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1、2022年高二上學(xué)期期末考試物理試題 無答案(II)
一、計(jì)算題(1—9題為單選題, 10—13題為多選題,每小題4分,共52分。把答案涂到答題卡上)
1.在物理學(xué)的發(fā)展過程中,許多科學(xué)家作出了杰出的貢獻(xiàn),以下說法符合歷史事實(shí)的是
A、奧斯特第一個(gè)宣布了電流的磁效應(yīng),并總結(jié)出了用右手螺旋定則判斷電流的磁感線方向
B、歐姆通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比
C、安培通過實(shí)驗(yàn)研究得出了真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力的的規(guī)律
D、法拉第提出了場(chǎng)的概念,并首先用電場(chǎng)線形象地描述電場(chǎng)
2.如圖所示,在直角坐標(biāo)系點(diǎn)(2,0)處固定一個(gè)電荷量為+2q
2、的點(diǎn)電荷,點(diǎn)(-2,0)處固定一個(gè)電荷量為-q的點(diǎn)電荷。下列說法正確的是
A、在x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有兩個(gè)
B、圖中(0,2)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是
C、(0,0)點(diǎn)的電勢(shì)可能小于(0,2)點(diǎn)的電勢(shì)
D、將一個(gè)正電荷從(1,1)點(diǎn)移動(dòng)到(-2,-1)點(diǎn),電勢(shì)能增大
3.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電路中的、分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器,為定值電阻,為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減?。?dāng)開關(guān)S閉合,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法中正確的是
A、只斷開開關(guān)S,電容器所帶電荷量變大,帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)
B、只調(diào)節(jié)電阻的滑動(dòng)端向上移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)變大,帶電微粒向
3、下運(yùn)動(dòng)
C、只調(diào)節(jié)電阻的滑動(dòng)端向下移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)變大,帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)
D、只增大的光照強(qiáng)度,電阻消耗的功率變大,帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)
4.如圖所示,將一質(zhì)量為m、帶正電(電荷量為q)的小球以一定的初速度v豎直向上拋出,能夠達(dá)到的最大高度為(圖甲);若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),保持初速度仍為v,小球上升的最大高度為(圖乙);若加上電場(chǎng)強(qiáng)度為,方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),保持初速度仍為v,小球上升的最大高度為(圖丙);若加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小,方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),保持初速度仍為v,小球上升的最大高度為(圖?。?,不計(jì)空氣阻力,則
A、 B、
C、
4、 D、
5.有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上,b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí),如圖所示,a恰能在斜面上保持靜止,則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法錯(cuò)誤的是
A.方向向上 B.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移
C.大小為
D.若使b下移,a將不能保持靜止
6.如圖所示為電流天平,可以用來測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈,匝數(shù)為n,線圈的水平邊長(zhǎng)為,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直
5、。當(dāng)線圈中通過電流I時(shí),調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向,大小不變。這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼,才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。若m=10g,n=10匝,I=0.1A,=10cm,g=10m/s2,則磁感應(yīng)強(qiáng)度為
A.0.5T B.1.0T C.1.5T D.2.0T
7.將一直流電源的總功率、輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中,如圖所示,則下列說法正確的是
A、兩個(gè)圖線上交點(diǎn)M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1:4,縱坐標(biāo)之比一定為1:2
B、M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電源效率最大
C、在圖線上A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系
D、圖
6、線b和圖線c都是拋物線的一部分
8.兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示,一個(gè)電荷量為2C,質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說法正確的是( )
A.B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)E=1 V/m
B.由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大
C.由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸升高
D.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差=5V
9. 如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電粒子以速度從點(diǎn)沿直徑方向射入磁場(chǎng),經(jīng)過時(shí)間從點(diǎn)射出磁場(chǎng),與成6
7、0°角?,F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)椋詮狞c(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng),不計(jì)重力,則粒子在磁O
600
C
A
B
場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?
C. D.3
10.如圖兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與ab垂直。當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí),金屬桿ab保持靜止。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為
A.豎直上,大小為
B.平行導(dǎo)軌向上,大小為
C.水平向右,大小為
D.水平向左,大小為
11.如圖所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一個(gè)水平面內(nèi),線圈A中通以如圖所示的
8、交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向。下列說法中正確的是
A.0~t1內(nèi),線圈B有逆時(shí)針方向的電流,且有收縮的趨勢(shì)
B.t1~t2內(nèi),線圈B有逆時(shí)針方向的電流,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
C.在t1時(shí)刻,線圈B的電流大小和方向同時(shí)改變
D.在t1時(shí)刻,線圈A、B的作用力最小
12.如圖所示,兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中, O為M、N連線中點(diǎn),連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過程,下列說
9、法正確的是( )
A.小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)
B.小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大
D.小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?
13.如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,從傾角為的斜面上的M點(diǎn)水平拋出一個(gè)帶負(fù)電小球,小球的初速度為,最后小球落在斜面上的N點(diǎn)。在已知、和小球所受的電場(chǎng)力大小F及重力加速度g的條件下,不計(jì)空氣阻力,則下列的判斷正確的是
A.由圖不能判定小球所受的重力大小一定大于電場(chǎng)力
B.可求出小球落到N點(diǎn)時(shí)重力的功率
C.可求出小球落到N點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向
D.可求出小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中電勢(shì)能的變化量
二、實(shí)驗(yàn)題(每空2分,共16分)
10、
14.(8分)某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下:
(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖,由圖可知其長(zhǎng)度為 mm;
5
0
20
25
15
(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如右上圖,由圖可知其直徑為 mm;
(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的阻值約為 Ω。
(4)若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測(cè)量得到的R測(cè)量值幾乎相等,由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ= 。(保留2位有效數(shù)字)
15.(8分)為了測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電
11、阻r的大小并同時(shí)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,同時(shí)記錄電阻箱的阻值R,電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算出流過電阻箱的電流I,分別描繪了a、b兩條U-I圖線,如圖乙所示.請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出流過電阻箱的電流I的表達(dá)式:________;
(2)根據(jù)圖乙可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω,該電路中小燈泡消耗的最大功率為________W.(均保留2位有效數(shù)字)
二、 計(jì)算題(16小題8分, 17小題9分,18小題15分,19小題15分)
16.在真空中的光
12、滑絕緣水平面上的O點(diǎn)處,固定一個(gè)帶正電的小球,所帶電荷量為Q,直線MN通過O點(diǎn),N為OM的中點(diǎn),OM的距離為d.M點(diǎn)處固定一個(gè)帶負(fù)電的小球,所帶電荷量為q,質(zhì)量為m,如圖所示.(靜電力常量為k)
(1)求N點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;
(2)求無初速釋放M處的帶電小球q時(shí),帶電小球的加速度大?。?
(3)若點(diǎn)電荷Q所形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)的表達(dá)式φ=,其中r為空間某點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離.求無初速釋放帶電小球q后運(yùn)動(dòng)到N處時(shí)的速度大小v.
17.如圖,位于豎直平面內(nèi)的矩形導(dǎo)線框,ab長(zhǎng),長(zhǎng),線框的質(zhì)量m=0.4kg,電阻R=,其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的上、下邊界PP’和QQ’
13、均與ab平行,兩邊界間的距離為H,且,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向與線框平面垂直。如圖所示,令線框從dc邊離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界PP’的距離為h=0.7m處自由下落,已知線框的dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,ab邊到達(dá)邊界PP’之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值。問從線框開始下落,到dc邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界QQ’的過程中,磁場(chǎng)作用于線框的安培力做的總功為多少?()
18.如圖所示的xOy坐標(biāo)系中,Y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于xOy平面向外。Ql、Q2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,L)、(0,-L),坐標(biāo)為處的C點(diǎn)固定一平行于y軸放置的絕
14、緣彈性擋板,C為擋板中點(diǎn)。帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y軸方向分速度不變,沿x軸方向分速度反向,大小不變。現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為+q的粒子,在P點(diǎn)沿PQl方向進(jìn)入磁場(chǎng),,不計(jì)粒子重力。
(1)若粒子從點(diǎn)Ql直接通過點(diǎn)Q2,求粒子初速度大小。
(2)若粒子從點(diǎn)Ql直接通過點(diǎn)O,求粒子第一次經(jīng)過x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。
(3)若粒子與擋板碰撞兩次并能回到P點(diǎn),求粒子初速度大小及擋板的最小長(zhǎng)度。
附加題(必答)19.(15分)下圖為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案.兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).其中和是間距為的兩平行極板,其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔和,,P為靶點(diǎn),(為大于1的整數(shù)).極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電壓為.質(zhì)量為、帶電量為的正離子從點(diǎn)由靜止開始加速,經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域.當(dāng)離子打到極板上區(qū)域(含點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收.兩虛線之間的區(qū)域無電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在,離子可勻速穿過.忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力.求:
(1)離子經(jīng)過電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??;
(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值;
(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。