个小球时，可以先固定C球，摆放A、B使其能处于静止状态，再释放C球
D. A、B和B、C小球间的距离分别是r1、r2，则r1r2=QAQC
4.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为L的金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R，ab间电阻为3R，M、N两点间电势差为U，M、N两点电势分别为φM、φN，则下列正确的是( )
A. φNφM，U=3BLvsinθ5
5.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. q1和q2带异种电荷B. x1处的电场强度为零
C. 正电荷从x1移到x2，电势能减小D. 正电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
6.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮的辐条上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就通过传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场，电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是( )
A. 自行车的车速不影响霍尔电势差的高低
B. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的
C. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的幅条数即可获知车速大小
D. 如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差增加
7.在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3，当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时，各电表示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列说法正确的是( )
A. I变大，U2变大B. ΔU1ΔI不变，ΔU3ΔI不变
C. G表电流的方向从b流向aD. 电源的总功率增大
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，直角三角形ABC区域内有垂直于纸面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，已知AC边长为2L，∠A=30 ∘。一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，从D点(D点为AC的中点)射入磁场，经一段时间后与AB边相切，最终从BC边射出。则( )
A. 磁场的方向垂直纸面向外B. 轨道半径为 3L
C. 带电粒子在磁场中运动的时间为πm2qBD. 该粒子的入射速度为qBLm
9.某同学设计了圆形轨道的电磁炮模型如图甲所示，半径为R的L1L2半圆形轨道，正对平行竖直摆放，轨道间距也为R，空间有辐向分布的磁场，使得轨道所在处磁感应强度大小恒为B，用质量为m、长度为R的细导体棒代替炮弹，与轨道接触良好，正视图如图乙所示，轨道最高位置与圆心齐平。给导体棒输入垂直纸面向里的恒定电流I，将其从轨道左端最高位置由静止释放，使得导体棒在半圆形轨道上做圆周运动，到达另一侧最高位置时完成加速。忽略一切摩擦，且不考虑导体棒中电流产生的磁场及电磁感应现象的影响，下列说法正确的是( )
A. 加速完成瞬间，其加速度方向一定竖直向上
B. 导体棒到达轨道最低点时，轨道对导体棒的支持力大小为3mg+πBIR
C. 加速完成瞬间，导体棒获得的速度大小为R 2πBIm
D. 导体棒运动到右半圆，且该位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ=arcsinBIRmg时，导体棒的加速度为0
10.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为d的不可伸长绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度E=mgq，以O点所在水平面为重力势能的零势能面，以O点所在的竖直面为电势能的零势能面，下列说法正确的是( )
A. 若小球能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动到B点动能最大
B. 若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为v= 2gd
C. 若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到C点时的机械能为0
D. 若在A点静止释放小球，则小球运动到B点的速度为 2gd
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路，电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟1相接，一段时间电路稳定后把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况，以开关改接2为计时起点得到的图像如图乙所示。

(1)开关S改接2后，电容器进行的是_____(选填“充电”或“放电”)过程。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程I-t的曲线与坐标轴所围成的面积将_____(选填“减小”或“不变”或“增大”)；
(2)该电容器的电容约为_____μF。(结果保留两位有效数字)
12.某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻RV与定值电阻Rx的阻值。现有的实验器材如下：
A.待测电压表(量程0∼3V，RV未知)
B.待测电阻Rx(Rx约为300Ω)
C.滑动变阻器RP1(0∼5Ω)
D.滑动变阻器RP2(0∼500Ω)
E.电阻箱R1(0∼999.99Ω)
F.电阻箱R2(0∼9999.9Ω)
G.电源(电动势为3V，内阻不计)；
H.开关，导线若干。
(1)根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器，电阻箱应该分别选用_____；(填器材前字母序号)
(2)该小组选定实验器材后进行了如下操作：
①先将电阻箱R调至零，先后闭合开关S2，S1，调节RP至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为_____V；
②断开开关S2；
③保持滑动变阻器位置不变，调节电阻箱R，记录此时电压表示数U与电阻箱示数R；
④多次改变电阻箱R阻值，重复步骤③；
⑤根据图像法科学分析、计算结果。
(3)该小组同学根据所测数据作出1U-R图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻Rv=_____kΩ，待测电阻Rx=_____kΩ。(保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共43分。
13.如图所示，xOy平面第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第二象限内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场；质量为m、带电量为-q的粒子以大小为v0的初速度从-x轴上的P1(-d,0)点射入磁场，初速度方向与x轴负方向的夹角为45 ∘，粒子经磁场偏转后从y轴上的P2点垂直y轴射入电场，最后从x轴上的P3(2d,0)点射出电场。粒子重力不计，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小；
(2)匀强电场电场强度的大小。
14.如图所示，电动机通过一轻绳牵引放在倾角为θ=30 ∘的斜面底部一质量为m=80kg的静止物体，绳能承受的最大拉力为Fm=1200N，斜面的高度为H=45m，物体与斜面间的动摩擦因数为μ= 33，电动机的额定电压为380V，额定电流为40A，内阻为2Ω，通过调节电动机两端的电压将此物体由静止以最快的方式牵引到斜面顶端(已知此物体在接近斜面顶端时，已达到最大速度，物体所受拉力方向一直与斜面平行)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物体的最大加速度；
(2)物体速度的最大值；
(3)物体运动到斜面顶端所需的时间。
15.如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势E=36V的直流电源、C=0.1F的电容器和R=0.05Ω的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径r=0.8m的竖直面内14光滑圆弧轨道在PQ处平滑连接，PQ与直导轨垂直，PQ左侧空间存在竖直向上，大小为B=1T的匀强磁场。将质量为m1=0.3kg电阻为R0=0.1Ω的金属棒M静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为L=1m，M距R足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关S2断开，闭合开关S1，使电容器完全充电；然后断开S1，同时S2接“1”，M从静止开始加速运动直至速度稳定；当M匀速运动到与PQ距离为d=0.405m时(速度已经稳定)，立即将S2接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为m2=0.1kg的绝缘棒N，M、N恰好在PQ处发生第1次弹性碰撞。已知之后N与M每次碰撞前M均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，M、N始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)电容器完成充电时的电荷量q；
(2)M稳定时的速度；
(3)自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒M的总位移。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A.密立根最早通过油滴实验测出了电子的电量，故A错误；
B.奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故B错误；
C.“元电荷”是最小的电荷量，用 e 表示，则 e=1.60×10-19C ，即电子带的电荷量，而不是电子本身，故C错误；
D.电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A产生的电场对B的作用，故D正确。
故选D。
2.【答案】C
【解析】A.根据小磁针N极可知，螺线管左侧为N极，根据右手螺旋定则可知，蓄电池 N 端为正极，故A错误；
B.图中电流方向相反，则通电长直导线相互排斥，故B错误；
C.原理导线的位置磁场越小，当线框向右平移时磁通量有变化，线框中有感应电流，故C正确；
D.图丁是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化，故D错误；
故选C。
3.【答案】C
【解析】A.依题意，B球处于平衡状态，则A、C两球对B球的库伦力等大反向，即A、C必定带同种电荷，故A错误；
B.设A、B、C三球的电荷量分别为 QA 、 QB 、 QC ，对B球分析受力，可知 kQAQBr12=kQBQCr22
又 r1