山东省青岛第三十九中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷

青岛39中高二年级11月份期中检测试题 物 理 考试时间：90分钟 总分：100分 一、单选题（每题3分，共24分） 1．如图，下列说法正确的是（　　） A．甲图中要增大粒子引出时的最大动能，增加电压U即可 B．乙图是磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的正极 C．若不计重力影响，丙图可以判断粒子的电性，且粒子沿直线匀速通过的条件是 D．丁图中若载流子（电场作用下能作定向运动的带电粒子）带负电，稳定时C面电势低 2．如图所示，有一带电粒子贴A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为时，带电粒子沿轨迹①从两板正中间飞出；当偏转电压为时，带电粒子沿轨迹②落到B板中间；设两次射入电场的水平速度相同，则电压、之比为（　　） A．1：8 B．1：4 C．1：2 D．1：1 3．如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体框abcde置于磁场中（ab边水平），用导线将恒压电源U连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确的是（　　） A．bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4 B．ba边所受的安培力方向竖直向上 C．ba边与bc边所受的安培力大小相等 D．导体框所受的安培力为0 4．如图所示，圆形区域的圆心为，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，为圆的直径，从圆上的点沿方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从点离开磁场，乙粒子从点离开磁场。已知，不计粒子受到的重力，下列说法不正确的是（　　） A．乙粒子带负电荷，甲粒子带正电荷 B．乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1:3 C．乙粒子与甲粒子的比荷之比为3:1 D．乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为 5．质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的、、三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为、，速度选择器中匀强电场电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则（　　） A．速度选择器中的电场方向向左，且三种粒子均带正电 B．三种粒子的速度大小均为 C．打在点的粒子的比荷最大，且其在磁场中的运动时间最长 D．如果三种粒子电荷量均为q，且、的间距为，则打在、两点的粒子质量差为 6．如图所示，间距为L的水平边界MN、PQ之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一正方形线框位于磁场区域上方某一高度，线框的边长为L、ab边的电阻是dc边电阻的2倍，ad边、bc边的电阻不计。若线框由静止释放，t=0时刻dc边进入磁场，一段时间后ab边进入磁场并匀速穿过磁场，整个线框通过磁场区域的过程中，ab边与dc边保持水平，则下列关于a、b两点之间电势差Uab随时间t变化的图像肯定错误的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计。将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将B板向上平移一小段距离，则（　　） A．带电油滴将沿竖直方向向下运动 B．M点电势将降低 C．在B板上移过程中，电阻R中有向右的电流 D．电容器的电容将减小 8．如图所示，直流电路中电源电动势为，内阻为r、、为定值电阻，为滑动变阻器，已知，电容器电容，现闭合，断开，下列说法正确的是（　　） A．将滑动变阻器滑片逐渐向左滑动，电压表示数U增大，电流表示数减小 B．将滑动变阻器滑片逐渐向左滑动，电容器两端电势差保持不变 C．将滑动变阻器滑片逐渐向左滑动，保持不变 D．滑动变阻器滑片置于中点，闭合，电容器充电，电荷量增加 二、多选题（每题4分，共16分） 9．如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是（    ） A．线框有面积缩小的趋势 B．线框中产生顺时针方向的感应电流 C．线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D．线框沿垂直于直导线方向向右平动 10．如图所示，图中虚线为某电子透镜内电场中等差等势面的分布图，a、b是其中的两个等势面，一个电子在电场中运动的轨迹为图中的实线。不计电子的重力，则下列说法正确的是（　　） A．等势面a比等势面b电势高 B．电子在B点的动能一定比在A点动能大 C．若电子从A运动到B，加速度一直减小 D．若电子从B运动到A，电场力一直做正功 11．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（    ）    A．电源的内阻为 B．当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为 C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为 D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为 12．图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行光滑直金属导轨，间距为L=0.5m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场垂直。质量为m=0.2kg的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R=0.4Ω的电阻，其他电阻忽略不计。现由静止释放导体棒ab，重力加速度为g=10m/s2。则 （　　） A．导体棒下滑过程中做匀加速直线运动 B．导体棒能够达到的最大速度为5m/s C．最大速度时电路消耗的总功率为10W D．导体棒下落 1m过程中通过电阻R的电量是1C 三、实验题 13．（6分）在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有： 电压表V1（量程3V）；电压表V2（量程15V）； 电流表A1（量程0.6A）；电流表A2（量程3A）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值300Ω）； 干电池；开关S；导线若干； (1)选择合适的器材：滑动变阻器应选 （填写所选器材前的符号） (2)测得的7组数据已标在如图所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。（注意纵坐标未从0开始） (3)按照图1的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。下列图像中哪一个是该实验的分析 。 (4)图3中虚线U-I的函数解析式是，如果考虑电表内阻影响，图3实线U-I的函数解析式是 。（解析式中可能用到的物理量：电源电动势E，内阻r，电压表内阻RV，电流表内阻RA） 14．（6分）为了测量一精密金属丝的电阻率： I．先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻如图所示，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其长度是 mm。 II．为了减小实验误差，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下： A．电流表A1，量程为0~300μA，内阻r1=100Ω B．电流表A2，量程为0~0.6A，内阻r2约为0.1Ω C．定值电阻R1=900Ω D．定值电阻R2=9900Ω E．滑动变阻器Rp，最大阻值为5Ω F．电源（电动势约为3V） G．开关一只，导线若干 回答下列问题： ①实验中需要利用电流表A1改装成电压表，则应选择定值电阻 （选填“R1”或“R2”）； ②实验设计电路如图所示，为提高实验测量准确度，电流表A1左端a应接 （选填“b”或“c”）； ③以A2示数I2为横轴，A1示数I1为纵轴作I1-I2图像，若图像斜率为k，则金属丝的电阻Rx= （用r1、k、R1或R2表示）。 四、计算题 15．（9分）某物理兴趣小组通过以下装置对火车速度和加速度进行测量。如图A所示，在火车头下方安装一枚磁体，并在铁轨下埋设相距r的两个4匝线圈，每匝都为四边封闭的矩形，且都与测量仪器相连。其原理如图B所示，磁体下表面附近的磁感应强度B=0.002T，线圈材质为铜制（其表面有绝缘漆），长度a=0.4m，宽度为，线圈总电阻R=0.4Ω，线圈与测量仪器间的线路阻值及测量仪器内阻忽略不计，测量数据如图C所示。最终结果均保留2位有效数字。 （1）求火车在处时的速度v1大小和在处时的速度v2大小； （2）若火车做匀加速直线运动，求火车加速度大小。 16．（9分）如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好从轴上坐标为（0,2d）的点射出电场，再经过一段时间恰好不从轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求： （1）从轴上点射出电场时的速度大小和方向； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 （3）粒子在匀强磁场运动的时间。 17．（14分）如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d=1.5m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求： （1）金属棒刚进入磁场时的速度v的大小； （2）金属棒刚进入磁场时的加速度a； （3）金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。 18．（16分）如图所示，竖直平面内有直角坐标系xOy，y轴竖直，两平行金属板MN、PQ竖直正对放置，Q点与坐标原点O重合，板的长度均为d，仅在板间存在沿x轴正方向的匀强电场（未画出）。y轴右侧有垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。从板外A点将一质量为m、电荷量为的小球以初速度 沿x轴正方向抛出，小球从M点进入两板间，沿直线从Q点离开，进入右侧的匀强磁场区域。已知小球从A点到M点与从M点到Q点经历的时间相等，重力加速度为g，求： （1）两板间的电场强度大小。 （2）小球离开Q点时的速度大小。 （3）小球在磁场中运动的最小速度以及偏离x轴的最大距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 高二物理期中考试试题 参考答案及详解 1．D 【详解】A．甲图中当粒子的动能达到最大时，其在D形盒中的做圆周运动的半径为D形盒的半径，根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的动能为联立解得可知增加电压U，不能增大粒子引出时的最大动能，故A错误； B．乙图中当带有正、负粒子的等离子体通入两板间时，根据左手定则，带正电的离子向下偏转，负离子向上偏转，故B板相当于电源正极，A板是发电机的负极，故B错误； C．丙图是速度选择器，粒子能够沿直线匀速通过时，由受力平衡可得解得 可知粒子能够沿直线匀速通过的条件是，但并不能判断粒子的电性，故C错误； D．丁图中若载流子带负电，根据左手定则可知负电荷受到的洛伦兹力向左，即负电荷向C面偏转，则稳定时C面电势低，D面电势高，故D正确。 2．A 【详解】设两板长为l，宽为d，带电粒子在电容器中做类平抛运动，轨迹①、②的加速度大小分别为，对轨迹①，对轨迹②， 联立得故选A。 3．A 【详解】B．由电路可知，流过ab边的电流方向由b向a，由左手定则可知ba边所受的安培力方向竖直向下； AC．设导体框的边长为L，单位长度的电阻为。由欧姆定律可得ab边的电流为 流过bcdea边的电流为又bcdea边与ba边在磁场中的有效长度相等，则由公式F＝BIL 可知安培力的大小与电流成正比，则bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4，同理ba边与bc边所受的安培力大小之比为4：1； D．整个导体框所受的安培力大小为由左手定则可知安培力的方向竖直向下，D错误。 4．D 【详解】A．由粒子偏转方向，根据左手定则可知，乙粒子带负电荷，甲粒子带正电荷； B．由题意可知，粒子的轨迹如图所示，设圆形磁场的半径为R，由几何关系可知甲的转动半径为 乙的转动半径为则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为； C．由洛伦兹力提供向心力，可得可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为； D．粒子的运动周期为可得乙粒子与甲粒子的周期比为粒子在磁场中运动时间为其中为速度的偏转角，则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为。 5．D 【详解】A．带电粒子通过速度选择器时，需要二力平衡，故 且两力方向相反。根据带电粒子在偏转磁场中的偏转方向，由左手定则，可知三种粒子均带正电，故速度选择器中，洛伦兹力方向为水平向左，可知电场方向向右，故A错误； B．三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受力平衡，有 得故B错误；C．粒子在磁场区域B2中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 得半径与三种粒子比荷成反比，故打在P3点的粒子比荷最小，在磁场中的运动时间为故打在P3点的粒子在磁场中的运动时间最长，故C错误；D．打在P1、P3两点的粒子间距为解得故D正确。故选D。 6．A 【详解】设dc边的电阻是r，ab边的电阻是2r，由于下落高度不确定，dc边进入磁场后，线框可能做匀速直线运动、加速度减小的加速直线运动或加速度减小的减速直线运动。dc边进入磁场时电动势E=BLv a、b两点之间的电势差dc边出磁场后当线框的加速度为0后，线框做匀速运动，a、b两点之间的电势差则BCD正确，A错误。 此题选择错误的，故选A。 7．B 【详解】D．根据平行极板电容器的决定式可知，将B板向上平移一小段距离，d减小，则电容增大；C．电容器两端电势差不变，根据可知，电量Q增大，电容器充电，A板为正极板，则电阻R中有向左的电流；B．下极板B接地，M点电势为 B板向上平移，则减小。A．初始时刻油滴静止，则重力等于电场力，结合U=Ed可知电场强度增大，则油滴向上运动。 8．C 【详解】A．闭合，断开，滑片逐渐向左滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，即电流表示数增大，根据闭合电路欧姆定律有可知，电压表示数U减小，故A错误；B．根据上述，闭合，断开，电容器所在支路等压等于路端电压，即等于电压表示数U，可知电容器两端电势差减小，故B错误；C．根据上述有则有可知，保持不变，故C正确；D．滑动变阻器滑片置于中点，闭合，此时，定值电阻与滑动变阻器并联后与定值电阻串联，电容器两端电压等于定值电阻两端电压，在滑动变阻器滑片置于中点，闭合之前，电容器两端电压为在滑动变阻器滑片置于中点，闭合之后，由于 则电容器两端电压为可知根据电容器电容的定义式有由于电压减小，可知电荷量减小，电容器处于放电状态，故D错误。故选C。 9．AD 【详解】AB．直导线中的电流增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流。故A正确；B错误； CD．由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动。故C错误；D正确。 故选AD。 10．AD 【详解】A．电场线与等势面垂直，电场力指向运动轨迹的凹侧，电子带负电，电子受到的电场力与电场方向相反，电子从A运动到B的过程中，电场力与速度的夹角大于，电场的方向向右，等势面a比等势面b电势高，故A正确； B．电子从A运动到B电场力做负功，动能减小，故B错误； C．等差等势面越密集的地方电场线也越密集，电场强度越大，则电子从A运动到B，电场强度先减小后增大，电子运动的加速度先减小后增大，C项错误； D．若电子从B运动到A，电场力一直做正功，故D正确。 故选AD。 11．AC 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律变形可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为 内阻为故A正确； B．根据乙图可知当小灯泡两端的电压为时，电流为，根据欧姆定律可得 故B错误； CD．把电源和小灯泡组成闭合回路，将在乙中作该电源对应的图象，如图所示 两曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数有， 所以，小灯泡的功率为故C正确，D错误。故选AC。 12．BCD 【详解】AB．导体棒下滑过程中产生的电动势为回路电流为 导体棒受到的安培力为联立可得根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为导体棒先向下做加速运动，随着速度v增大，则加速度a减小，可知导体棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当安培力与重力平衡时，导体棒做匀速直线运动，速度达到最大，则有解得导体棒能够达到的最大速度为故A错误，B正确； C．最大速度时，电路的电流为则电路消耗的总功率为故C正确； D．导体棒下落 1m过程中通过电阻R的电量为故D正确。 故选BCD。 1．(1)R1(2) 1.50（1.42～1.58） 1.04（1.00～1.09）(3)A(4) 【详解】（1）一节干电池的电动势大约1.5V，电压表应选择量程为3V的V1，一节干电池的内阻大约1Ω，为了精确测量电路中电流，电流表应选择量程为0.6A的A1，电路中的最大电阻约为 为了便于调节电路，滑动变阻器选择R1。 （2）[1][2]根据图中的点迹作图，如图所示 根据闭合电路欧姆定律可得根据图像可知干电池的电动势 干电池的内阻 （3）图1的实验误差来自于电压表的分流作用，当电压表示数为零时无电流通过电压表，此时测量值等于真实值，电压表的示数越大，实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大，故对应图3的U-I图像是A。 （4）由闭合电路欧姆定律可知解得 2． 2.095(2.093~2.097均可) 100.15 c 【详解】I[1]其直径为 [2]其长度是 II[3]要改装成3V的电压表，根据欧姆定律有 解得故选择定值电阻。 [4]由于电压表的内阻是已知的，所以电流表采用外接法，即电流表A1左端a应接c点，可以避免系统误差。 [5]根据部分电路的欧姆定律可得 整理得其斜率为整理可得 3．（1）15m/s，19m/s；（2）0.68m/s2 【详解】（1）当火车经过线圈上方时，线圈中的感应电动势 由图C可知，在处，感应电流则 解得 在处，感应电流则 解得 （2）由匀加速直线运动知解得加速度大小 4．（1）方向大小v=；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，粒子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，垂直电场方向上有=2d 沿电场方向，做匀加速直线运动，设加速度为，则有 位移夹角正切，则速度夹角正切tanθ=2tanα=1 即粒子恰好与轴成角从点射出电场，则有v= （2）根据题意，画出粒子的运动轨迹，与x轴相切 由几何关系可知，粒子进入磁场时的速度为 轨迹圆半径满足的几何关系为+R=2d，R= 由牛顿第二定律有解得 （3）根据题意，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的周期为 则粒子的运动时间为 5．（1）；（2），方向平行导轨向上；（3）s，11J 【详解】（1）金属棒从静止释放到刚进入磁场，机械能守恒，有 解得 （2）根据    则金属棒受到的安培力 根据牛顿第二定律得解得方向平行导轨向上； （3）金属棒穿过磁场过程，由能量守恒得 金属棒匀速运动时 得v’=2m/s 金属棒上产生的电热Q棒= 对m在穿越磁场过程中由动量定理：取沿斜面向下为正，由微元再累加可得 且 得s 6．（1）；（2）；（3）， 【详解】（1）小球从A点到M点与从M点到Q点，竖直方向做自由落体运动，两段时间相等，则竖直位移之比为，从A点到M点的竖直高度为，小球从A点到M点，竖直方向有设小球在M点的速度方向与水平方向夹角为θ，则有解得 小球在两板间沿MQ做匀加速直线运动，电场力与重力的合力沿MO直线， 有 解得 （2）小球在两板间沿MQ做匀加速直线运动，设两板间距离为l，则有 小球从A点到Q点，由动能定理可得 解得小球离开Q点时的速度大小 （3）小球进入磁场时，沿x轴正方向的分速度 沿y轴负方向的分速度 因 小球在磁场中的运动可分解为沿x轴正方向的速度大小为的匀速直线运动和在xOy平面内速度大小为的匀速圆周运动，当小球运动到圆周运动的最高点时速度最小，为 小球做匀速圆周运动，有 解得小球偏离x轴的最大距离 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$