2024-2025学年四川省眉山第一中学高二（上）期末物理试卷（含答案）

2024-2025学年四川省眉山第一中学高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.以下物理量中，是矢量的是( )
A. 磁通量 B. 电流 C. 电势差 D. 磁感应强度
2.物理学中常用比值定义法定义物理量。下列关系式中，用比值法定义的物理量定义式是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，匀强电场平行于十六宫格所在平面，十六宫格上每小格正方形边长为，已知、、三个格点电势分别为、、，以下说法正确的是( )
A. 电场强度大小为 B. 十六宫格个格点中电势最高为
C. 十六宫格个格点中电势最低为 D. 十六宫格中央格点电势为
4.如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时( )
A. 太阳能电池的电动势为
B. 光敏电阻的功率为
C. 光敏电阻的阻值为
D. 太阳能电池的内阻为
5.图中虚线为以点电荷为圆心的同心圆。一具有初速度的带电粒子不计重力在点电荷的电场中的运动轨迹如图中实线所示，箭头表示其运动方向。、、、为实线与虚线的四个交点。从图中可以看出( )
A. 带电粒子位于点时的动能比其位于点时的动能大
B. 带电粒子位于点时的电势能比其位于点时的电势能大
C. 点电势高于点电势
D. 带电粒子从点运动到点的过程中，电场力做负功
6.一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量和质量均相同的粒子飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为零，这些粒子经加速后通过狭缝沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，粒子刚好能打在底片上的点。已知放置底片的区域，且。若想要粒子始终能打在底片上，则加速电场的电压最大为( )
A.
B.
C.
D.
7.如图，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，为圆心。质量为、电荷量为的带负电的粒子沿平行于直径的方向射入该区域，入射点与的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时速度方向间的夹角为，忽略粒子重力，则粒子的速率为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图，两个初速度大小相同的同种离子和，从点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏上．不计重力．下列说法正确的有( )
A. 、均带正电
B. 在磁场中飞行的时间比的短
C. 在磁场中飞行的路程比的短
D. 在上的落点与点的距离比的近
9.如图所示，为电源电动势，为电源内阻，为定值电阻，为可变电阻，以下说法中正确的是( )
A. 当时，上获得最大功率
B. 当时，上获得最大功率
C. 当时，电源的效率最低
D. 当时，电源的输出功率最大
10.如图所示电路中，电源的内电阻为，、、均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为、，下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大 B. 电流表示数变大 C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在学习安培力后，某学习小组利用安培力与磁感应强度的关系测定磁极间的磁感应强度，实验装置如图所示，步骤如下：
在弹簧测力计下端挂一匝矩形线圈，将矩形线圈的短边完全置于形磁铁、极之间的磁场中，则应使矩形线圈所在的平面与、极的连线______；
在电路未接通时，记录线圈静止时弹簧测力计的读数；
接通电路开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线圈静止时弹簧测力计的读数，则线圈所受安培力为______；
用刻度尺测出矩形线圈短边的长度；利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度______。
12.某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用：
A.电压表量程为，内阻约为
B.电压表量程为，内阻约为
C.电阻箱
D.定值电阻
E.定值电阻
该同学首先用多用电表的直流挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为_______；
已知电池组的内阻约为，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表应选择_______选填“”或“”；定值电阻应选择_______选填“”或“”；
改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为_______，内阻为_______。用题目中所给的字母表示
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示的电路中，两平行金属板、水平放置，两板间的距离。电源电动势，内电阻，电阻。闭合，待电路稳定后，将一带正电的小球从板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为，质量为，不考虑空气阻力。那么滑动变阻器滑片在某位置时，小球恰能到达板。取求：
两极板间的电场强度大小；
滑动变阻器接入电路的阻值。
14.如图所示，电源电动势为，电路总电阻为，金属杆质量为，长为，处在磁感应强度为的足够大匀强磁场中，磁场方向与水平粗糙导轨平面成角斜向上，金属杆静止于导轨上，金属杆与导轨间的动摩擦因数为。可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为。求：
金属杆受到的安培力；
导轨对金属杆的摩擦力的大小；
使金属杆能静止于导轨上所需的电路总电阻最小值。
15.建立如图所示的坐标系，轴紧挨着光滑绝缘的水平地面。在且区域内存在着彼此垂直的匀强电场与匀强磁场，匀强电场平行轴向上，匀强磁场垂直纸面向里。质量为且带电量为的小球视为点电荷从坐标原点以速度沿轴射入该区域，小球在复合场中做匀速圆周运动，并恰好从坐标为的点飞离复合场。忽略空气阻力，小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为，试求：
匀强电场及匀强磁场的大小；
小球落地时的坐标；
若小球从坐标原点以速度沿轴射入该区域，此后经多长时间第次进入复合场，并确定进入点的坐标。
参考答案
1.
2.
3.
4.
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7.
8.
9.
10.
11.垂直
12.； ；；； ；
13.解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到板时速度为零．
设两板间电压为由动能定理得：

解得：
则两极板间的电场强度大小为：
由闭合电路欧姆定律得：
解得：
滑动变阻器接入电路的电阻为：
答：两极板间的电场强度大小是；
滑动变阻器接入电路的阻值是．
14.根据闭合电路欧姆定律
应用安培力公式
解得金属杆受到的安培力为
由左手定则可知，方向斜向左上，与竖直方向成角。
金属杆受力分析如图所示

摩擦力为静摩擦力，水平方向由平衡方程得，导轨对金属杆的摩擦力的大小为
随着电路总电阻减小，金属杆所受安培力增大，使金属杆与导轨间的弹力减小、摩擦力增大。临界状态下，摩擦力达到最大静摩擦力，此时水平、竖直两方向分别满足平衡方程
又由
解得使金属杆能静止于导轨上所需的电路总电阻最小值为

15.解：小球进入电磁场区域后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示：
由几何关系：
由牛顿第二定律：
联立知，，
小球离开电磁场区域后做平抛运动，则
联立知，小球落地时的横坐标
故小球落地时的坐标为；
小球以速度进入该电磁场区域时，仍做匀速圆周运动，由牛顿第二定律：
解得小球做圆周运动的半径
根据几何关系可知，小球在磁场中运动四分之一圆弧后垂直与磁场边界方向即竖直向上做竖直上抛运动，再竖直进入磁场做周期性运动，作出小球第次进入复合场前的运动轨迹如图所示：小球每次离开电磁场后均做竖直上抛运动
由图知，小球第次进入点的横坐标，纵坐标，即第次进入点的坐标为
小球每次做竖直上抛运动的时间
小球做圆周运动的周期
故小球第次进入前经历的时间。
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