四川省成都市蓉城名校联盟2022-2023学年高二上学期物理期末联考试卷

试卷更新日期：2023-02-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于电场和磁场，下列说法正确的是（）

A、电场和磁场都是真实存在的物质 B、电场或磁场对放入其中的静止电荷都会有力的作用 C、电场或磁场对放入其中的运动电荷都会有力的作用 D、电场或磁场对放入其中的磁体都会有力的作用

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2. 如图，真空中有电荷量分别为 $+ Q$ 、 $- Q$ 的两个点电荷，它们相距r，静电力常量为k，则两点电荷连线中点O处的电场强度大小为（）

A、 $\frac{8 k Q}{r^{2}}$ B、 $\frac{4 k Q}{r^{2}}$ C、 $\frac{2 k Q}{r^{2}}$ D、0

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3. 如图为某同学制作的风力传感器，一平行金属板充电后与电源断开，正极板固定且与静电计连接，可动极板与静电计外壳均接地，两极板间有一个负检验电荷固定在P点。风力越大，可动极板向右移动的距离越大（可动极板始终在P点左侧），则（）

A、电容器的电容越小 B、静电计的指针张角越小 C、极板间的电场强度越大 D、P点的负检验电荷的电势能越小

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4. 如图所示的U-I图像中，线段A为某电源路端电压与电流的关系图线，线段B为电阻R的U-I图线。将该电源与电阻R连接成闭合回路，由图像可知（）

A、电源的总功率为36W B、电源内部损耗的功率为2W C、电源的输出功率为4W D、电源的效率约为66.7%

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5. 特高压直流输电是国家重点能源工程。如图甲为特高压直流输电塔的仰视图，若两根等高、平行的导线通以大小相等、方向相反的电流，a、b、c三点连线与两导线在同一水平面上，且与两导线垂直，b点为两导线的中点， $a b = b c$ ， d点位于b点的正下方，其平面图如图乙所示。忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（）

A、a点的磁感应强度方向竖直向上 B、b点的磁感应强度为零 C、c点的磁感应强度方向竖直向下 D、d点的磁感应强度为零

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6. 如图，边长为L的正方形abcd内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子从ab中点O处以垂直于ab的速度射入磁场，恰好从c点射出。不计粒子重力，粒子的速度大小为（）

A、 $\frac{\sqrt{5} q B L}{4 m}$ B、 $\frac{5 q B L}{4 m}$ C、 $\frac{\sqrt{5} q B L}{2 m}$ D、 $\frac{5 q B L}{2 m}$

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7. 如图，水平面上有电阻不计的U型导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E、内阻为r的电源。导轨所在空间存在范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面的夹角为 $θ$ 且指向右上方。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，金属棒ab恰好静止。已知金属棒ab与导轨接触面间的动摩擦因数为 $μ$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则（）

A、金属棒ab受到的安培力大小为 $\frac{B E L \sin θ}{R}$ B、金属棒ab受到的安培力大小为 $\frac{B E L \sin θ}{R + r}$ C、金属棒ab受到的摩擦力大小为 $μ m g$ D、金属棒ab受到的摩擦力大小为 $μ (m g - \frac{B E L \cos θ}{R + r})$

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8. 静电场分选是在高压电场中利用入选物料的电性差异进行分选的方法。如图，从漏斗漏出的混合物料经起电区（未画出）起电（带正电或负电）后沿电场中线由静止进入高压电场，物料全部落入地面上M、N槽中且打不到极板。已知物料颗粒（可视为质点）的质量均为m、电荷量大小均为q，漏斗底部距槽的高度为h，高压电场区域可视为匀强电场，电场强度大小为E，不计空气阻力和物料间的相互作用力，忽略槽的高度，重力加速度大小为g，则起电后的物料经过高压电场区域时（）

A、一定做曲线运动 B、电势能可能增大 C、极板间距一定大于 $\frac{2 q E h}{m g}$ D、机械能增大 $\frac{(m^{2} g^{2} + q^{2} E^{2}) h}{m g}$

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二、多选题

9. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（）

A、磁感应强度 $B = \frac{F}{I L}$ 是用比值法定义的物理量，因此B不与F成正比，不与 $I L$ 成反比 B、电流元在某点所受安培力的方向就是该点的磁场方向 C、若电流元在某点所受安培力为零，该点的磁感应强度可能不为零 D、放置在匀强磁场中 $1m$ 长的通电导线，通过 $1A$ 的电流，受到的安培力为 $1N$ ，则该位置的磁感应强度大小就是 $1T$

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10. 如图，产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等。A、B、C是等势线上的三点，A、B两点关于避雷针对称。下列说法正确的是（）

A、避雷针顶端因有大量电子堆积而带负电
B、A、B两点的电场强度相同 C、C点的电场强度小于B点 D、带正电的雨滴从C点落至B点，其电势能增大

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11. 质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，如图为质谱仪的工作原理示意图。一比荷为k的带电粒子由静止经加速电场加速后通过狭缝进入磁感应强度大小为B的匀强磁场。不计粒子重力，图中虚线为粒子的运动轨迹，轨迹半径为R，则（）

A、粒子带负电 B、粒子在磁场中运动的速度大小为 $B k R$ C、加速电场的电压为 $\frac{B^{2} k^{2} R^{2}}{2}$ D、加速电压越大，粒子在磁场中偏转的半径R越大

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12. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表，电容器C的耐压值足够大。闭合开关 $S_{1} 、 S_{2}$ ，待电路达到稳定状态后，断开 $S_{2}$ ，则（）

A、电压表 $V_{1}$ 的示数变小 B、电容器C所带电荷量减少 C、电压表 $V_{2}$ 的示数变化量与电流表的示数变化量之比 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ 不变 D、电源的输出功率变大

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13. 已知 $x$ 轴上方存在磁感应强度大小为 $2 B$ 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场； $x$ 轴下方被与 $y$ 轴负方向均成 $θ = 30 °$ 的射线OP和OQ分为三个区域，三个区域内匀强磁场的磁感应强度大小均为 $B$ ，方向如图所示。一质量为 $m$ 、电荷量为 $- q$ 的粒子从坐标原点O以大小为 $v_{0}$ 的初速度沿 $y$ 轴正方向射入磁场后，立即在坐标原点O和y轴负半轴上的A点分别安装一块垂直于 $y$ 轴的弹性挡板（忽略挡板的大小），粒子和挡板相碰，碰后粒子速度大小不变，方向相反。当粒子第一次运动到A点时恰好与挡板相碰，不计粒子重力，则（）

A、粒子第一次运动到OQ边界所需时间为 $\frac{4 π m}{3 q B}$ B、在第四象限内，粒子穿过OQ边界后的运动轨迹的圆心坐标为（ $\frac{m v_{0}}{q B}$ ， $- \frac{\sqrt{3} m v_{0}}{q B}$ ） C、粒子第一次回到O点所需时间为 $\frac{14 π m}{3 q B}$ D、当粒子运动时间为 $\frac{25 π m}{q B}$ 时，粒子在第三象限

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三、实验题

14. 如图，实验室引进了一批新的表头。已知表头G的满偏电流和内阻分别为 $I_{g} = 5 mA$ 、 $R_{g} = 200 Ω$ ，现将表头G改装成量程为 $0 ~ 3 V$ 的电压表。

(1)、需（填“串联”或“并联”）一个 $Ω$ 的电阻。

(2)、原表盘上 $2mA$ 刻度对应的电压值为V。

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15. 某实验小组需要测量如图甲所示的多用电表内电池的电动势和电阻“×1”挡内部电路的总电阻，设计了如图乙所示的电路图，使用的器材有：

多用电表；

电流表：量程为 $0 ～ 100 mA$ ，内阻可忽略不计；

变阻箱：最大阻值为 $9999.9 Ω$ ；

导线若干。

(1)、先将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调整图甲中的（“A”或“B”），使指针指向“

0 Ω

”。

(2)、再将图乙中多用电表的红表笔和（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。

(3)、改变电阻箱的阻值，实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I以及计算的

\frac{1}{I}

数据见下表：

$R / Ω$	34.0	25.0	15.0	6.0	3.0
$I / A$	0.031	0.038	0.050	0.072	0.083
$\frac{1}{I} / A^{- 1}$	32	26	20	14	12

①根据表中数据，在图丙的方格纸上作出 $\frac{1}{I} - R$ 关系图像；

②由图像可知，该多用电表内电池的电动势E为V，电阻“×1”挡内部电路的总电阻r为 $Ω$ 。（均保留1位小数）

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四、解答题

16. 如图为一小型起重机的电路示意图，电源的电动势为 $E = 25V$ ，照明灯的规格为“ $22V ， 44W$ ”，电动机的内阻为 $R = 0.5 Ω$ 。装置工作时，照明灯正常工作，理想电流表的示数为6A，不考虑照明灯灯丝电阻随温度的变化。求：

(1)、电源的内阻r；

(2)、电动机的输出功率 $P_{出}$ 。

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17. 如图甲，电磁炮是当今世界强国争相研发的一种先进武器，我国电磁炮研究处于世界第一梯队。如图乙为某同学模拟电磁炮的原理图，间距为 $L = 0.5 m$ 的两根倾斜导轨平行放置，导轨平面与水平地面的夹角为 $θ = 37 °$ ，导轨下端接电动势为 $E = 18 V$ 、内阻为 $r = 1 Ω$ 的电源。整个装置处于磁感应强度大小为 $B = 0. 2T$ 、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。为了研究方便，将待发射的炮弹视为一个比导轨间距略长的导体棒，导体棒的质量为 $m = 0.1 kg$ ﹑电阻为 $R = 1 Ω$ ，导体棒与导轨接触面间的动摩擦因数为 $μ = 0.25$ ，重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。现将导体棒无初速度地放在导轨上且与导轨垂直，最终导体棒从导轨上端发射出去，不计其他电阻。求：

(1)、导体棒刚放在导轨上时所受安培力的大小；

(2)、导体棒刚放在导轨上时的加速度大小。

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18. 如图，绝缘水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径为 $R = 0.4 m$ ，在BC左侧所在空间存在与水平方向成 $θ = 30 °$ 斜向上的匀强电场（B、C两点恰好不在匀强电场中），电场强度大小为 $E = 5.0 \times 10^{3} N/C$ 。现将一电荷量为 $q = + 2.0 \times 10^{- 4} C$ 、质量为 $m = 0.1 kg$ 的带电体（可视为质点）在水平轨道AB上的A点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C。带电体与水平轨道AB间的动摩擦因数为 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ，重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、带电体运动到C点时的速度大小；

(2)、带电体运动到B点时半圆形轨道对带电体的支持力大小；

(3)、A、B两点的距离。

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19. 如图，在xOy平面的第二象限和第三象限存在相同的匀强电场，场强沿y轴负方向；在第一象限 $y \geq L (L > 0)$ 的部分和第四象限存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小相同；在坐标原点O点右侧有一与x轴垂直且足够大的挡板。一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子从P点以大小为 $\sqrt{3} v_{0}$ 的初速度水平向右射出，然后从O点进入第四象限的磁场，随后从x轴上的A点第一次离开第四象限，最终垂直打在挡板上。已知P点的坐标为 $(- L ， \frac{\sqrt{3}}{6} L)$ ， O、A两点的距离为 $2 L$ ，不计粒子重力。求：

(1)、匀强电场的场强大小；

(2)、匀强磁场的磁感应强度大小和粒子从O点运动到A点所需的时间；

(3)、O点到挡板的距离。

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