2023-2024学年湖北省黄冈市浠水县英才学校高二（下）春节返校考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省黄冈市浠水县英才学校高二（下）春节返校考试物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.关于磁感强度B，下列说法中正确的是
( )
A. 磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B. 磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致
C. 在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零
D. 在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大
2.如图所示是表示某弹簧振子运动的x−t图象，下列说法正确的是( )
A. 0.1 s时振子正通过平衡位置向正方向运动
B. 0.1～0.15 s这段时间内，振子的加速度增大，速度减小，加速度方向与速度方向相反
C. 0.2～0.3 s这段时间内，振子的位移在增大
D. 该图象是从振子在平衡位置时开始计时画出的
3.一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长直导线，当导线中通以如图所示方向的电流时( )
A. 磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向右的摩擦力作用
B. 磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向右的摩擦力作用
C. 磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向左的摩擦力作用
D. 磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向左的摩擦力作用
4.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A. 0B. 33B0C. 2 33B0D. 2B0
5.如图电路中，电源电动势为E，内电阻r不能忽略。闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中( )
A. 通过R1的电流增大，增大量为ΔUR1B. R2两端的电压减小，减小量为ΔU
C. 通过R2的电流减小，减小量小于ΔUR2D. 路端电压增大，增大量为ΔU
6.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为
A. 5πm6qBB. 7πm6qBC. 11πm6qBD. 13πm6qB
7.某沿水平方向振动的弹簧振子在0−6s内做简谐运动的振动图象如图所示，由图可知( )
A. 该振子的振幅为5cm，振动周期为6s
B. 第3s末振子的速度沿x轴负方向
C. 第3s末到第4s末的过程中，振子做减速运动
D. 该振子的位移x和时间t的函数关系x=5sin(π2t+3π2)(cm)
二、多选题（本题共3小题，共12分）
8.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法不正确的( )
A. 电源的总功率一定减小B. 电源的效率一定增大
C. 电源的内部损耗功率一定减小D. 电源的输出功率一定先增大后减小
9.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A. 小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C. ΔU1<ΔU2D. ΔU1>ΔU2
10.[多选]如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向可能是( )
A. 均向左B. 均向右
C. a的向左，b的向右D. a的向右，b的向左
三、实验题（本题共2小题，共16分）
11.(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值时，选择倍率为“×100”欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如图所示，该电阻的阻值约为________Ω；
(2)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________；
A.测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果
B.测量阻值不同的电阻时，都必须重新进行欧姆调零
C.测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开
(3)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明________(填“a”或“b”)端是二极管正极；
(4)若这块多用电表经过长期使用导致内部电池电动势变小，内阻变大，则用这块电表的欧姆挡测电阻时测量值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.如图甲所示为某同学测量电源电动势和内阻的电路图。其中R为电阻箱，Rx为保护电阻。实验步骤如下：
(1)将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合开关s1、s2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为10.0Ω。断开s2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为5.2Ω，则Rx=_____Ω。(结果保留两位有效数字)
(2)S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出1I−R图像，如图乙所示。由图像可得，电源电动势E=_____V，内阻r=____Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)本实验中，因为未考虑电流表的内阻，所以电源内阻的测量值_______真实值。(填“大于”或“小于”)
四、简答题（本题共3小题，共44分）
13.如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g。
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向。
14.如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°。
(1)求粒子的比荷qm及粒子在磁场中的运动时间t；
(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少？
15.电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置，水平平行金属轨道间距为L，处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，左端连着阻值为2R的定值电阻，细绳绕过定滑轮一端连接质量为m、长为L、有效电阻为R的导体棒a，另一端连接质量为2m的重物b，导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好，刚开始a、b间的细绳恰好绷紧(无张力)且两者初速度均为0，现释放重物b，当重物b下落ℎ时导体棒a速度恰好达到稳定，(运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响，导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行，重力加速度g已知)求：
(1)导体棒a稳定的速度v；
(2)导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q；
(3)若释放b后，经t0导体棒的速度为v0时，b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直；磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度。此比值与磁场力及电流元均无关。
本题关键要掌握磁感应强度的物理意义、定义方法，以及磁感应强度与安培力之间的关系，即可进行分析判断。基础题目。
【解答】
AB.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况及安培力大小无关，磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向垂直，不一致，故AB错误；
C、当通电直导线的方向与磁场的方向平行时，通电直导线受到的安培力为0，而磁感应强度却不为0.故C错误；
D、磁感线的疏密表示磁场的强弱，在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度大。故D正确。
故选：D。
2.【答案】B
【解析】解
A：从题图可以看出，t=0.1s时刻振子处于平衡位置，下一时刻振子的位移为负，因此0.1 s时振子正通过平衡位置向负方向运动，故A错误。
B：0.1～0.15 s这段时间内，振子向负方向运动，加速度增大，速度减小，加速度方向指向平衡位置，为正方向，加速度与速度方向相反，故B正确。
C：0.2～0.3 s这段时间内，振子正从负的最大位移处向平衡位置运动，位移减小，故C错误。
D：t=0s时振子在正方向的最大位移处，因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象，故D错误。
故选：B。
本题考查机械波的波动图象问题，考查弹簧振子的位置与时间的关系判断振动方向。弹簧振子距平衡位置的位移大小与回复力、加速度成正比，方向指向平衡位置。
考题比较综合，需要考生熟练掌握机械波振动图象问题。注意区别振动图象和波动图象的解题方法。
3.【答案】B
【解析】根据条形磁体磁感线分布情况得到通电导线所在位置的磁场方向(切线方向)，再根据左手定则判断安培力方向，如图甲
根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力F安′与F安等大反向，如图乙所示，根据平衡条件，可知通电后桌面对磁体的支持力变小，由牛顿第三定律知磁体对桌面的压力减小，且磁体有向左运动的趋势，所以受到方向向右的摩擦力，故ACD错误，B正确。
故选B。
4.【答案】C
【解析】【分析】a点处的磁感应强度为零，说明通电导线P和Q在a点处产生的合磁场的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度等大反向，根据安培定则判断导线P和Q在a点处产生的磁场方向，根据矢量叠加确定B0的方向以及导线P在a点处产生的磁感应强度。如果只把导线P中的电流反向，再根据矢量叠加原理确定a点的磁感应强度大小。
【解答】解：在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcs30°= 12 B0；解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP= 33 B0；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2= 33 B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B= B02+ 33B02=2 33B0 ，故C正确，ABD错误．
5.【答案】AC
【解析】A.R1是定值电阻，根据欧姆定律可知电压表的示数增大ΔU的过程中，通过R1的电流增加，增加量为 ΔUR1 ，故A正确；
BC.电压表的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，R2两端电压减小，路端电压增大，则R2两端电压减少量一定小于ΔU，则通过R2的电流减小，减小量小于 ΔUR2 ，故B错误，C正确；
D.电压表示数增加，R2电压减小，则路端电压增加量一定小于ΔU。故D错误。
故选AC。
6.【答案】B
【解析】运动轨迹如图：
即运动由两部分组成，第一部分是 14 个周期，第二部分是 16 个周期，粒子在第二象限运动转过的角度为90°，则运动的时间为 t2=T24=14⋅2πmqB=πm2qB ；粒子在第一象限转过的角度为60°，则运动的时间为 t1=T16=16⋅2πmqB2=2πm3qB ；则粒子在磁场中运动的时间为： t=t1+t2=2πm3qB+πm2qB=7πm6qB ，故B正确，ACD错误．．
7.【答案】C
【解析】A.由图读出振动周期为4s，振幅为5cm，故A错误；
B.根据图象可知，第3s末振子经过平衡位置向正方向运动，故B错误；
C.第3s末振子处于平衡位置处，速度最大，则第3s末到第4s末的过程中，振子做减速运动，故C正确；
D.由振动图象可得振幅A=5cm，周期T=4s，初相φ= π2 ，则圆频率
ω=2πT=π2rad/s
故该振子做简谐运动的表达式为
x=5cs(π2t+π2)=5sin(π2t−3π2) (cm)
故D错误。
故选C。
8.【答案】D
【解析】由电路图可知，当滑动变阻滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小；
A.电源电动势E不变，电流I变小，电源总功率P=EI减小，故A正确，不符合题意；
B.电源的效率
η=I2RI2r+R=11+rR ，
电源内阻r不变，滑动变阻器阻值R变大，则电源效率增大，故B正确，不符合题意；
C.电源内阻r不变，电流I减小，源的热功率PQ=I2r减小，故C正确，不符合题意；
D.当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故D错误，符合题意．
9.【答案】BD
【解析】【分析】
当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，确定外电路总电阻的变化，分析总电流和路端电压的变化，判断灯L2亮度的变化。根据总电流的变化，分析并联部分电压的变化，判断L3亮度的变化．根据总电流与通过L3电流的变化，分析通过L1电流的变化，判断其亮度变化。根据路端电压的变化，分析△U1和△U2的大小。
本题是电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”思路进行分析．运用总量法分析两电压表读数变化量的大小。
【解答】
AB.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则L2变亮。
变阻器的电阻减小，并联部分的电阻减小，则并联部分电压减小，则L3变暗．总电流增大，而L3的电流减小，则L1的电流增大，则L1变亮。故A错误，B正确；
CD.由上分析可知，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，由于路端电压减小，所以△U1>△U2。故D正确，C错误。
故选BD。
10.【答案】CD
【解析】【分析】
根据电流的方向，结合安培定则判断出电流周围磁场的方向，根据磁场的叠加确定线框所处位置的磁场方向，再根据左手定则判断安培力方向，从而确定线框是否能够处于平衡状态。
本题考查了安培定则、左手定则、磁场的叠加等知识，知道安培定则和左手定则的区别，左右手定则不能混淆。
【解答】
A.若a、b电流方向均向左，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向下，下边所受的安培力方向向下，则线框不能处于静止状态，故A错误。
B.若a、b电流方向均向右，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向上，下边所受的安培力方向向上，则线框不能处于静止状态，故B错误。
C.若电流方向a的向左，b的向右，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向下，下边所受的安培力方向向上，线框可以处于平衡状态，故C正确。
D.若电流方向a的向右，b的向左，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向上，下边所受的安培力方向向下，线框可以处于平衡状态，故D正确。
故选：CD。
11.【答案】(1)1700；(2) AC； (3)a ；(4)偏大
【解析】【分析】
(1)多用电表欧姆挡的读数等于指针指示值乘以倍率；
(2)明确欧姆表的改装原理和使用方法即可答题；
(3)用多用电表探测二极管的极性时，电流从黑表笔流出，红表笔流入。结合二极管的单向导电性分析。
(4)欧姆档的工作原理是闭合电路欧姆定律，由此分析即可。
本题考查了用多用电表测电阻的实验步骤、使用注意事项、读数等问题；在使用多用电表测电阻时，要选择合适的挡位，然后进行欧姆调零，再测电阻，使用完毕，要把选择开关置于交流电源最高挡或OFF挡上。
【解答】
(1)欧姆表的读数为：R=17×100Ω=1700Ω
(2)A.测量电阻时，多用电表内部电源被接通，电流从多用电表内部流出，因为电阻不分正负极，所以电流流向电阻哪一端无所谓，红、黑表笔分别插在负、正插孔不会影响测量结果。故A正确；
B.每次换挡后才需要重新调零，不换挡时不需要重新调零，故B错误；
C.为防止有电源时烧坏表头或其它电阻影响待测电阻，测量时应将该电阻与外电路断开，故C正确；
D.根据闭合电路欧姆定律，调零时应有：Ig=Er+Rg+R0=ER中，可知，若电池电动势变小，内阻变大，调零时应有：Ig=E′r′+Rg+R0′=E′R中′；
比较可知，两次的中值电阻阻值不同，即测量结果会发生变化，故D错误；
故选AC。
(3)根据欧姆表改装原理可知，红表笔应接“+”插孔，与欧姆表内部电池的负极相接，黑表笔应接“−”插孔，与欧姆表内部电池的正极相接，所以黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明a端是二极管的正极。
(4)欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，测量时电流将偏小，指针偏转角度将变小一点，测量结果与原来相比偏大。
故答案为：(1)1700；(2) AC； (3)a ；(4)偏大
12.【答案】 4.8 3.0 1.2 大于
【解析】(1)[1].两次的电流相等，则外电阻相等，则Rx=10.0Ω−5.2Ω=4.8Ω；
(2)[2][3].根据闭合电路的欧姆定律可得
E=I(R+Rx+r)
整理可得
1I=1ER+Rx+rE
可见图线的斜率为
k=1E=
图线的纵截距为
b=Rx+rE=2.0
结合图象中的数据可得
E=3.0V
r=1.2Ω
(3)[4].若考虑电流表内阻影响，则表达式变为
1I=1ER+Rx+RA+rE
则测量值等于电源内阻和电流表内阻之和，则此时内阻的测量值大于真实值。
13.【答案】解：(1)匀强磁场方向竖直向上时，导体棒受力如图甲所示
，
由平衡条件得：mgsinθ=F安csθ，F安=BIL，
解得B=mgILtanθ；
(2)如图乙所示，
当安培力平行斜面向上，即安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，
有mgsinθ=F安′，F安′=BminIL，
解得Bmin=mgsinθIL，
由左手定则可知磁感应强度的方向垂直于斜面向上。
答：(1)磁感应强度B的大小为mgtanθIL
(2)磁感应强度的最小值和对应的方向分别为mgsinθIL和垂直于斜面向上。
【解析】(1)导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力的大小，再根据F=BIL求出磁感应强度的大小；
(2)导体棒所受重力的大小方向不变，支持力的方向不变，根据三角形定则求出安培力的最小值，从而求出磁感应强度的最小值和方向。
解决本题的关键会根据共点力平衡求解力，以及知道根据三角形定则，当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力有最小值。
14.【答案】(1) 3v3BR ， 3πR3v ；(2) 33R
【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
qvB=mv2r
由几何关系可得
r=Rtan30∘= 3R
联立解得粒子的比荷为
qm= 3v3BR
粒子在磁场中的运动周期为
T=2πrv
粒子在磁场中的运动时间
t=60∘360∘T
联立解得
t= 3πR3v
(2)当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时，粒子速度偏转的角度最大，如图所示

由图可知
sinθ=Rr= 33
平移距离为
d=Rsinθ
解得
d= 33R
15.【答案】解：(1)a棒稳定时，a受重力、支持力、拉力和向左的安培力，a棒运动时产生的感应电动势为E=BLv，
感应电流为I=ER+2R，
受到的安培力为FA=BIL，
对b分析：FT=2mg，
又FT=FA
联立解得v=6mgRB2L2
(2)棒和物体组成的系统，根据能量守恒
2mgℎ=12(m+2m)v2+Q总，
根据焦耳热公式可得
QR=23Q总，
联立解得
QR=4mgℎ3−36g2R2m3B4L4
(3)棒从静止开始运动到导体棒的速度为v0时，根据动量定理得，对重物b有
2mgt0−IT=2mv0−0
对棒a全过程有
IT−BILt总=0−0
即IT−BLBLx(R+2R)=0−0
联立可得x=6mR(gt0−v0)B2L2
【解析】本题为电磁感应综合问题，对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据E=BLv、闭合电路欧姆定律、安培力公式、平衡条件列出方程；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量问题，根据功能关系、能量守恒等列方程求解。如果涉及到电荷量、位移、时间问题，常根据动量定理结合电荷量的推论公式进行解答。