2022级高二第一学期期末考试
物理试卷
单选题（本题共 8 个小题，每小题 4 分，共 32 分）
如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示，设a、b只受电场力作用，则( )
a一定带正电，b一定带负电
a的加速度将减小，b的加速度将增大
a的速度将减小，b的速度将增大
D. 电场力对a做正功，对b做负功
2． “歼-20”飞机是中国自主研制的新一代隐身战斗机，在第11届中国航展上首次公开亮相。由于地磁场的存在，飞机在我国上空一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差。则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（ ）
A．低 B．高 C．相等 D．以上情况都有可能
3． 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为 θ 斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是（ ）
A．金属杆受到的安培力的大小为
B．金属杆所受摩擦力大小为
C．金属杆对导轨压力可以为0
D．仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变
4. 如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊，将一蹄形电磁铁放在正下方，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是(从上往下看) ( )
顺时针方向转动，细线拉力减小
B. 逆时针方向转动，细线拉力增大
C. 顺时针方向转动，细线拉力增大
D. 逆时针方向转动，细线拉力减小
如图所示，某空间有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一带电小球在电磁场中沿直线ab运动，下列关于小球的说法中正确的是 ( )
A．带正电 B．运动方向一定为从a到b
C．动能减少 D．电势能增加
6. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。不计空气阻力，则小磁块 ( )
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在两个下落过程中的机械能都守恒
C. 在P中的下落时间比在Q中的长
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
7． 如图所示为现代科技在电磁场中的两种物理模型示意图，关于这两种模型及其应用的描述，下列说法正确的是 ( )
图甲是质谱仪结构模型，若仅增大磁感应强度B2，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大
图甲是质谱仪结构模型，若选用比荷更大的粒子进行实验，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大
C. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大磁感应强度B，可增大粒子的最大动能
D. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大交变电压U，可增大粒子的最大动能
8． 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上移动的过程中（电压表和电流表均可视为理想电表）（ ）
A. 电压表的示数减小
B．电流表的示数减小
C．电源的总功率增大
D．电源内阻消耗的电功率减小
多选题（共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分． 全部选对 6 分，漏选得 3 分，错选得 0 分．）
9． 心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。如图，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为的电容器，某次使用过程中，该电容器在内充电至电压，之后在时间内完成放电，则（ ）
A. 电容器充电后所带的电荷量为
B．电容器充电过程中电容一直增大
C．电容器放电过程中放电电流一直减小
D．电容器放电过程中平均电流为
10．电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点
B．图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点
C．图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D．图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
11．空间中存在方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线所示，一硬质细导线做成半径为的圆环固定在纸面内，圆心在上。时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度随时间的变化关系如图（b）所示，则在到的时间间隔内（ ）
A．圆环所受安培力的方向始终不变
B．圆环所受安培力的大小始终不为0
C．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向
D．圆环中的感应电动势大小为
12．两个比荷相等的带电粒子a、b，以不同的速率va、vb对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，两粒子射出磁场时的速度偏转角分别为1200、600，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．粒子射入磁场中的速率
C．粒子在磁场中的运动时间
D．若将磁感应强度变为原来的 倍，a粒子在磁场中运动的时间将变为原来的
三、实验题（每空2分共16 分）
13．（6分）
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小灯泡“3V，0.6A” B．电流表A1（量程0.6A，内阻约为5Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻约为10kΩ） D．电压表V2（量程15V，内阻约为50kΩ）
E．滑动变阻器 （最大阻值为100Ω，额定电流50mA）
F．滑动变阻器 （最大阻值为10Ω，额定电流1A）
G．电源 （电动势为4V，内阻不计） H．开关及导线等
（1）在图甲实物图中，有部分线已连好，要求小灯泡的电压从零开始测量，请连成符合要求的完整的电路图。
（2）某同学实验后作出的图像如图乙所示，则当灯泡两端的电压为1.6 V时，灯泡的实际电阻是 Ω （结果保留两位有效数字）。
（3）若将此灯泡与电动势为1.4 V，内阻为2.8 Ω 的电源串联，灯泡消耗的功率是 W。（结果保留两位有效数字）
14．（10分）
某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。
实验器材：
A．电池组（两节干电池） B．定值电阻
C．毫安表（量程为50mA，内阻） D．电压表（量程为3V，内阻很大）
E．滑动变阻器R F．电阻箱
G．开关 H．导线若干
（1）将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为 mA。
（2）实验步骤如下：
①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到最 端（选填“左”或“右”）；
②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。
（3）结合实验数据可以计算出两节干电池的总电动势E= V，总内阻= （结果均保留两位有效数字）。
（4）忽略电压表内阻 （选填会”或“不会”）对实验结果产生影响。
四、计算题（共 28 分）
（10分）
如图所示，一个质量m = 0.1 g、电荷量q = 5×10-4 C的小滑块(可视为质点)，放在倾角为α = 37°的光滑绝缘斜面顶端(斜面足够长)，斜面置于B = 0.4 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，小滑块运动一段距离后离开斜面，g取10 m/s2，求：
（1）小滑块的电性；
（2）小滑块离开斜面的瞬时速率；
（3）小滑块在斜面下滑的距离。
16．（18分）
在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确的注入离子，需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控。现在我们来研究一个类似的模型。在空间内存在边长 L = 0.64 m的立方体，以O为坐标原点，沿和方向分别建立x、y、z轴。在面的中心M处存在一粒子发射源，可在底面内平行于底面沿任意方向发射初速度，比荷的带正电粒子。在区域内施加一定的匀强电场或者匀强磁场，使粒子可以达到相应的空间位置。不计重力，则：
（1）在立方体内施加沿y轴正向的匀强电场，使粒子垂直于AC边射出的粒子从A'C ' 边中点离开，求施加电场的电场强度E的大小；
（2）在立方体内施加沿y轴正向的匀强磁场，若磁感应强度大小为，求粒子在磁场中运动时间的最小值和最大值；（结果可用π表示）
（3）在第（2）问的基础上再加上沿y轴正向的匀强电场，电场强度为。通过计算判断，第（2）问中最小时间和最大时间所对应的粒子能否从面飞出。2022级高二第一学期期末考试
物理参考答案
单选题
1 2 3 4 5 6 7 8
B B D B B C C D
多选题
9 10 11 12
ACD AD CD BC
实验题（每空2分）
（1）如右图所示 （2） 3.2 （3）0.14 ± 0.02
（1）500 （2）左 （3）3.0 2.0 （4）不会
计算题
（10分）
解：
正电荷 （2分）
得 （4分）
得 （4分）
（18分）
解：（1）粒子做类平抛运动
（1分）
（1分）
（1分）
得：N/C （2分）
评分参考：（共5分，公式各1分，答案2分）
（2）粒子做匀速圆周运动
（1分）
（1分）
得 （1分）
（1分）
粒子在平面做匀速圆周运动，粒子在磁场中运动时间最长的轨迹图如下
其中
同理可得
其中
联立解得
且有
解得
故有
解得
粒子在平面内运动时间最短的轨迹图如下
则有
解得
故有
解得
（10分）基本公式各1分，求出半径和周期各得1分。两种情况各3分，描绘出场景得1分，得到角度得1分，算出周期得1分。
（3）（3分）粒子在y轴方向的匀加速直线运动。若粒子能从平面射出，则有
（1分）
得
因为 （1分）
（1分）
故在磁场中运动时间最长的粒子能从平面射出，运动时间最短的粒子不能从平面射出。
