四川省成都市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

四川省成都市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在电场中一定沿电场线运动
B. 带电粒子在电场中一定受到电场力的作用
C. 带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
D. 通电导线在磁场中一定受到安培力的作用
2.关于单摆做简谐振动，下列说法正确的是( )
A. 摆球经过平衡位置时合力为零 B. 摆球经过平衡位置时回复力不为零
C. 仅增大摆球质量，单摆周期增大 D. 仅增大摆长，单摆周期增大
3.关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是( )
A. 图中导体棒切割磁感线时，回路内会产生感应电流
B. 图中线圈绕轴旋转时，线圈内会产生感应电流
C. 图中长直导线中电流增大时，线圈内会产生感应电流
D. 图中闭合开关后，小磁针偏离原来位置并在新位置保持静止
4.材料、长度相同，横截面积不同的电阻丝、与两个小灯泡、按图示电路连接，单刀双掷开关接时，灯泡发光。当开关接时，下列说法正确的是( )
A. 的亮度增大
B. 的亮度减小
C. 电源的总功率减小
D. 电源的效率减小
5.如图所示，直角三角形处于平行纸面的匀强电场中，，。将电荷量为的正点电荷从点移到点，电场力做功为零，从点移到点，克服电场力做功为。下列说法正确的是( )
A. 电场强度方向由指向
B. 电场强度方向由指向
C. 电场强度大小为
D. 电场强度大小为
6.生物电是细胞或组织在生命活动中产生的电现象，安静状态下细胞膜存在静息电位，其机理为钾离子从膜内流向膜外后，导致细胞膜内侧与外侧存在电势差。安静状态下膜内外两侧电势呈现外正内负，电荷分布如图所示。下列说法正确的是( )
A. 静息电位为正
B. 在点电势能大于在点电势能
C. 外流过程中，电场力对做负功
D. 安静状态下，将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后，指针不偏转
7.将矩形线圈按照图示方式静止放置于匀强磁场中，闭合开关后线圈能绕转轴向一个方向持续转动的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.图为一列简谐横波在时刻的波形图，、分别是平衡位置为和处的质点，图为质点的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的周期为
C. 该波的传播速度大小为
D. 内，质点运动的路程为
9.洛伦兹力演示仪结构如图所示，圆形励磁线圈通电流后，在线圈内部产生垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为。正中央为半径的球形玻璃框，电子枪位于玻璃框球心的正下方，电子从静止开始经的加速电压加速，并从点水平向左垂直进入磁场。电子打到玻璃框最左端的点，速度偏转角为。不计电子重力，下列说法正确的是( )
A. 励磁线圈内电流沿顺时针方向
B. 仅增大加速电压可使电子在玻璃框内做完整圆周运动
C. 电子的运动半径为
D. 电子的荷质比约为
10.图为示波管的部分原理图，电子经加速电压加速后，向右进入水平偏转电极，电极、间加上图所示的扫描电压，内部可视为匀强电场竖直偏转电极未画出。已知加速电压为，水平偏转电极长，间距，电极右端到荧光屏距离为。当扫描电压周期为，峰值为时，荧光屏上可见一亮点在水平方向上移动。电子比荷为，不计电子重力及电子间的相互作用力，电子通过水平偏转电极的时间极短。关于扫描过程，下列说法正确的是( )
A. 电子射入偏转电极时的速度大小为
B. 入射的电子有可能打到图所示亮点的位置
C. 若要在荧光屏上看到一条水平亮线，应该降低扫描频率
D. 荧光屏上亮点移动的速度为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用图电路观察平行板电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可显示电路中电流随时间的变化。图中电源电动势为，实验前电容器不带电。先使与“”相连给电容器充电；充电结束后使与“”相连，直至放电完毕。计算机记录电流随时间变化的曲线如图。
充电结束后，使与“”相连时，流过的电流方向为______选填“从左往右”或“从右往左”；
图中阴影部分面积 ______选填“”“”或“”；
若在上述实验放电完毕后将平行板电容器两极板间距离增大，再使与“”端相连给电容器充电，并记录此时得到的曲线得到阴影部分面积未画出，则 ______选填“”“”或“”。
12.甲同学在使用手电筒时发现灯泡发出的光变暗了，于是想到将手电筒里串联的两节旧干电池中的一节更换为同规格的新电池，将新、旧电池搭配使用。乙同学则指出课本必修第三册中在关于电池组相关内容中提到同型号的新、旧电池不合适组成电池组。于是，甲、乙两同学想设计方案来探究手电筒中将新、旧电池搭配使用是否合理。
Ⅰ一节旧干电池的电动势约为，内阻约为几欧姆。为测量其电动势和内阻，实验室提供以下器材：电压表量程，内阻很大，电流表量程，内阻约，滑动变阻器，开关和导线若干。
为尽量减小实验误差，实验电路图应采用______填“图”或“图”方案；
通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数，利用这些数据画出了图线，如图所示。由图线得此干电池的电动势 ______，内阻 ______。
Ⅱ两同学获知手电筒中小灯泡的电阻为电阻视为不变，且通过查阅资料得出电动势和内阻分别为和的两电池串联后形成的电池组的电动势为，内阻为。
两同学获悉一节同型号新电池的电动势为，内阻为。若将已测得电动势和内阻的旧电池与一节同型号的新电池串联作为电池组为小灯泡供电时，电池组效率为；两节同型号的新电池串联作为电池组为小灯泡供电时，电池组效率为，则 ______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某小组通过实验测得玩具电动机电流随电压变化的图像如图所示，电压小于时，电动机不转，且图像为直线；当电压时，电动机恰好正常工作。忽略电动机内阻变化。求：
电动机的内阻；
电动机正常工作时电动机的输出功率和机械效率计算结果保留两位有效数字。
14.如图所示，地面上方存在范围足够大、方向水平向右的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定在离地高度为的点，另一端连接一个质量为、电荷量为的带电小球可视为点电荷，小球静止时绳与竖直方向夹角，重力加速度为，不计空气阻力。
求匀强电场的电场强度大小；
将小球拉到与点等高的点，给小球一竖直向下的初速度，求小球运动到点正下方点时的速度大小；
在问情况下，小球运动到点时细绳突然断裂，求从细绳断裂到小球落到地面所需的时间及落地点与点的水平距离。
15.如图所示，匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ宽度为，区域Ⅰ高度为，区域Ⅱ、Ⅲ上下无限延伸，三个区域磁场的磁感应强度大小相等，方向如图。磁场左右两侧沿轴线分别存在方向如图所示的电场，场强大小与到磁场边界的距离成正比，即为比例系数。一质量为，带电量为的粒子以速度从磁场Ⅰ左边界中点垂直边界射入，经Ⅰ、Ⅱ区域边界上的点进入Ⅱ区域，速度方向与边界夹角为。忽略边界效应及粒子重力。求：
匀强磁场的磁感应强度大小；
粒子从点出发到第一次回到点的过程中，在磁场运动的路程及电场中运动的路程；
粒子运动一个完整周期的总时间已知回复力为的简谐振动，周期为。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】从右向左
12.【答案】
13.【答案】解：由图像可得电压为时，电流为，此时电动机不转，其电路为纯电阻电路，内阻为
电动机正常工作时，从图像可得电压为，电流为
电动机消耗的电功率为
电动机的发热功率为
电动机正常工作时电动机的输出功率为
电动机正常工作时电动机的机械效率为
答：电动机的内阻为；
电动机正常工作时电动机的输出功率为，机械效率为。
14.【答案】解：小球静止时，对小球分析受力可知小球带正电，如图所示。
由平衡条件得
解得
小球从点到点，根据动能定理得
解得
细绳突然断裂后，小球在重力和电场力的作用下做匀变速曲线运动，竖直方向做自由落体运动，则有
解得
小球水平方向加速度大小为
下落过程，小球水平方向的位移为
解得落地点与点的水平距离：
答：匀强电场的电场强度大小为；
小球运动到点正下方点时的速度大小为；
从细绳断裂到小球落到地面所需的时间为，落地点与点的水平距离为。
15.【答案】解：粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，可得：，
由几何关系可得：，
联立可得：；
结合题意，可得下图：
粒子在磁场中运动，由几何关系可知，其轨迹所对圆心角为：。
轨迹长度为：，
联立可得：，
粒子在电场中，由动能定理可得：，
由对称性可知：，
联立可得：；
结合前面分析可知：，
粒子所受电场力为：，
一个周期内，粒子在电场中共做一个完整的简谐振动，对应时间为：，
粒子运动一个完整周期的总时间：，
联立可得：；
答：匀强磁场的磁感应强度大小为；
粒子从点出发到第一次回到点的过程中，在磁场运动的路程为，在电场中运动的路程为；
粒子运动一个完整周期的总时间为。
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