72，黑龙江省哈尔滨市第一中学校2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷

这是一份72，黑龙江省哈尔滨市第一中学校2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在
B. 从公式来看，场强大小与成正比，与成反比
C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷
D. 根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场是客观存在的，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，故A错误；
B．是电场强度的定义式，场强只有电场自身决定，与、均无关，故B错误；
C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷，故C正确；
D．当两点电荷间的距离趋近于零时，不再成立，不能得到电场力将趋向无穷大的结论，故D错误。
故选C。
2. 将一通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，下列四幅图中，磁场方向、电流方向和导线所受安培力方向三者关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．由左手定则，安培力竖直向上，A错误；
B．由左手定则，安培力水平向左，B正确；
C．由左手定则，安培力竖直向下，C错误；
D．电流与磁场平行，不受磁场力，D错误。
故选B。
3. 两个电荷量相等的带电粒子，在同一匀强磁场中只受磁场力作用而做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（ ）
A. 若它们的运动周期相等，则它们的质量相等
B. 若它们的运动周期相等，则它们的速度大小相等
C. 若它们的轨迹半径相等，则它们的质量相等
D. 若它们的轨迹半径相等，则它们的速度大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
解得
则周期
可知，当T、B、q相同时，它们的质量相等，与速度没有关系， B错误A正确；
CD．根据
解得
则当r、q、B相同时，mv是一个定值，不能判断质量和速度关系，CD错误。
故选A。
4. 如图所示，甲、乙为两个独立电源（外电路为纯电阻电路）的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（ ）
A. 路端电压都为U0时，它们的内电阻相等
B. 电流都是I0时，两电源的内电压相等
C. 电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D. 电源甲的内阻小于电源乙的内阻
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U0），路端电压与干路电流均相等，说明两电源的外电阻相等，故A错误；
D．图线的斜率的绝对值表示电源内阻，图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值，表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D错误；
C．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，电源甲的电动势大于电源乙的电动势，故C正确；
B．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为电源甲的内阻比电源乙的内阻大，所以当电流都为I0时，电源甲的内电压较大，故B错误。
故选C。
5. 如图所示，金属环从条形磁铁的正上方A处由静止开始下落（ ）
A. 从A到B，穿过金属环的磁通量减少
B. 从A到B，金属环受磁场力方向向下
C. 从B到O，穿过金属环的磁通量增加
D. 从B到O，金属环不受磁场力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A．从A到B，穿过金属环的磁通量增加，选项A错误；
B．从A到B，根据“来拒去留”可知，金属环受磁场力方向向上，选项B错误；
C．根据条形磁铁内外的磁感线分布可知，线圈在O点时内外磁感线抵消的最少，则磁通量最大，即从B到O，穿过金属环的磁通量增加，选项C正确；
D．从B到O，穿过金属环的磁通量增加，根据楞次定律可知，金属环受向上的磁场力的作用，选项D错误。
故选C。
6. 如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v­t图像中，可能正确描述上述过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】线框进入磁场时，由右手定则和左手点则可知线框受到向左的安培力，由于，则安培力减小，故线框做加速度减小的减速运动；同理可知线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，不再受安培力作用，线框做匀速运动，本题选D．
7. 如图所示的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一粒子先后以不同速率从同一点正对圆心O射入磁场，分别从a、b两点射出，下列说法正确的是（ ）
A. b点射出的粒子运动半径较小
B. a点射出粒子速率较大
C. b点射出的粒子运动时间较长
D. a点射出的粒子速度方向反向延长线过O点
【答案】D
【解析】
【详解】
AB．b点射出的粒子运动半径较大，极限思想，速度越大粒子偏转方向越接近入射方向，所以AB错误；
C．如上图速度越大半径越大，但圆心越小，同一带电粒子在同磁场中运动其周期与速度无关，所以圆心越小，运动时间越小，则C错误；
D．如图带电粒子在圆形边界磁场中做匀速圆周运动，沿径向射入沿径向射出，所以a点射出的粒子速度方向反向延长线过O点，则D正确；
故选D。
8. 在竖直面内一绝缘正方形环上：AB、BC段中点处放有等量正电荷，AD、CD段中点处放有等量负电荷，a、b、c、d是正方形对角线上四点，它们到中心的距离均相等，则（ ）
A. b、d两点电势相等
B. a、c两点电势相等
C. a、c两点电场强度大小相等，方向相同
D. b、d两点电场强度大小相等，方向相反
【答案】BC
【解析】
【详解】AD．四个电荷在b、d点产生的电场如图所示
根据矢量合成法则，可知b、d两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成的电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，所以b、d之间的电场方向由b指向d，沿电场线方向电势降落，所以b、d两点的电势不等，故AD错误；
BC．四个电荷在a、c两点形成电场如图所示
根据矢量合成法则，可知a、c两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，AC是两组等量异种电荷连线的中垂线，所以AC为一条等势线，所以a、c两点电势相等，故BC正确。
故选BC。
9. 关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A. 图甲是速度选择器示意图，由图可知，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的速度
B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极
C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大
D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压
【答案】AC
【解析】
【详解】A．不计重力粒子能够沿直线匀速通过速度选择器，则有
解得
故A正确；
B．图乙中，根据左手定则可知带正电离子受到的洛伦兹力向下，带负电离子受到的洛伦兹力向上，则B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B错误；
C．图丙中，带电粒子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
可知打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的轨道半径越小，粒子的比荷越大，故C正确；
D．图丁中，当粒子的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有
粒子的最大动能为
可知粒子的最大动能与电压无关，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上间距d=1m的两平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B=5T。现有一质量m=1kg，电阻R=5Ω，边长也为d=1m的正方形单匝金属线圈MNPQ有一半面积位于磁场中，现让线圈由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行，线圈的下边MN穿出aa′时开始做匀速直线运动。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈做匀速直线运动时的速度大小为0.4m/s
B. 线圈速度为0.2m/s时的加速度为1.6m/s2
C. 线圈从开始运动到通过整个磁场过程中产生的焦耳热为3J
D. 从开始到线圈完全进入磁场的过程，通过线圈某一截面的电量为0.5C
【答案】AD
【解析】
【详解】A．线圈做匀速直线运动时，沿斜面有
两式联立得
故A正确；
B．线圈速度为0.2m/s时，沿斜面有
解得
故B错误；
C．线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中，根据能量守恒定律有
代入数据有
故C错误；
D．根据
代入数据有
故D正确。
故选AD。
二、实验题
11. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
（1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的____________（选填“甲”或“乙”）。测得的电阻值____________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 _____（填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“”位置
B．将选择开关置于“OFF”位置
C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
【答案】 ①. 甲 ②. 小于 ③. ADCB
【解析】
【详解】（1）[1] 测量一个电阻的阻值（约为），根据
为了减小误差，电流表应采用外接法，则应该选择的测量电路是图1中的甲；
[2]电流表应采用外接法，由于电压表的分流作用使得电流表示数大于通过待测电阻的真实电流，根据欧姆定律
可知测得的电阻值小于真实值。
（2）[3]一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约电阻的阻值，正确的操作顺序为：将选择开关置于“”位置，然后两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”； 将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后选择开关置于“OFF”位置。
故选ADCB。
12. 某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：小灯泡（额定电压2.5V，额定电流0.3A）、电压表（量程300mV，内阻300Ω）、电流表（量程300mA，内阻0.27Ω）、定值电阻R0、滑动变阻器R1（阻值0~20Ω）、电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω）、电源E（电动势6V，内阻不计）、开关S、导线若干，完成下列填空：
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的____________（填“a”或“b”）端；
（2）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数U、I，描点结果如图（b）所示，当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为____________Ω（保留1位有效数字）；
（3）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为____________Ω；
（4）由图（b）可知，随着流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻____________（填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 ①. a ②. 0.7 ③. 2700 ④. 增大
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的a端；
（2）[2]由图（b）可知当流过电流表的电流为10mA时，电压为7mV，则小灯泡的电阻为
（3）[3]由题知，电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，有
解得
（4）[4]由图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中变大，则灯丝的电阻增大。
三、计算题
13. 如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=2V，内阻r=1Ω，一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是光滑的，取g=10m/s2，要保金属棒在导轨上静止，求∶
(1)金属棒所受到的安培力的大小；
(2)滑动变阻器接入电路的有效阻值。
【答案】(1)0.1N；(2) 3Ω
【解析】
【详解】(1)作出金属棒的受力图，根据平衡条件，在平行斜面方向，有
(2)根据安培力公式
得
R=3Ω
14. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=37°，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=1.6Ω的电阻，质量m=0.5kg，电阻r=0.4Ω的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移s=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v—t图像如图乙所示，（稳定状态时金属棒以1m/s的速度匀速）取g=10m/s2，导轨足够长（sin37°=0.6，cs37°=0.8）。求：
（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热。

【答案】（1）b端电势高，；（2）1.47J
【解析】
【详解】（1）由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高；
当金属棒匀速运动时，由平衡条件得
其中
由乙图可知
联立解得
（2）从金属棒开始运动到达稳定，由功能关系可得
两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为
联立解得
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外。一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（–2L，–L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。不计粒子重力，求：
(1)电场强度E；
(2)从P点射出时速度vP的大小；
(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示；
(1)粒子在电场中做类平抛运动，轴方向
方向
解得电场强度
(2)设粒子到达坐标原点时竖直分速度为，粒子在电场中做类似平抛运动，方向
方向
联立得
粒子进入磁场时的速度
离子进入磁场做匀速圆周运动，粒子速度大小不变，则
(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中的运动时间
粒子在磁场与电场中运动时间之比