2022-2023学年四川省绵阳市南山重点学校高二（下）期中
物理试卷
一、选择题（本大题共9小题，共36分）
1. 如图所示，两个不带电的导体和，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开( )
A. 此时带正电，带负电
B. 此时带正电，带正电
C. 移去，贴在、下部的金属箔都闭合
D. 先把和分开，然后移去，贴在、下部的金属箔都闭合
2. 如图，三个固定的带电小球、和，相互间的距离分别为，，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线．设小球、所带电荷量的比值的绝对值为，则( )
A. 、的电荷同号， B. 、的电荷异号，
C. 、的电荷同号， D. 、的电荷异号，
3. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在点的点电荷，以表示两板间的电场强度，表示点电荷在点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A. 增大，增大 B. 增大，不变 C. 减小，增大 D. 减小，不变
4. 在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流和磁场以及磁场对电流作用力三者的方向，其中错误的是( )
A. B.
C. D.
5. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由到的电流，则导线受磁场力后的运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
6. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由极的上端平行于桌面移到极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力( )
A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力
B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力
C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力
D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力
7. 如图所示，质量为的带电绝缘小球可视为质点用长为的绝缘细线悬挂于点，在悬点下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从点由静止释放，小球从点和点向最低点运动，则下列说法中错误的是( )
A. 小球两次到达点时，速度大小相等
B. 小球两次到达点时，细线的拉力相等
C. 小球两次到达点时，加速度相同
D. 小球从至和从至过程中，所用时间相等
8. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率沿直线从左向右水平飞越此区域，则( )
A. 若电子以速率从右向左飞入，电子也沿直线运动
B. 若电子以速率从右向左飞入，电子将向上偏转
C. 若电子以速率从右向左飞入，电于将向下偏转
D. 若电子以速率从左向右飞入，电子也沿直线运动
9. 如图所示，一个质量为、电荷量为的带正电油滴，在平行于纸面的匀强电场中由静止沿斜向右下方做直线运动，其轨迹与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A. 电场强度的最小值等于 B. 电场强度的最大值等于
C. 带电油滴的机械能可能增加 D. 电场力可能对带电油滴不做功
二、非选择题（64分）
10. 某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为的小球用绝缘丝线系在铁架台上，将带电荷量为的带电体置于水平桌面上，先后移动到、、等位置，调节丝线的长度使带电小球和带电体始终位于同一水平线上。
若带电小球的质量为，重力加速度为，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角为，则带电小球受到的静电力大小为_____用、及的三角函数表示。
本实验方案采用的物理方法是_____选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”。
通过上述操作可以得出的结论有_____。
A.保持、不变，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大
B.保持、不变，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大
C.保持带电体的位置不变，带电体的带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的夹角越大，静电力越大
D.保持带电体的位置不变，带电小球的带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的夹角越小，静电力越小
11. 在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路如图甲所示。
实验过程中，电流表应选用__________；滑动变阻器应选用__________请填写选项前对应的字母
A.电流表量程，内阻约
B.电流表量程，内阻约
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
实验中要求电流表测量通过电池的电流，电压表测量电池两极的电压。根据如图甲所示的电路可知：电流表测量值__________真实值选填“大于”或“小于”。
用如图甲所示的电路根据正确实验操作测得的数据如下表：
据测得的实验数据，在如图乙所示的坐标图上作出图像________。
实验中测得干电池的电动势__________；内阻__________。
若测量的是新干电池，其内电阻很小，在较大范围内调节滑动变阻器的阻值，电压表读数变化__________。选填“明显”或“不明显”或“无法确定”
12. 如图所示，内表面光滑绝缘的半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点时，小球与轨道压力恰好为零，取，求：
小球在点处的速度大小；
小球运动到最高点时对轨道的压力．
13. 如图所示，在平面直角坐标系的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。一质量为、电荷量为的带电粒子从点沿图示方向以的速度进入磁场，从轴上的点离开磁场点未画出。已知。粒子重力不计，，，求：
的距离；
若粒子不能进入轴上方，求磁感应强度满足的条件。
14. 振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力及合力的说法中正确的是( )
A. 回复力为零，合力不为零，方向指向悬点
B. 回复力不为零，方向沿轨迹的切线
C. 回复力就是合力
D. 回复力为零，合力也为零
15. 如图所示为一质点的振动图象，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是( )
A. 该振动为简谐振动
B. 该振动的振幅为
C. 质点在前内通过的路程为
D. 末，质点的振动方向沿轴负方向
16. 根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是( )
A. 甲是振动图象，乙是波动图象
B. 甲是波动图象，乙是振动图象
C. 甲中质点向下振，乙中时刻质点向下振
D. 甲中质点向上振，乙中时刻质点向下振
17. 根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为_______。
在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是_______。
A.测量周期时，时间内全振动的次数少数了一次
B.摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，摆长略微变长
C.单摆振动时，摆线的偏角太小
D.在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长
E.小球没有在同一竖直面内运动，形成了圆锥摆圆锥摆周期
某同学测出了多组摆长和运动周期，并根据相应的实验数据作出了图像，如图所示，根据图像可知小球的半径是____，中的数据算出了重力加速度的数值为_______保留三位有效数字
18. 如图所示，一列简谐横波的波源与、、三点在同一直线上．某时刻波刚好传播到点，此时点位于波谷．已知波长的范围为：，，周期，振幅，求：
通过分析计算判断波源的起振方向；
再经过求点振动的路程．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了静电感应这个知识点；要注意理解感应起电的性质，并明确正负电荷之间的相互作用所带来的现象，能通过所学物理规律进行分析解答。
根据静电感应规律可明确两端所带电性，再根据电荷间的相互作用分析移走后所带电量，即可明确金箔能否闭合。
【解答】
由静电感应可知，左端带负电，右端带正电，故A、B错误；
C.若移去，、两端电荷中和，则贴在、下部的金属箔都闭合，故C正确；
D.先把和分开，然后移去，则、带的电荷不能中和，故贴在、下部的金属箔仍张开，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
对小球受力分析，根据库仑定律，与矢量的合成法则，结合几何关系，及三角知识，即可求解。
考查库仑定律与矢量的合成法则，掌握几何关系，与三角形相似比的运用，注意小球的合力方向可能向左，不影响解题的结果。
【解答】
根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球所受库仑力的合力的方向平行于，的连线，可知，，的电荷异号，对小球受力分析，如下图所示：
因，，，因此，
依据相似三角形之比，则有：；
而根据库仑定律，，而
综上所得，，故ABD错误，C正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】
【分析】
电容器和电源断开，极板上的电量不变，根据电容器的决定式可分析电容的变化，再根据定义式分析电压的变化，从而分析静电计指针夹角的变化；根据分析电场强度的变化；根据电势与电势差之间的关系可分析点电势，再由电势分析电势能的变化。
解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变。
【解答】
电容器和电源断开，电量不变，上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容增大，则根据可知，电压减小，故静电计指针偏角减小；
两板间的电场强度为：，因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；
再根据设与下极板距离为，则点的电势，电势能，因此电荷在点的电势能保持不变，故D正确，ABC错误。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
安培定则、左手定则、右手定则等应用容易混淆，因此平时要加强训练，熟练应用这几种定则进行有关物理量的判断。
通电直导线所受安培力的方向根据左手定则判断。用左手定则逐一检查四个选项，选择正确的选项。
【解答】
根据左手定则可知：三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求方向一致，故正确；图中电流和磁场方向一致，不受安培力，故C错误。
本题选错误的，故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况；会找到一些有代表性的特殊位置求解。
通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况．当导体转动后，我们可以认为电流向右偏内，受力也将发生变化，为了简便，我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况，再判出导体的运动情况。
【解答】
如图所示．可以判断导线受磁场力后从上向下看逆时针方向转动．再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图所示，导线还要靠近螺线管，所以D正确，ABC错误。
6.【答案】
【解析】解：如图所示，导线在极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力；
如图所示，当导线在极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力；
由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁铁的弹力始终大于磁铁的重力；
故ABD错误，C正确；
故选C．
由左手定则判断出导线所受安培力的方向，根据牛顿第三定律判断磁铁所受磁场力的方向，然后判断磁铁受到的摩擦力方向，判断桌面对磁铁的弹力如何变化．
首先根据左手定则确定出通电导线所受安培力方向，然后根据牛顿第三定律确定出条形磁铁所受安培力的方向，最后根据共点力的平衡确定出静摩擦力的方向，是此类题目的解答思路．
7.【答案】
【解析】A.可视为质点的带电小球在磁场中要受到洛伦兹力作用，由于洛伦兹力方向总是垂直于速度的方向，所以洛伦兹力不做功，细线的拉力也不做功，只有重力做功，与没有磁场一样，所以，小球的机械能一直守恒，小球两次到达点时，速度大小相等，故A正确，不符合题意；
B.设小球两次到达点时速率为，并假设小球带正电，小球向右通过点时，小球受到的洛伦兹力向上，根据牛顿第二定律得
可得细线的拉力为
小球向左通过点时，小球受到的洛伦兹力向下，根据牛顿第二定律得
可得细线的拉力为
可知小球两次到达点时，细线的拉力不相等，故B错误，符合题意；
C.小球从至和从至过程中，速度大小相等，故加速度
相同，方向指向圆心，故C正确，不符合题意；
D.小球从运动至和从运动至洛伦兹力不做功，细线的拉力也不做功，小球在同一高度处的速度大小相等，所以所用的时间相同，故D错误，不符合题意。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
先根据正交电场和磁场的方向，判断从左边水平射入的正离子的受力，由此可知电场力和洛伦兹力平衡，从而得出正离子的速度，由此可得无论什么电性的粒子，以这速度从左边水平射入，都不会偏转。但是从右边水平射入，电场力和洛伦兹力方向会一致，就会发生偏转。
此题考察了速度选择器的问题，在速度选择器中，粒子的受力特点是：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；粒子能匀速通过选择器的条件是电场力和洛伦兹力平衡。
【解答】
正离子从左边进入电场，在电场中受到向上的电场力和向下的洛伦兹力作用，因恰能沿直线从左边水平飞出，可知电场力和洛伦兹力平衡，有，得，电子从右侧进入电场，受到的电场力方向向上，由左手定则可知，洛伦兹力方向也向上，所以电子将向上偏转，故AC错误，B正确；
D.若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下，当速度时，电子也沿直线运动，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】解答：、带电小球的运动轨迹为直线，在电场中受到重力和电场力，其合力必定沿此直线向下，根据三角形定则作出合力，由图看出，当电场力与此直线垂直时，电场力最小，场强最小，则有，得到，无最大值，故AB错误；
、当时，电场力方向与速度方向垂直，电场力不做功，小球的电势能一定不变；这种情况下只有重力做功，小球的机械能不变，故D正确；
当电场力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，小球的机械能增加，故C正确。
故选：。
分析：带电小球只受重力和电场力，由于小球做直线运动，合力方向与竖直方向夹角为，结合平行四边形定则分析最小的电场力，根据电场力方向确定电场力做功情况。
本题关键是对物体受力分析后，根据平行四边形定则求出电场力的大小和方向，然后根据功能关系判断，注意电场力与速度的夹角是解题的关键。
10.【答案】 ；
控制变量法；
【解析】
【分析】根据受力分析和几何关系得出库仑力的大小
根据实验原理选择正确的实验方法
根据实验原理和电荷重新分布的特点完成分析。
本题主要考查了库仑定律的相关应用，数悉公式，结合受力分析和几何关系即可完成解答。
【解答】根据题意，对带电小球受力分析，受重力、绳子拉力和库仑力，如图所示：
由平衡条件可得；
本实验为“探究影响电荷间相互作用力的因素”，需采用的物理方法是控制变量法；
根据题意，由库仑定律可知，保持、不变，当距离最小时，库仑力最大，丝线偏离竖直方向的夹角最大，即带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大，故B正确，A错误；
根据题意，由库仑定律可知，保持两电荷距离不变，则电荷量的乘积越大，库仑力越大，丝线偏离竖直方向的夹角越大，故D错误，C正确。
故选BC。
11.【答案】 小于 不明显
【解析】由于一节干电池的电动势大约为，电路中测量的最大电流为，则实验过程中，电流表应选用。
电路采用限流式控制电路，根据
则滑动变阻器应选用，不用，采用太大阻值的滑动变阻器不方便调节。
由于该电路采用外接法测电源电动势与内阻，引起误差原因是电压表分流，则电流表测量值小于真实值。
据测得的实验数据，在如图乙所示的坐标图上作出 图像，如图所示
根据
则图像的纵轴的截距表示干电池的电动势，图像的斜率表示电源的内阻，则有
，
根据
若测量的是新干电池，其内电阻很小，在较大范围内调节滑动变阻器的阻值，电压表读数变化不明显。
12.【答案】解：重力，电场力，在点，根据牛顿第二定律有，解得：；
设球在点的速度大小为，从到过程，由动能定理有：，
在点，设轨道对小球弹力为，则有：，解得：，由牛顿第三定律有：，联立解得：小球运动到最高点时对轨道的压力大小，方向竖直向上。
【解析】本题主要考查带电小球在复合场中的圆周运动。
在点，对小球受力分析，根据牛顿第二定律列方程即可求得小球在点处的速度大小；
小球从到过程，由动能定理列方程，在点，对小球受力分析，根据牛顿第二定律列方程，结合牛顿第三定律，联立即可求得小球运动到最高点时对轨道的压力。
13.【答案】解：带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：，得
代入数据得：
而
故圆心一定在轴上，轨迹如图甲所示．
由几何关系可知：，故
带电粒子不从轴射出如图乙，由几何关系得：
由并代入数据得： 取“”也可
【解析】分析可知粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用洛伦兹力提供向心力求出半径公式，结合几何关系即可求出的距离；
粒子不能进入轴上方的临界条件为轨迹恰好与轴相切，利用洛伦兹力提供向心力结合临界几何关系，可以求出若粒子不能进入轴上方，磁感应强度满足的条件。
14.【答案】
【解析】单摆的回复力不是它受到的合力，而是重力沿圆弧切线方向得分离，当摆球运动到平衡位置时回复力为零，但小球还有向心力，方向指向悬点，即为小球所受的合力。
故选A。
15.【答案】
【解析】A.该图象表示质点的位移随时间周期性变化的规律，是简谐振动，故A正确；
B.由题图可知该振动的振幅为，故B错误；
C.由题图可知质点振动的周期为，每振动一个周期，通过的路程为，而
质点通过的路程为
故C错误；
D.根据振动规律可知，末质点的振动方向沿轴负方向，故D正确。
故选AD。
16.【答案】
【解析】解：、波动图象是反映同一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，可知甲图为波的图象。振动图象反映的是同一质点在各个时刻的位移，可知乙图为振动图象。故A错误，B正确。
、在甲图中，根据波形平移法可知，质点向上振。在乙图中，根据斜率等于速度，可知时刻质点的速度为负，说明时刻质点向下振。故C错误，D正确。
故选：。
看坐标轴含义判断图象的性质；振动图象反映的是质点的位移随时间的变化规律，波动图象是反映同一时刻各个质点偏离平衡位置的位移．在波动图象中，根据波形的平移法判断质点的振动方向．在振动图象中，根据斜率分析质点的振动方向．
本题关键是明确波动图象与振动图象的区别，波动图象是反映同一时刻各个质点的位移情况，振动图象是反映同一个质点在不同时刻的位移情况．两种图象判断质点振动方向的方法不同，不能搞混．
17.【答案】
【解析】游标卡尺的读数为
由单摆的周期公式 ，得
A.测定周期时，全振动次数少数了一次，则所测周期偏大，所测重力加速度偏小，故A错误；
B.摆线振动中松动变长，可知摆长的测量值偏小，所测的重力加速度偏小根据 可知重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C.摆角偏小不影响重力加速度的测量，故C错误；
D.在测量摆长时，将细线的长度加上小球的直径作为摆长，则摆长测量值变大，根据可知 所测重力加速度偏大，故D正确；
E.小球不在同一竖直平面内运动，成为圆锥摆运动，由圆锥摆的周期
可知周期偏小，所测重力加速度偏大，故E正确。
故选DE。
由图可知 图像不经过原点，其原因是测量摆长时没有加上小球的半径，
导线图像向左平移，可知小球的半径为，根据 可得
可知 图像图像斜率
解得
18.【答案】解：由，则可知
假设波源的起振方向向上，由波刚好传播到点时，点所在位置，可得
可得波长为
与题意不符合
假设波源向下起振，由波刚好传播到时，点所在位置，可得
可得波长为
与题意符合，故波源的起振方向向下；
由前面的分析，结合已知可得波速为
波从点传播到点，所需要的时间为
则可知质点的振动时间为
所以质点的路程为
答：通过分析计算判断波源的起振方向为向下；
再经过求点振动的路程为。
【解析】分别对波源向上与向下起振两种情况结合已知进行分析与排除即可；
先求出波速，即可求出波由点传播到点的时间，也就可知点的振动时间，根据振动时间与周期的关系求解质点通的路程。
对于波的多解问题，一般采用的方法是去整留零；在求质点通过的路程时，首先要确定质点振动时间与周期的关系，然后再确定质点的初始位置，则可分析路程。
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