山西省吕梁市孝义市2022-2023学年高二上学期物理1月期末试卷

试卷更新日期：2023-02-07 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于电场强度E，下列说法正确的是（　　）

A、由 $E = \frac{F}{q}$ 知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍 B、由 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 知，E与Q成正比，而与r²成反比 C、由 $E = \frac{U}{d}$ 知，电场中两点的距离越大，场强E越小 D、 $E = \frac{F}{q}$ 适用于匀强电场， $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 适用于点电荷电场， $E = \frac{U}{d}$ 适用于任何电场

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2. 如图是一种智能家用电器，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。其电池容量2000mA·h，额定工作电压15V，额定功率30W，下列说法正确的是（　　）

A、题中“mA·h”是能量的单位 B、扫地机器人正常工作时的电流是2A C、扫地机器人的电阻是7.5Ω D、扫地机器人充满电后一次工作时间约为2h

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3. 某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属板。从左向右对着振动片P说话，P振动而Q不动。在P、Q间距减小的过程中（　　）

A、电容器的电容减小 B、P、Q间电场的场强减小 C、薄片Q上电荷量增加 D、M点电势高于N点电势

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4. 两根水平平行光滑金属导轨上放置两根与导轨接触良好的金属杆，两金属杆质量相同，滑动过程中与导轨保持垂直，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，如图所示，给金属杆A向右一瞬时冲量使它获得初动量p₀ ，在金属杆A沿水平导轨向右运动的过程中，其动量大小p随时间变化的图像正确的是(　　)

A、 B、 C、 D、

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5. 如图甲所示，Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷，a、b、c三点在它们连线的延长线上，其中Q₁带负电。现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动并经过b、c两点（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b、c三点时的速度分别为v_a、v_b、v_c ，其v-t图像如图乙所示。以下说法正确的是（　　）

A、Q₂一定带负电 B、Q₂的电量一定小于Q₁的电量 C、b点的电场强度最大 D、粒子由a点运动到c点过程中，粒子的电势能先增大后不变

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6. 如图所示，一用粗细均匀的金属导线制成的花瓶形单匝闭合线圈ABCD置于y轴左侧，整个线圈平行纸面且关于x轴对称，在y轴右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场. 现将线圈沿x轴向右匀速平移进入磁场，从BC边刚进入磁场开始计时，以电流逆时针流动方向为正方向，则线圈中的电流i随时间t变化的图像可能是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属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，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是（　　）

A、相同质量的粒子电荷量越大，最终射出时获得的动能就越大 B、粒子射出时的最大动能与加速电压无关，也与D形金属盒的半径和磁感应强度无关 C、若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将不变 D、粒子第5次被加速前、后的轨道半径之比为 $\sqrt{5}$ ∶ $\sqrt{6}$

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8. 如图所示，在足够长的斜面上有一质量为m的薄木板A，当木板A获得初速υ₀后恰好能沿斜面匀速下滑．现将一质量也为m的滑块B无初速度轻放在木板A的上表面．当滑块B在木板A上滑动的过程中(B始终未从A的上表面滑出，B与A间的摩擦系数大于A与斜面间的动摩擦因数)，下列说法正确的是（）

A、A，B组成的系统动量和机械能都守恒 B、A，B组成的系统动量和机械能都不守恒 C、当B的速度为 $\frac{1}{3}$ v₀时，A的速度为 $\frac{2}{3}$ v₀ D、当A的速度为 $\frac{1}{3}$ v₀时，B的速度为 $\frac{2}{3}$ v₀

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二、多选题

9. 如图所示，在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由 $a$ 点运动到 $b$ 点的轨迹，图中一组等间距虚线可能是电场线，也可能是等势线，则下列判断正确的有（　　）

A、如果虚线是电场线，则 $a$ 点的场强大于 $b$ 点的场强 B、如果虚线是电场线，则 $a$ 点的电势高于 $b$ 点的电势 C、如果虚线是等势线，则 $a$ 点的电势低于 $b$ 点的电势 D、如果虚线是等势线，则电子由 $a$ 点运动到 $b$ 点，电势能减小

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10. 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）

A、电源1比电源2的内阻小 B、电源1和电源2的电动势相等 C、小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率小 D、小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率大

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11. 如图所示，左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的粒子，沿图示方向以速度v₀垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射出，粒子入射速度v₀的最大值可能是（　　）

A、 $\frac{B q d}{m}$ B、 $\frac{(2 + \sqrt{2}) B q d}{m}$ C、 $\frac{(2 - \sqrt{2}) B q d}{m}$ D、 $\frac{\sqrt{2} B q d}{2 m}$

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12. 2022年10月20日，世界首个电磁驱动地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国济南阶段性建成并成功运行，电磁橇可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。电磁橇运用了电磁弹射的原理，图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关S先拨向1，直流电源向电容器充电，待电容器充好电后在 $t = 0$ 时刻将开关S拨向2，发射线圈被弹射出去，如图乙所示，电路中电流在 $t = t_{0}$ 时刻达到峰值后减小。假设发射线圈由粗细均匀的同种金属导线绕制而成，发射导管材质绝缘，管内光滑，下列说法正确的是（　　）

A、在 $t = 0 \sim t_{0}$ 时间内，发射线圈的加速度不断增大 B、在 $t = 0 \sim t_{0}$ 时间内，发射线圈中的电流不断减小 C、增加发射线圈的匝数，发射线圈加速度不变 D、发射导管越长，发射线圈的出射速度越大

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三、实验题

13. 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线， $O O^{'}$ 与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到 $O O^{'}$ 的距离 $s_{1}$ ；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与 $O O^{'}$ 相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在 $O O^{'}$ 处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到 $O O^{'}$ 的距离 $s_{2}$ 、 $s_{3}$ 。
请回答以下问题：

(1)、两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达 $O O^{'}$ 线时具有相同的。

(2)、碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。

A、 $s_{1}$ B、 $s_{2}$ C、 $\sqrt{s_{1}}$ D、 $\sqrt{s_{2}}$

(3)、多次实验，若测量数据均近似满足关系式（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。

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14. 把铜片和锌片相隔1cm插入一个梨中，就制成一个水果电池。铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。铜片是电池的正极，锌片是负极。某同学查阅资料得知该水果电池的电动势小于1V，内阻约为几百欧姆。水果电池的内阻较大，容易测量，但实验时，内阻会发生明显改变，测量应尽量迅速。该同学利用下列所给器材测量该水果电池的电动势E和内阻r。
A．电流表 $G_{1}$ （内阻 $R_{g} = 30 Ω$ ，满偏电流 $I_{g} = 1 m A$ ）
B．电流表 $G_{2}$ （量程2mA，内阻约为 $15 Ω$ ）
C．滑动变阻器 $R_{1} (0 \sim 1000 Ω)$
D．电阻箱 $R_{2} (0 \sim 999.9 Ω)$
F．开关S，导线若干

(1)、实验中用电流表 $G_{1}$ 改装成量程为1V的电压表，需串联一个阻值R＝ $Ω$ 的电阻；

(2)、改装好电压表后，该同学采用下面的电路图进行测量；
该同学实验时采集的数据如下表所示（ $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 分别是电流表 $G_{1}$ 、 $G_{2}$ 的读数）；
$I_{1} (m A)$
0.090
0.160
0.270
0.400
0.600
0.670
$I_{2} (m A)$
0.90
0.80
0.68
0.50
0.37
0.18
$I_{1} (R_{g} + R) (V)$
0.09
0.16
0.27
0.40
0.60
0.64
请将数据描绘在下面坐标系中，作出 $I_{1} (R_{g} + R) - I_{2}$ 图线；

(3)、根据图线求出该水果电池电动势为V（结果保留2位有效数字），内阻为 $Ω$ （结果保留3位有效数字）；

(4)、实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比， $E_{测}$ $E_{真}$ ， $r_{测}$ $r_{真}$ 。（均选填“大于”“小于”或“等于”）

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四、解答题

15. 如图所示为直线加速器的一部分，所有的圆筒交叉连接到电压恒为U、电势高低作周期性变化的电源上，n个长度不同的金属圆筒的左右侧面中心都开有小孔。图中一质量为m、电量为e的电子，以初速度v₀从第3个圆筒的左侧小孔进入，电子在筒内运动时间均为t，每经过两个圆筒缝隙时都被电场加速（设圆筒内部没有电场）。缝隙宽度很小，电子经过缝隙时间不计。求：

(1)、电子从第5个圆筒的右侧小孔穿出的速度？

(2)、图中第五个圆筒的长度为多少？

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16. 如图所示，y轴上M点的坐标为（0，L），MN与x轴平行，MN与x轴之间有匀强磁场区域，磁场垂直纸面向里。在y > L的区域存在沿﹣y方向的匀强电场，电场强度为E，在坐标原点O处有一带正电粒子以速率v₀沿 + x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场。已知粒子的比荷为 $\frac{q}{m}$ ，粒子重力不计。求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)、该粒子第一次上升到最高点的坐标；

(3)、从原点出发后经过多长时间，带电粒子第一次回到x轴。

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17. 如图甲所示，光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道平滑连接．轨道宽度均为L＝1 m，电阻忽略不计．水平向右的匀强磁场仅分布在水平轨道平面所在区域；垂直于倾斜轨道平面向下，同样大小的匀强磁场仅分布在倾斜轨道平面所在区域．现将两质量均为m＝0.2 kg；电阻均为R＝0.5 Ω的相同导体棒eb和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，并同时由静止释放，导体棒cd下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示．(g＝10 m/s²)．

(1)、求导轨平面与水平面间夹角θ；

(2)、求磁场的磁感应强度B；

(3)、求导体棒eb对水平轨道的最大压力F_N的大小；

(4)、若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，eb棒上产生的焦耳热Q＝0.45 J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量q．

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$I_{1} (m A)$	0.090	0.160	0.270	0.400	0.600	0.670
$I_{2} (m A)$	0.90	0.80	0.68	0.50	0.37	0.18
$I_{1} (R_{g} + R) (V)$	0.09	0.16	0.27	0.40	0.60	0.64