广东省深圳育才中学、深圳外国语学校、广州执信中学2024-2025学年高二上学期期中联考物理试卷

试卷更新日期：2024-12-09 类型：期中考试

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一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。

1. 关于磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）

A、由 $B = \frac{F}{I L}$ 知， $B$ 与 $F$ 成正比，与 $I L$ 成反比 B、由 $B = \frac{F}{I L}$ 知，一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C、磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该点的小磁针 $N$ 极所受磁场力的方向一致 D、磁场中某点磁感应强度的方向，与放在该处的电流元所受安培力的方向一致

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2. 如图所示，我国探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为 $50 cm$ ，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处的磁感应强度 $B = 4 \times 10^{- 5} T$ ，方向如图所示，则下列说法正确的是（ $sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $cos 37^{\circ} = 0.8$ ）（　　）

A、在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为 $8.0 \times 10^{- 6} Wb$ B、在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为 $6.0 \times 10^{- 6} Wb$ C、该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 $1.4 \times 10^{- 5} Wb$ D、该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 $1.4 \times 10^{- 4} Wb$

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3. 某同学用如图甲所示的电路研究电容器的充电放电。电路图中定值电阻的阻值为R，电源内阻不计，先将开关S合向1，待电路稳定后再合向2，用电流传感器得到电容器放电电流随时间变化规律如图乙所示，测得图线与坐标轴所围面积为 $S_{0}$ ，则电容器的电容为（　　）

A、 $\frac{S_{0}}{I_{m} R}$ B、 $\frac{I_{m} R}{S_{0}}$ C、 $\frac{I_{m} R}{2 S_{0}}$ D、 $\frac{S_{0}}{2 I_{m} R}$

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4. 如图所示，为一均匀带电量为 $+ Q$ 、半径为 $R$ 的半球面，虚线是过球心的对称轴， $A$ 、 $B$ 两点关于球心对称，其中 $A$ 点的电势为 $φ_{0}$ ，且 $B O$ 间电势差等于 $O A$ 间电势差。若点电荷 $+ q$ 周围电势 $φ = k \frac{q}{r}$ ，则 $B$ 点的电势为（　　）

A、 $\frac{2 k Q}{R} + φ_{0}$ B、 $\frac{2 k Q}{R} - φ_{0}$ C、 $\frac{k Q}{R}$ D、 $\frac{2 k Q}{R}$

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5. 如图，截面A₂B₂C₂D₂将空间中的长方体A₁B₁C₁D₁-A₃B₃C₃D₃区域分成两个正方体区域，在A₁点和A₃点各固定一个带正电的点电荷Q，下列说法正确的是（　　）

A、B₂点和D₂点的电场强度相同 B、B₂点和D₂点的电势相同 C、截面A₂B₂C₂D₂为一等势面 D、使另一负点电荷自D₂点沿直线运动至C₂点，静电力一直做正功

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6. 图甲是回旋加速器的工作原理图。A处的粒子源产生的 $α$ 粒子（ $_{2}^{4} He$ ）被电场加速， $α$ 粒子在磁场中的动能 $E_{k}$ 随时间t的变化规律如图乙所示，不计 $α$ 粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应带来的影响，下列说法正确的是（）

A、高频交流电的变化周期等于 $t_{n} - t_{n - 1}$ B、在 $E_{k} - t$ 图像中有 $E_{n + 1} - E_{n} < E_{n} - E_{n - 1}$ C、不改变任何条件，该装置不能对氘核 $(_{1}^{2} H)$ 加速 D、设第n次加速后 $α$ 粒子在D形盒内运动半径为 $R_{n}$ ，有 $R_{n + 1} - R_{n} < R_{n} - R_{n - 1}$

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7. 一水平足够长绝缘传送带处于静止状态，其上方空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，另有一带正电的物块静止于传送带左端，且与传送带间动摩擦因数为 $μ$ 。从某时刻起，传送带开始以恒定加速度a（ $a > μ g$ ）启动，则物块的v—t图像大致为（　　）

A、 B、 C、 D、

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

8. 电偶极子由两个点电荷 $+ q$ 和 $- q$ 组成，它们之间的距离为 $l$ （ $l$ 很小），总质量为 $m$ 。如图所示，空间中某区域内存在一电场，其分布为 $E (x) = α x^{2}$ 。先令一电偶极子朝着 $x$ 方向，并使其中点位于 $x = x_{0}$ 处，再静止释放。（　　）

A、 $α$ 的单位是 $V / m^{3}$ B、电偶极子受到的合力 $F = 2 α q l x_{0}$ C、电偶极子由静止释放后将做往复运动运动 D、电偶极子的电势能 $E_{p} = - α q l x_{0}^{2}$

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9. 如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为 $F_{1}$ 。现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为 $F_{2}$ ，则以下说法正确的是（　　）

A、弹簧长度将变长 B、弹簧长度将变短 C、 $F_{1} > F_{2}$ D、 $F_{1} < F_{2}$

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10. 如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，若仅在纵向场中，下列说法正确的是（　　）

A、正离子在纵向场中沿顺时针方向运动 B、带电粒子在纵向场中的速度大小不变 C、在纵向场中，图中A点处带电粒子将发生左右方向的漂移 D、在纵向场中，图中A点处带电粒子将发生上下方向的漂移

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三、非选择题：本题共5个小题，共54分。

11. 硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图1所示电路。图中与 $A_{1}$ 串联的定值电阻的阻值为 $R_{0}$ ，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果小数点后保留两位数字）

（1）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 的值 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 。为了作出此电池的 $U - I$ 曲线，需要计算出电路的路端电压U，则 $U =$ （用题中所给字母表示）；
（2）根据测量数据作出该硅光电池的 $U - I$ 图像如图2所示，该电池的电动势 $E =$ V，在流过电流表 $A_{2}$ 的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻 $r =$ $Ω$ ；
（3）若将该硅光电池两端接上阻值为 $6 Ω$ 的电阻，此时对应的电池内阻 $r =$ $Ω$ 。

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12. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
（1）实验小组用多用电表直接粗糙人体电阻 $R_{x}$ ，先把选择开关调至“ $\times 1 k$ ”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至（填“ $\times 100$ ”或“ $\times 10 k$ ”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为 $k Ω$ ；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表 $V_{1}$ （量程 $5 V$ ，内阻 $r_{1} = 50.0 kΩ$ ），电压表 $V_{2}$ （量程 $3 V$ ，内阻 $r_{2} = 30.0 kΩ$ ），电流表A（量程 $0.6 A$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ），滑动变阻器R（额定电流 $1.5 A$ ，最大阻值 $50 Ω$ ），电源E（电动势 $6.0 V$ ，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择，
②请把实验电路图补充完整；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表 $V_{1}$ 的示数为 $U_{1}$ ，则待测电阻 $R_{x} =$ （用题中所给的物理量符号表达）。

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13. 如图所示，在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，有一段静止的长为 $L$ 、直径为 $d$ 、电阻率为 $ρ$ 的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位长度的导线中有 $n$ 个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为 $q (q > 0)$ ，它们沿导线向右移动的平均速率为 $v$ 。求：

(1)、这段导线受到的安培力的大小；

(2)、导线上下两侧 $C$ 、 $D$ 间的电势差。

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14. 亥姆霍兹线圈是一种产生匀强磁场的器件，其结构主要由一对平行的完全相同的圆形线圈组成，两线圈通入方向相同的恒定电流后，在线圈间足够大的区域形成平行于中心轴线 $O_{1} O_{2}$ 的匀强磁场。沿 $O_{1} O_{2}$ 建立 $x$ 轴，一圆形探测屏接地并垂直于 $x$ 轴放置，其圆心位于 $x$ 轴上的 $P$ 点，圆形探测屏可沿 $x$ 轴方向左右移动，如图所示。在两线圈间的区域加上平行于 $x$ 轴的匀强电场，粒子源从 $x$ 轴上的 $O$ 点以垂直于 $x$ 轴的方向持续发射初速度大小为 $v_{0}$ 的粒子，已知粒子质量为 $m$ ，电荷量为 $q (q > 0)$ ，电场强度大小为 $E$ ，磁感应强度大小为 $B$ ，电场和磁场均沿 $x$ 轴正方向，不计粒子重力和粒子间相互作用。

(1)、沿 $x$ 轴正向从左向右观察，判断亥姆霍兹线圈通入电流的方向为顺时针还是逆时针？

(2)、未加电场时，粒子在线圈间做匀速圆周运动，求粒子做圆周运动的半径 $r$ ；

(3)、电场与磁场共存时，若粒子源在垂直于 $x$ 轴的平面内，沿各向持续均匀发射速度大小均为 $v_{0}$ 的粒子，单位时间发射的粒子数为 $n$ ，粒子打到探测屏后被立即吸收，圆形探测屏的半径 $R > 2 r$ 。若要使所有粒子恰好打在探测屏的中心，求 $O P$ 间的最小距离 $d_{min}$ 。

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15. 如图所示，带电量 $q = + 1.0 \times 10^{- 2} C$ 、质量 $m_{1} = 1 kg$ 的滑块|以 $v_{0} = 6$ m/s的速度滑上静置在光滑水平面上的质量 $m_{2} = 0.5$ kg的绝缘木板，滑块与木板间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，一段时间后滑块与木板以共同速度进入方向水平向左的电场区域，以水平面为x轴、电场区域左侧竖直边界为y轴建立直角坐标系，不同位置的电场强度大小E随x变化的规律为 $E = k x$ ，其中 $k = 1 \times 10^{2}$ V/m²。滑块可视为质点，电量保持不变，且始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 $g = 10$ m/s²。求：

(1)、滑块与木板进入电场前因摩擦产生的热量；

(2)、滑块进入电场后即将与木板产生相对滑动时的横坐标x₁与此时滑块的速度大小；

(3)、已知滑块与木板在电场中未再次达到共同速度，则滑块从进入电场到向左运动到速度最大的过程中，电场力对其做的功和滑块向左运动过程中的最大速度大小。

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