四川省乐山市2021-2022学年高二上学期期末教学质量检测物理试题（Word版含答案）

机密★启用前[考试时间：2022年1月14日下午1:30一3:00]
乐山市2021-2022学年高二上学期期末教学质量检测
物理
本试题卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．共6页，考生作答时，须将答案答在答题卡上．在本试题卷、草稿纸上答题无效．满分110分．考试时间90分钟．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
第I卷（选择题 共56分）
注意事项：
1．答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上．
2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再涂选其它答案，不准答在试题卷上．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
本卷共16题，每题3.5分，共56分．（在每小题给出的四个选项中，第1至12题只有一个选项是正确的，第13至16题有多个选项正确，全部选对的得3.5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）．
1．下列说法中，正确的是（ ）
A．由可知电场中某点的电场强度与成正比
B．电场中某点的场强方向就是该点所放检验电荷受到的静电力的方向
C．电场线是人为假设的曲线，实际不存在，但电场是客观存在的
D．由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
2．下列选项中的操作能使如图所示的三种装置不能产生感应电流的是（ ）
A．甲图中，使导体棒顺着磁感线运动
B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈
C．丙图中，使小螺线管插入大螺线管中不动，断开开关瞬间
D．丙图中，开关保持闭合，使小螺线管插入大螺线管中不动，移动滑动变阻器滑片
3．如图所示，由、两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板与静电计的金属球相接，极板与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．以下实验过程中电容器所带电荷量可认为不变．下面操作能使静电计指针张开角度变大的是（ ）
A．将板沿水平向左方向靠近板 B．将板向下平移
C．在、之间插入有机玻璃板 D．在、之间插入金属板，且不和、接触
4．如图所示，虚线为两个等量点电荷、形成的电场中的一组等势面，相邻等势面与连线交点间距离相等，一带负电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹与等势面3、4、5的交点分别为、、，以下说法正确的是（ ）
A．、为同种电荷
B．连线上点的电场强度最大
C．等势面的电势关系是
D．粒子由到过程中动能逐渐减小
5．如图所示，小球、带电荷量相等，质量均为，都用长的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上点，球靠墙且其悬线刚好竖直，球悬线偏离竖直方向角而静止，此时、两球之间的库仑力为．由于外部原因小球的带电荷量减小，使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的，则小球和之间的距离减小为原来的（ ）
A． B． C． D．1
6．如图所示，在匀强电场中虚线为电场线，、、、四点共线，且，．已知点电势为零，一电子在点电势能为，则下列说法正确的是（ ）
A．点的电势为
B．电场线方向水平向右
C．场强大小为
D．电子从点移动到点电势能降低
7．如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）始终连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的点恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A．油滴带正电 B．两极板间的电势差变小
C．带电油滴将会沿竖直方向向上运动 D．点的电势将会降低
8．通有大小相等的电流的4根长直导线垂直纸面放置在正方形的4个顶点上，电流方向如图所示，为正方形的中心．已知通电导线在处的磁感应强度大小为，则处的磁感应强度大小为（ ）
A．0 B． C． D．
9．如图，电路中定值电阻阻值大于电源内阻阻值，各电表均为理想表．闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，电流表示数变化量的绝对值为，则（ ）
A．、、示数均变大 B．在变小
C． D．电源输出功率先增大后减小
10．如图所示，长为的直导线折成边长相等、夹角为90°的“”形，并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为．当在导线中通以的电流时，该导线受到的安培力为（ ）
A．竖直向上 B．竖直向上
C．竖直向下 D．竖直向下
11．光滑金属导轨宽，电阻不计，均匀变化的磁场充满整个轨道平面，如图甲所示，磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示．金属棒的电阻为，垂直固定在导轨上静止不动，且与导轨左端距离，则（ ）
A．末回路中的电动势为 B．末回路中的电流为
C．内回路产生的电热为 D．末，所受安培力大小为
12．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和，平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片，胶片右方有强度为的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
A．该带电粒子带负电
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能通过狭缝的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的荷质比越大
13．在电学实验中，电流表的内阻几乎为零，但实验室中有一种小量程电流表，其内阻不为零，在处理这种电流表时，可看成是一个无内阻的电流表和一个电阻串联（如图中虚线框所示）．现在我们要测量一只这种电流表的内阻的阻值，电路设计如图所示，电源输出电压不变，当闭合、断开时，电流表示数．消耗的电功率为；当断开、闭合时，电流表示数为，消耗的电功率为，消耗的电功率为；且，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设形盒半径为．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为，高频交流电频率为，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在回旋加速器中的运动周期为
B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C．若只增大磁感应强度，也可以用于加速质子
D．质子被加速后的最大速度不可能超过
15．如图所示为真空中的某装置，其中平行金属板、之问有加速电场，、之间有偏转电场，为荧光屏．今有、、三个带电粒子均由板从静止开始被同一加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知三个粒子的质量之比为1:2:3，电荷量之比为1:1:1，不计重力，则下列判断中正确的是（ ）
A．三种粒子飞离板时速度之比为
B．在加速电场中，带电粒子运动时间最长
C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:1:1
D．三种粒子打到荧光屏上的位置不同
16．如图所示，空间有竖直方向的匀强电场（场强大小未知）和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，竖直面内有一固定的光滑绝缘圆环，环上套有一带正电的小球，小球质量为，电荷量为，重力加速度大小为，现给小球一个大小为的初速度，小球沿光滑圆环顺时针方向做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．电场方向向上，场强大小为
B．小球在最高点时对圆环的作用力大小为
C．小球在最高点时对圆环的作用力大小为
D．小球在最低点时对圆环的作用力大小为
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
注意事项：
1．必须使用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上题目所指示的大题区域内作答．作图题可先用铅笔绘出，确认后再用0.5毫米黑色墨迹签字笔描清楚．答在试题卷上无效．
2．本卷共5小题，共54分．
【实验题】
17．（8分）电流传感器可以像电流表一样测量电流，将它与计算机相连能在几秒内画出电流随时间变化的图像．某次一同学为研究电容器工作过程按图甲所示连接电路，先使开关与1端相连，在把开关掷向2端．此过程中传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图乙所示．
（1）研究电容器放电过程，开关应接在________（选填“1”或“2”）；
（2）下列说法正确的是________．
A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板
B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小
C．电容器放电的过程中，电容器电容值在不断变小
D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其它形式的能量
（3）如果不改变电路其它参数，只减小电阻，充电时曲线1与横轴所围成的面积将________（填“增大”、“不变”或“变小”）；充电时间将________（填“变长”、“不变”或“变短”）．
18．（8分）利用如图甲所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：
待测电源（电动势不大于，内阻不大于），电阻箱（最大阻值），表头（量程为，内阻为），定值电阻、，开关，导线若干．
实验步骤如下：
（1）先利用将表头改装成的电流表，再将的电流表改装成量程为的电压表，则两定值电阻的阻值分别为：________，________；
（2）将电阻箱阻值调到最大，再闭合开关；
（3）多次调节电阻箱，记下表头的示数和电阻箱相应的阻值；
（4）以为纵坐标，为横坐标，作出图线如图乙所示；
（5）根据图线求得电源的电动势________，内阻________（此两空结果均保留两位有效数字）．
【计算题】
19．（10分）如图，竖直光滑绝缘轨道由段水平和段的半圆组成，两部分相切于点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中．水平轨道上一不带电的绝缘小球甲以速度水平向右运动（未知），与静止在点带负电的小球乙发生弹性正碰．已知半圆轨道半径，电场强度，甲、乙两球的质量均为，乙球，取，水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移，甲、乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点．
（1）求乙球在点被碰后的瞬时速度大小；
（2）求碰前甲球的速度大小；
20．（12分）在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距．圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻不计．在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒质量为，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上．开关闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为，取，，．求：
（1）导体棒静止在某位置时所受安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）断开开关后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力．
21．（16分）如图所示，平面直角坐标系中，在轴上方和下方存在场强大小相等、方向相反（均平行于轴）的匀强电场，在轴下方和间存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子，经过轴上的点时的速率为，方向沿轴正方向，然后经过轴上的点进入磁场，经偏转垂直虚线进入下方电场，不计粒子重力，求：
（1）粒子到达点时的速度大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小；
（3）粒子从点出发后至第3次到达轴所经历的时间．
乐山市2021-2022学年高二上学期期末教学质量检测
物理（答案）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
C A B D B B C D C A B D AD BD BC AC
17、（8分，每空2分）（1）2；（2）BD（漏选得1分，错选不得分）（3）不变，变短
18、（8分，每空2分）（1）100 2910（2）6.0 0.40
19、（10分）解：（1）乙球恰好通过最高点，有
由乙球从轨道最低点运动到最高点的过程中动能定理得：
（2）由题意可知甲乙两球碰撞动量守恒和机械能守恒，得
联立解得：
20、（12分）解：（1）导体棒受力分析如图所示，导体棒静止，由平衡条件得：
代入数据解得：
（2）由闭合电路欧姆定律得：
代入数据解得：
由安培力公式得：
代入数据解得：
（3导体棒下滑到最低点的过程中，由动能定理得：
导体棒在最低点受力分析，由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律可知压力与支持力是一对相互作用力，
故有： 方向竖直向下
21、（16分）解：（1）粒子从到类平抛运动，设到达时的方向分速度为由运动学规律有：
解得：
故粒子在的速度大小为：
设与轴的夹角为，则有
解得：
（2）粒子从到，设电场强度为，据动能定理有：
解得：
根据题意可知，带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有几何关系得：
洛伦兹力提供向心力有：
代入可得：
（3）画出粒子运动的轨迹图，粒子从到做类平抛运动：
在磁场中做圆心角为45的圆弧运动有：
带电粒子进入下方电场后在电场力作用下速度减速到零：
减速运动的加速度
减速运动的时间
所以粒子第三次经过到轴的时间