2024合江县马街中学高二上学期1月期末物理试题含解析

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第一部分 选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 图是一幅“能源分类相关图”以下四组能源中，全部符合图中阴影部分的是（ ）
A. 煤炭、石油、沼气B. 水能、潮汐能、天然气
C. 太阳能、风能、生物能D. 地热能、海洋能、核能
2. 输电线路会产生电能损失。一根某型号铜导线电阻约为0.8Ω，通过2A的电流时，10s内产生的热量约为（ ）
A. 5JB. 10JC. 24JD. 32J
3. 如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ。设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）
A. ΔΦ1>ΔΦ2B. ΔΦ1=ΔΦ2
C. ΔΦ1＜ΔΦ2D. 不能判断
4. 某同学用一个微安表头（量程1mA，内阻90Ω）电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流和电压两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
5. 隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m～0.1m之间的厘米波，隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m～10m之间的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（ ）
A. 米波不能产生偏振现象
B. 米波的频率约为厘米波频率的10倍
C. 米波的传播速度小于厘米波的传播速度
D. 常规雷达比米波雷达的分辨率更高
6. 如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（ ）
A. 用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大
B. 用户功率减小，电流线圈在铝盘中产生的涡流变大
C. 永久磁铁对铝盘起着电磁阻尼的作用
D. 当停止用电时，永久磁铁可以保持铝盘继续转动
7. 如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为R，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R的功率相等。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻两电流表示数均达最大
B. 时刻两电流表示数均为0
C. 原、副线圈匝数比
D. 对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大
8. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A. 向右加速运动B. 向左加速运动
C. 向右减速运动D. 向左减速运动
9. 如图所示，、、为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示。点为三角形的中心到三个顶点的距离相等，已知导线在三角形中心点处所产生的磁场的磁感应强度大小为，则（ ）
A. 点的磁感应强度为B. 点的磁场方向沿连线方向指向
C. 导线受到的安培力方向水平向左D. 导线受到的安培力方向沿连线方向指向
10. 在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是（ ）
A. I减小，U1增大
B. I减小，U2增大
C. 电压表V2示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值不变
D. 电压表V示数的变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值变大
11. 质谱仪工作原理如图所示，大量粒子飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片上。在一次测试中，大量的某种粒子经加速电场加速后刚进入匀强磁场时的速度大小均为v，打在底片上的位置到M点的最小距离为，匀强磁场的磁感应强度为B，不考虑粒子的重力及它们之间的相互作用。则（ ）
A. 粒子比荷为
B. 加速电场的电压为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 大量粒子所经过磁场区域最窄处的宽度为
第二部分 非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二、实验题（共14分）
12. 某同学设计电路来探究镍铜丝的电阻与长度的关系。
（1）请思考电流表应选择的量程________，并用笔画线代替导线把电流表和滑动变阻器连接好________。
（2）调节的位置，闭合开关，读出的长度为时电压表和电流表的示数，算出对应的电阻，利用多组数据绘出如图（b）所示的图像。通过图线分析，写出镍铜丝的电阻与长度的函数关系式________。
（3）如果该镍铜丝的直径为，R-x图像的斜率为k，试用、写出其电阻率的表达式_________。
（4）如图（c），用螺旋测微器测金属丝直径为________；如图（d），用游标卡尺测量金属丝长度为________。
13. 图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为100μA，内阻为450Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。
（1）图a中的B端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω
（3）某次测量时该多用电表B端是与“1”相连的，指针位置如图b所示。则读数为________mA；
（4）某次利用多用电表欧姆挡探测一个不含电源的黑箱中元件，如图c，已知黑箱中只有两个元件，且分别在A、B和A、C之间。当红、黑表笔分别接在A、B时，指针首先向右摆动，然后又慢慢地向左回归至“∞”位置；将红、黑表笔分别接在A、C，指针指在“∞”位置，将红、黑表笔分别接在C、A，指针指在“0”刻线偏左一点。在图c的黑箱图中画出电学元件_________。
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求：
（1）安培力的方向。
（2）磁感应强度大小。
（3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？
15. 利用电动机搭建如图所示电路来提升重物，M为电动机，R0、R1为电阻箱。当闭合S0、S2，断开S1，调节时，电流表示数1A，稳定时电动机恰好能以2m/s的速度匀速提升重4N的物体；当闭合S0、S1、S2，调节，时，电流表示数1.6A，稳定时电动机又恰好能以2m/s的速度匀速提升重4N的物体。不计空气阻力、电流表内阻和电机内部摩擦。求：
（1）电动机的内阻；
（2）电源电动势E和内阻r。
16. 霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。Oxy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射。入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度小于v0时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。
（1）求电场强度的大小E；
（2）若电子入射速度为，求运动到速度为时位置的纵坐标y1；
（3）若电子入射速度在0 < v < v0范围内均匀分布，求能到达纵坐标位置的电子数N占总电子数N0的百分比。