四川省成都市邛崃市第一中学校2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题

这是一份四川省成都市邛崃市第一中学校2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题，共13页。试卷主要包含了考试结束后，只将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项:
1．答卷前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
5．考试结束后，只将答题卡交回。
第一部分 选择题（共46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，只有一项是符合题目要求的。
1．下列对于法拉第电磁感应定律理解正确的是（ ）
A．当线圈中磁通量发生变化时，线圈中一定有感应电流
B．线圈中磁通量变化越大，感应电动势就越大
C．线圈中某一瞬间磁通量为零，则此时感应电动势也为零
D．线圈中感应电动势的大小，与线圈中磁通量的变化率成正比
2．下列说法正确的是（ ）
A．点电荷是带电荷量很小的带电体
B．电阻是导体本身的一种属性，与导体两端的电压和通过导体的电流无关
C．由于电场是客观存在的物质，所以电场线也是客观存在的
D．带电体的绝缘性能越好，越容易失去电荷
3．如图所示，有一正方形闭合线圈，在范围足够大的匀强磁场中匀速运动或匀速转动。线圈的运动情况和匀强磁场的方向在各选项中均已标出，其中能产生感应电流的是（ ）
A．B．C．D．
4．某学校创建绿色校园，如图甲为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．R0两端电压变大B．B灯变暗，A灯变亮
C．电源路端电压不变D．电源的总功率不变
5．一根竖立且处于原长的轻弹簧，下端固定在地面，上端在O点。现在O点处静止释放质量为m（可视为质点）的小球，小球在B点时速度刚好为零，A点的速度最大，AB长度为c，OA长度为d，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，忽略一切阻力。 下列说法正确的是（ ）
A．两段长度关系有c=d=
B．O到B点的过程中小球的回复力一直变大
C．A到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和变小
D．若提高到O点正上方较近处静止释放该小球，小球的最大加速度为g
6．研究某种射线装置的示意图如图所示。射线源发出的射线以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的中央O点，出现一个亮点。在板间加上垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场后，射线在板间做半径为r的圆周运动，然后打在荧光屏的P点。若在板间再加上一个竖直向下电场强度为E的匀强电场，亮点又恰好回到O点，由此可知该射线粒子（ ）
A．带负电B．初速度为v＝
C．比荷为＝D．比荷为＝
7．如图所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止放着一个可视为质点的带正电的光滑小球，小球质量为m，所带电荷量为+q。轨道的上半圆部分处于水平向右，场强大小的匀强电场中。现给小球一个水平向右的初速度，小球恰好能在竖直轨道内完成圆周运动，已知sin37°=，sin53°=，重力加速度为g，则大小为（ ）
A．B．C．D．
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．如图是等臂电流天平的原理图，在天平的右端挂一质量为矩形线圈，线圈匝数为，边长为，放在与纸面垂直的匀强磁场中。当线圈通入如图所示的电流时，在天平左右两边加上质量分别为的砝码使天平平衡，则（ ）

A．磁场方向是垂直纸面向外
B．磁感应强度的大小为
C．取走全部砝码，仅改变电流大小，天平可以重新平衡
D．取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，电流与原电流大小之比为
9．如图所示，在直角坐标系xOy中有a、b、c、d四点，c点坐标为（，3cm），现加上一方向平行于xOy平面的匀强电场，d点电势为8V。将一电荷量为的点电荷从a点移动到d点，电场力做的功为。将其从d点移动到b点，电场力做的功为。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的方向沿x轴负方向
B．该点电荷在c点的电势能为
C．坐标原点O的电势为0
D．电场强度的大小为100V/m
10．如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由粒子源、加速电场、静电分析器和磁分析器组成。加速电场的加速电压为，半圆形通道内有方向指向圆心的均匀电场，在中心线处的电场强度大小为；磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外，磁感应强度为的范围足够大的有界匀强磁场，其上边界与静电分析器的下边界重合。由粒子源发出一个质量为、电荷量为的粒子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后沿垂直静电分析器左侧边界的方向进入并沿中心线通过静电分析器，由点进入磁分析器中，最终打到胶片上的点。下列说法正确的是（ ）
A．加速电场的极板比极板的电势高
B．磁分析器中点到点的距离
C．只有比荷等于的带正电粒子经加速电压加速后才可以沿通道中心线通过静电分析器，进入磁分析器
D．若某次使用时，磁场的上边界绕点逆时针转了，质量为、电荷量为的粒子最终将打到胶片上的点
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验探究（每空2分、共14分）
11．（本题6分）如图所示为“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器充电后与电源断开。
（1）在实验中观察到的现象是 。
A．图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大
B．图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变
C．图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小
D．图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
（2）若将电容器上板A接正极，下板B接负极，且将上极板接地，如图丙所示。闭合开关S，有一带电液滴静止在电容器内部P点，现将电容器下极板B向下平移一小段距离，则液滴 （填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”），P点电势 （填“升高”、“不变”、“降低”）。
12．（本题8分）某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A．待测锂电池（电动势E约为3.7 V，内阻r未知）
B．电压表V1（量程0～3 V，内阻约为几千欧）
C．电流表A（量程0.6 A，内阻RA＝2.0 Ω）
D．电阻箱R1（0～99.9 Ω）
E.滑动变阻器R2（最大阻值为10 Ω）
F.定值电阻R0（阻值约为5 Ω）
G.开关S一个，导线若干
（1）在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路。多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出－图像，如图乙所示，则电源电动势E＝ V。
（2）为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图 。实验过程中，某次测量电流表示数为0.40 A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0＝ Ω；结合图乙可求得电池内阻r＝ Ω。（以上两空结果均保留两位有效数字）
四、分析与计算（写出必要的文字说明，3个小题，共40分）
13．（本题10分）某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求：
(1)电动机的内阻；
(2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小及电机的功率；
(3)重物匀速上升的速度大小v。
14．（本题14分）如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=5 T，导轨宽度L=0.4 m，左侧与R=1.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m=2.0 kg，电阻r=0.5 Ω，与导轨的动摩擦因数μ=0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10 N的水平外力F作用下，由静止开始运动后，速度达到最大，取g=10 m/s2.。求：
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少？
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，求ab两点的电势差和导体棒的ab加速度？
15．（本题16分）某种离子收集装置的简化模型如图所示，x轴下方半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小B1=B，圆心所在位置坐标为（0，-R）。在x轴下方有一线性离子源，沿x轴正方向发射出N个（大量）速率均为v0的同种离子，这些离子均匀分布在离x轴距离为0.2R~1.8R的范围内。在x轴的上方，存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，该磁场上边界与x轴平行，磁感应强度大小B2=2B。在x轴整个正半轴上放有一厚度不计的收集板，离子打在收集板上即刻被吸收。已知离子源中指向圆心O1方向射入磁场B1的离子，恰好从O点沿y轴射出。整个装置处于真空中，不计离子重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。
（1）求该种离子的电性和比荷；
（2）若x轴上方的磁场宽度d足够大，发射的离子全部能被收集板收集，求这些离子在x轴上方磁场中运动最长和最短时间差∆t，以及离子能打到收集板上的区域长度L；
（3）若x轴上方的有界磁场宽度d可改变（只改变磁场上边界位置，下边界仍沿x轴），请写出收集板表面收集到的离子数n与宽度d的关系。

参考答案
11． A 向下运动 升高
12． （1） 3.6/3.60
（2）实物连线如图所示
（3） 5.0 2.8
13．（1）根据闭合电路欧姆定律，可知
解得
此时电动机不转动，根据欧姆定律
（2）电动机以稳定速度匀速提升重物时电动机消耗功率最大，根据能量关系
当时电动机取最大功率
（3）对电动机根据功率关系
解得
14(1)当导体棒所受合力为零，加速度为零时达到最大速度，由平衡条件可得
其中电流I为
联立代入数据可解得。
(2)当导体棒ab的速度v=1 m/s时，产生的感应电动势
回路中感应电流为
ab两点的电势差为
设导体棒的ab加速度为a，由牛顿第二定律可得
代入数据可解得。
15．（1）已知沿圆心O1射入的离子，恰好从O点沿y轴射出，则可知离子在B1中向上偏转，根据左手定则，可知离子带负电，根据该离子运动轨迹，画出半径，如图所示

粒子运动的轨迹半径为
解得
（2）离子经过圆心磁场区域均能到达O点，到达O点时，速度方向与y轴夹角为θ，如图所示

根据几何关系
可知
且左右对称；
在B2中，有
可得
在磁场中所花时间最少的粒子轨迹为如图所示的劣弧，其轨迹对应的圆心角为
在磁场中所花时间最长的粒子为如图所示的优弧，其轨迹对应的圆心角为
根据周期
所以
离子打到收集板上的区域长度L，取决于离子打到收集板上的最近距离和最远距离，其中，最远距离为沿y轴正方向射出的离子，如上图所示
最近距离为速度方向与y轴正方向夹角为53°射入的离子，如上图所示
所以
（3）如图所示

①当所有离子均到达不了收集板时，此时磁场宽度为
即当时，；
②当离子方向在y轴右侧与y轴夹角度为θ时，有
对应离子在第三象限的带宽为
对应收集的离子数
当离子方向在y轴左侧与y轴夹角度为θ时，有
对应离子在第三象限的带宽为
对应收集的离子数
所以当时，；
③粒子能全部打到收集板时，，；
综上所述
，
，
，题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
A
A
D
A
AD
BC
AD