四川省遂宁市2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

试卷更新日期：2023-03-17 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法中正确的是（）

A、根据库仑定律 $F = \frac{k Q_{1} Q_{2}}{R^{2}}$ ，当两电荷的距离趋近于零时，静电力趋向无穷大 B、等量异种电荷连线上的电场强度总是大于中垂线上（除交点外）的电场强度 C、在静电场中电场强度为零的地方电势总为零 D、在静电场中电场线分布越密的地方，相等距离两点间的电势差越大

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2. 在电磁学中，下列表述正确的是（）

A、在只有电场力和重力对物体做功时，物体的机械能守恒 B、感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比 C、在磁场中放置一段通电直导线，直导线受到的安培力F与通电直导线的电流I和长度L乘积IL的比值 $\frac{F}{I L}$ 就是该点的磁感应强度 D、电场力做功只与移动电荷的电量和起点和终点的位置有关，而与移动的路径无关

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3. 如图所示，实线是电场线，一带电粒子仅在电场力作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其动量大小—时间图像是选项中的（）

A、 B、 C、 D、

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4. 在如图所示电路中，电源输出电压不变，电容器C的上极板带负电，为了使该极板仍带负电且电量增大，下列办法中可采用的是（）

A、增大 $R_{1}$ ，其它电阻不变 B、增大 $R_{2}$ ，其它电阻不变 C、减小 $R_{3}$ ，其它电阻不变 D、增大 $R_{4}$ ，其它电阻不变

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5. 如图所示，一个粒子源S发射出速度不同的各种粒子，经过PQ两板间的速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过挡板MN上的小孔O，在MN下方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的轨迹如图所示，则下面说法正确的是：（）

A、若PQ两板间的磁场是垂直纸面向外的匀强磁场，则PQ 间的电场方向一定水平向左 B、设PQ两板间垂直纸面的匀强磁场为B，匀强电场大小为E ，则甲粒子的速度大小为 $v = \frac{B}{E}$ C、丙的比荷 $(\frac{q}{m})$ 最大 D、若只将速度选择器中的电场、磁场方向反向，则甲、乙、丙、丁四种粒子不能从O点射出

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6. 如图甲所示，在两平行金属板间加有一交变电场，两极板间可以认为是匀强电场，当t=0时，一带电粒子从左侧极板附近开始运动，其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板，（带电粒子的质量m、电量q、速度最大值 $v_{m}$ 、时间T为已知量）则下列说法正确的是（）

A、带电粒子在两板间做往复运动，周期为T B、两板间距离 $d = 2 υ_{m} T$ C、两板间所加交变电场的周期为T，所加电压大小 $U = \frac{2 m v_{m}^{2}}{q}$ D、若其他条件不变，该带电粒子从 $t = \frac{T}{8}$ 开始进入电场，该粒子不能到达右侧板

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7. 如图所示，垂直于纸面的四根无限长直导线a、b、c、d通有相同大小的电流I，方向如图所示，四根导线放置在正方形的四个顶点，此时正方形对角线交点O的磁感应强度大小为 $\sqrt{2} B_{0}$ （已知当其它条件不变时，长直导线产生的磁场 $B \propto I$ ）。现在将长直导线d撤去，则O处的磁感应强度大小B₁为（）

A、 $B_{1} = \frac{\sqrt{5}}{2} B_{0}$ B、 $B_{1} = \frac{\sqrt{2}}{2} B_{0}$ C、 $B_{1} = \frac{3}{4} \sqrt{2} B_{0}$ D、 $B_{1} = \frac{\sqrt{3}}{2} B_{0}$

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8. 如图所示，在边界MN上方存在一匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ 、方向如图所示；在边界MN上A点出有一放射源，放射出质量为 $m$ 、电量为 $- q$ 的带电粒子，粒子向磁场内各个方向以不同速率进入磁场，在磁场中有一点C，AC两点间距离为 $d$ ， AC连线与边界MN间夹角为60°，带电粒子能够通过C点，则（）

A、带电粒子能够通过C点的粒子最小速度 $v = \frac{B d q}{m}$ B、带电粒子能够通过C点的粒子最大速度 $v = \frac{B d q}{2 m}$ C、带电粒子从A点到C点的最长时间为 $t = \frac{4 π m}{3 B q}$ D、带电粒子从A点到C点的最短时间为 $t = \frac{π m}{B q}$

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二、多选题

9. 下列甲、乙、丙、丁四幅图是法拉第电磁感应现象中产生感应电流的几种情况，根据已经学过的知识，请判断下列说法正确的是（）

A、甲图中当磁场均匀增大，线圈中感应电动势均匀增大 B、乙图中线圈abcd放置于垂直于纸面向里的磁场中，导体棒MN向右减速运动过程中，导体棒MN电流方向为由N到M C、丙图在条形磁铁向下插入螺旋管的过程中，电容器上极板带负电 D、丁图在PQ向右匀速运动中，N金属圈中将产生逆时针方向电流

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10. 如图所示，在光滑水平绝缘桌面上，有一平行于水平桌面的匀强电场。遂宁市某校学生小宋同学为了研究该电场，在桌面上画出如图所示△ABC，已知 $∠ B = 90 °$ 、 $∠ A = 37 °$ ；AB边长为40cm，小明将一个试探电荷 $q_{1} = - 10^{- 8} C$ 从B点移动到A点，克服电场力做功为 $2 \times 10^{- 5} J$ ；将另一个试探电荷 $q_{2} = 2 \times 10^{- 8} C$ 从A点移动到C点，电势能增加 $1 \times 10^{- 5} J$ ；以B 为零势点。（已知 $\sin 37 ° = \frac{3}{5} ； \cos 37 ° = \frac{4}{5}$ ）则：（）

A、 $φ_{A} =2000V$ ； $φ_{C} = - 1500V$ B、 $φ_{A} = - 2000V$ ； $φ_{C} = - 1500V$ C、该匀强电场场强 $E =5000 \sqrt{2} N/C$ 。方向与BC边成37°斜向右下方 D、该匀强电场场强 $E =5000 \sqrt{2} N/C$ 。方向与BC边成45°斜向右下方

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11. 如图所示，在光滑水平地面上方存在足够大的垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，水平面上放置足够长的绝缘板Q，在Q上放一个可以视为质点的质量m、带电量为+q的金属块P，P、Q间动摩擦因数为μ，现对Q施加一水平向右的外力F，开始时P、Q一起以加速度a向右做匀加速运动，绝缘板Q在水平外力作用下始终做匀加速运动（设P带电量始终保持不变，重力加速度为g）则（）

A、金属块P最终将以 $v = \frac{m g}{B q}$ 做匀速直线运动 B、金属块P与绝缘块Q保持相对静止的最大速度为 $v = \frac{m (μ g - a)}{μ B q}$ C、金属块达到最大速度所用的时间 $t = \frac{m g}{B q a}$ D、金属块达到最大速度所用的时间 $t < \frac{m g}{B q a}$

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12. 如图所示，在 $x O y$ 平面内，有一曲线，其函数关系满足 $y = \frac{x^{2}}{4}$ ，在曲线上有一点P，其 $x$ 轴坐标 $x = 2 m$ ，在 $y$ 轴上有一Q点，其坐标为 $(0 ， 1 + 2 \sqrt{3})$ 。从Q点沿平行于 $x$ 轴方向以初速度 $v_{0}$ 射入一质量为 $m = 2 \times 10^{- 9} kg$ 、带电量大小为 $q = 10^{- 5} C$ 的带电粒子（不计重力），在一象限存在垂直于 $x O y$ 平面向外、磁感应强度 $B = 2 T$ 的匀强磁场，该带电粒子恰好通过P点，则（）

A、该带电粒子带正电，初速度 $v_{0} = \frac{4 \sqrt{3}}{3} \times 10^{4} m/s$ B、该带电粒子从Q到P的时间为 $t = \frac{π \times 10^{- 4}}{3} s$ C、该带电粒子的轨道半径 $R = \sqrt{3} m$ D、若保持其它条件不变，将磁场撤去，加一沿y轴负方向的匀强电场，该粒子也恰好从P点射出，则电场强度 $E = \frac{32 \sqrt{3}}{3} \times 10^{4} N/C$

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三、实验题

13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中：

(1)、请将实物电路图补齐。

(2)、将线圈E插入线圈F中，闭合开关时，线圈F中感应电流的方向与线圈E中电流的绕行方向（选填“相同”或“相反”）。

(3)、在开关处于闭合状态将线圈E拔出时，线圈F中的感应电流的方向与线圈E中电流的绕行方向（选填“相同”或“相反”）。

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14. 遂宁某中学航模队需要对一中空的金属圆柱体的导电特性进行研究，中空金属圆柱体如图所示，为了研究圆柱体的导电性，队员小明做了如下工作。

(1)、他用游标卡尺测量了内径和外径分别为a和b，其内、外径测量如图所示，内径读数a=mm，金属壁厚度为d=mm；并用刻度尺测量A、B两接线柱间距离L=98.00cm ，用多用电表测出A、B间电阻约为5Ω。

(2)、为进一步研究其导电特性，他在实验室找到了如下器材：
电源（电动势约为5.0V，内阻约为0.5Ω）

A．电压表1（量程0～15V，内阻 $r_{1} = 25 kΩ$ ）

B．电压表2（量程0～5V，内阻约为 $r_{2}$ 约为10kΩ）

C．电流表（量程0～30mA，内阻 $r_{3} = 15 Ω$ ）

D．定值电阻 $R_{1} = 140 Ω$

E．定值电阻 $R_{2} = 1 Ω$

F．滑动变阻器 $R_{3}$ （0～10Ω）

G．滑动变阻器 $R_{4}$ （0～100Ω）

H．导线若干、电建

小明为了尽可能精确测定电阻值大小，并尽可能多测几组数据，请帮助小明选择实验仪器，电压表应选；定值电阻应选用；滑动变阻器应选。（请选填器材前的序号）

(3)、小明设计出了如下四种电路图，小明应该选择电路：（）

A、 B、 C、 D、

(4)、某次小明读出电压表、电流表读数分别为U、I，那么该圆柱体金属的电阻率ρ=。（用题中自己认为需要的字母a、b、U、I、r₁、r₃、R₁、R₂、L等表示）

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四、解答题

15. 如图所示，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场区域Ⅰ和区域Ⅱ，其中直线PQ为两磁场的分界线。在分界线PQ上A点，一质量为m、电量为 $- q$ 的带电粒子（不计重力）沿与PQ 成 $θ = 30 °$ 夹角斜向左上方进入磁场Ⅰ，经过一段时间后恰好从距离A为L的C点从磁场Ⅱ进入磁场Ⅰ，求带电粒子的初速度。

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16. 如图所示，平行光滑导轨PQ、RS间距为L=20.0cm ，其间存在垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度为B=1T、方向如图所示。在两导轨上放置一电阻为 $r = 1 Ω$ 、长度恰好为L的ab金属杆，以 $v = 60 m/s$ 速度向右匀速运动，（PQ、RS电阻不计且足够长，ab杆与PQ、RS导轨接触电阻不计）电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ，电压表、电流表均为理想电表。当电键S₁闭合，S₂断开时，此时电动机被卡住，电压表读数为10V；当电键S₁和S₂同时闭合时，电流表、电压表读数分别为2A、4V ，此时电动机正常工作。求：

(1)、金属杆产生的感应电动势大小和电流方向；以及电动机的线圈电阻 $R_{M}$ ；

(2)、电动机正常工作时的输出功率。

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17. 在地面上方存在相互正交的匀强磁场和匀强电场，其中磁感应强度B=1T，电场强度E=5N/C，方向如图所示。一质量为m=0.5g、电量未知的小球恰好沿与水平方向成 $θ = 30 °$ 的PQ方向由P向Q做直线运动。（当地重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ），求：

(1)、带电小球的电性和电量；小球运动的速率。

(2)、当小球运动到Q点撤去匀强磁场，此时Q距地面的高度为h=10m，小球将经过多长时间到达地面；小球落地点距Q点的水平距离。

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18. 如图所示，在水平地面PQ上方存在一电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场，在PQ右侧有一半径为R的竖直光滑半圆弧与PQ平滑连接，一质量为m、带电量为+q的小滑块从P点由静止出发，到达半圆弧最高点S时对轨道压力大小为mg，小滑块与PQ间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，且 $E q = m g$ 。

(1)、PQ间距离L；

(2)、从P到S过程中，请指出小滑块对光滑圆弧轨道压力的最大位置（不要求证明）以及该位置处小滑块对圆弧轨道的压力大小；

(3)、当小滑块到达圆弧轨道最高点S时，立刻将匀强电场场强大小不变、方向改为竖直向上，并加上垂直于纸面向里的匀强磁场，带电小滑块恰好继续沿原方向在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，当运动到与圆心O点左侧等高的N（题中未画出）时带电小滑块沿竖直方向炸为等质量两小滑块（设爆炸前后总质量、总电量均不变），其中一小滑块以半径3R继续沿原方向做匀速圆周运动，求：磁感应强度B的大小；并通过计算指出另一小滑块的运动特点。

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