塔城地区2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物理试题
考试时间：90分钟 满分：100分
第 Ⅰ 卷 选择题（共48分）
一、选择题：（本题共12个小题，1-7题每题中只有一个答案是正确的，8-12每题有多个选项正确。每小题4分，共48分。）
1．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”，如图所示。“天眼” “眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为Bl、B2，则穿过“眼眶”的磁通量大小为
A．0 B．BS
C．B1S D．B2S
2．2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（ ）
A．材料的电导率越小，其导电性能越强
B．材料的电导率与材料的形状有关
C．电导率的单位是Ω－1·m－1
D．电导率大小与温度无关
3．如图所示，、、为电场中同一条水平方向电场线上的三点，为的中点，、电势分别为、。下列叙述正确的是（ ）
A．该电场在点处的电势一定为
B．点处的场强一定大于点处的场强
C．一正电荷从点运动到点电势能一定减少
D．一正电荷运动到点时受到的静电力由指向
4．在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（ ）
A．黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波
5．雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击形式是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击雷”．若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带的电荷量为8C，雷击时放电时间为200，则此次雷击时的平均电流为（）
A．0. 04A B．
C．0. 08A D．
6．如图，金属线框ACB放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向（垂直于纸面向外）垂直，AC=CB=L，∠ACB=90°，A、B两点等高。若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力（ ）
A．方向沿纸面向上，大小为2BIL
B．方向沿纸面向上，大小为BIL
C．方向沿纸面向下，大小为2BIL
D．方向沿纸面向下，大小为BIL
7．图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板距离增大，则在此过程中（ ）
A．膜片与极板间的电容增大
B．极板所带电荷量增大
C．膜片与极板间的电场强度增大
D．电阻R中有电流通过
8．通电矩形导线框abcd与无限长通电导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力向右
D．线框有两边所受的安培力都为零
9．如图所示，某带电粒子以水平速度从a点垂直射向蹄形磁铁两极之间，出射后，发生了向下偏转，不考虑带电粒子的重力作用。则关于带电粒子的电性和蹄形磁铁c、d两极极性的判断，下列选项可能正确的是（ ）
A．带电粒子带正电，c为N极、d为S极
B．带电粒子带正电，c为S极、d为N极
C．带电粒子带负电，c为N极、d为S极
D．带电粒子带负电，c为S极、d为N极
10．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）
A．M带正电，N带负电
B．M的速率大于N的速率
C．洛伦兹力对M做正功，对N做负功
D．M在磁场中的运行时间等于N在磁场中的运行时间
11．如图所示电路，是定值电阻，是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（ ）
A．小灯泡变亮
B．电压表示数变小
C．电容器所带电荷量增大
D．电源的输出功率一定先变大后变小
12．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x的变化如图所示，其中O－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．x3处的电势最高
B．O－x1段粒子动能增大
C．x1－x2段粒子加速度增大
D．x2－x3段粒子做匀速直线运动
第 Ⅱ 卷 非选择题（共52分）
二、实验题：本题包括两小题，每空2分，共 14 分。
13．国标（GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：
电源（电动势约为3 V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3 V，内阻很大）；
电压表V2（量程为3 V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4 kΩ）；
定值电阻R2（阻值2 kΩ）；电阻箱R（最大阻值9 999 Ω）；
单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。
实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；
B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；
C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；
E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；
F．断开S，整理好器材。
（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝ mm；
（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝ （用R1、R2、R表示）；
（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝ Ω·m（保留两位有效数字）；
（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将 （填“偏大”“不变”或“偏小”）。
14．在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻，设计了如图所示的电路图。
①如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在 （选填“a”或“b”）处；
②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E= V，内阻r= Ω。
解答题：本题包括五小题，共计38分
15．（6分）如图为一除尘装置的截面图，平板M、N的长度及其间距均为d，两板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。工作时，大量质量为m、带电量为的带电尘埃，以平行极板的相同速度进入两板间，在磁场作用下就会被平板吸附。当带电尘埃以速度进入磁场时，贴近N板入射的尘埃恰好打在M板右边缘，尘埃全部被平板吸附，即除尘效率为100%，不计尘埃的重力，求：带电尘埃进入磁场速度的大小；
（9分）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：（1）流过电阻R的电流；
（2）电动机的发热功率；
（3）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响，保留两位有效数字）
17．（6分）2021年11月1日，央视报道我国一款新型电磁炮，它不是为了打击军事目标，而是专门用来扑灭山林大火的。发生山林大火时，山高路陡，人力灭火十分困难，利用电磁炮在山脚下发射消防灭火弹，就可以实现灭火，大大降低了灭火的难度。如图所示为某同学模拟电磁炮的原理图。为了研究方便将待发射的炮弹视为一个导体棒，导体棒质量m=0.02kg，电阻R=1Ω，把导体棒垂直放置于两条与水平面成30°角的平行导轨的下端，导轨宽L=0.11m，导轨下端到上端的长度为s=0.16m，导轨下端接电源，电动势E=80V，内阻r=1Ω。垂直导轨平面有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T，其余电阻不计以及摩擦力都忽略不计，不考虑电磁感应现象的影响，g=10m/s2。求：导体棒受到安培力的大小和方向；
18．（8分）如图所示，一静止的质量为m、电荷量为q的带电粒子经过电压为U的电场加速后，立即射入方向竖直向上、宽度为L的匀强电场中，射入方向与电场线垂直，射入点为A，最终粒子从电场的B点射出电场．已知偏转电场的电场强度大小为E，求：
（1）粒子进入偏转电场时的速度v0；
（2）粒子在竖直方向的位移大小。
19．（9分）某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端与磁场圆心的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿方向射入磁场，（与水平方向夹角为），恰好击中点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）若电子击中目标靶的点，匀强电场场强的大小（匀强电场极板间距不变）。高二物理答案
1．D
【详解】在匀强磁场中，眼眶与磁场Bl平行，穿过的磁通量Φ=0，眼眶与磁场B2垂直，则穿过的磁通量Φ=B2S，故ABC错误，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．电导率越小，材料的电阻率越大，其导电性能越差，A错误；
BD．材料的电导率与材料的形状无关，由材料本身的性质决定，受温度的影响，当温度发生变化时，电导率的大小会改变，B、D错误；
C．根据电阻定律
可知，电阻率的单位是Ω·m，则电导率的单位是Ω－1·m－1，C正确。
故选C。
3．C
【详解】AB．该电场的电场线分布情况不明，所以在c点处的电势不一定为4 V，a点处的场强Ea不一定大于b点处的场强Eb。故AB错误；
CD．因c点的电势一定高于b点，由公式
易知，一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少。根据“沿电场线方向电势逐渐降低”可得c点的场强方向由a指向c。所以正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c。故C正确，D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误；
B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误；
C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故C正确；
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】已知雷击时放电时间为200μs，放电量等于8C，则此次雷击时的平均电流为：
，
故B正确，ACD错误；
6．B
【详解】金属线框ACB受安培力的合力的等效长度为，则安培力大小为
由左手定则得安培力方向沿纸面向上。
故选B。
7．D
【详解】A．根据公式
可知，膜片与极板距离增大，膜片与极板间的电容减小，A错误；
BD．根据公式
Q＝CU
可知膜片与极板距离增大，电容减小，电压不变，则极板所带电荷量减小，因此电容器要通过电阻R放电，B错误，D正确；
C．根据场强公式
可知，膜片与极板距离增大，膜片与极板间的电场强度减小，C错误。
故选D。
8．BC
【详解】AB.由安培定则可知线圈处在向里的磁场中，且离直线电流越远，磁场越弱，由左手定则可知bc、ad两边受到的安培力方向相反，所处位置的磁场分布相同，则安培力大小相同，故A错误，B正确。
CD.ab受安培力向右，cd受安培力向左，但ab边受到的安培力大，故C正确，D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】AB．由图可知带电粒子受到向下的洛伦兹力，若带电粒子带正电，则由左手定则可以判断蹄形磁铁c、d两极间的磁场方向为由d指向c，即d为N极、c为S极，故A错误，B正确；
CD．由图可知带电粒子受到向下的洛伦兹力，若带电粒子带负电，则由左手定则可以判断蹄形磁铁c、d两极间的磁场方向为由c指向d，即c为N极，d为S极，C正确，D错误。
故选BC。
10．3．BD
【详解】A．由左手定则判定，N带正电，M带负电，A错误；
B．带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有
解得圆轨迹半径为
在质量与电量相同的情况下，轨迹半径越大说明速率越大，由此可知M的速率大于N的速率，B正确；
C．洛伦兹力总是与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，C错误；
D．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动半周，时间为周期的一半，由上式可知，两带电粒子的质量和电量相同，所以M在磁场中的运行时间等于N在磁场中的运行时间，D正确。
故选BD。
11．AB
【详解】在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小
A．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，小灯泡消耗的电功率增加，小灯泡变亮，A正确；
B．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电压表示数变小，B正确；
C．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电容器两端的电压减小，电容器的电容在该过程中保持不变，根据公式可知，电容器所带电荷量减小，C错误；
D．设外电路的总电阻为，则有
电源的输出功率为
可知，当时电源的输出功率最大，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，即外电路的总电阻减小，因此电源的输出功率有可能先变大后变小，也有可能一直减小，D错误。
故选AB。
12．AC
【详解】A．由电势能随位移的变化图像可知：O－运动过程中，粒子的电势能先增大后减小，同时
由于粒子带负电，由
可知：O－运动过程中，电势先减小后增大，且
因此处的电势最高，A正确；
B．O－x1段，粒子的电势能逐渐增大，由于粒子只受电场力，电场力做负功，动能转化为电势能，动能减少，B错误；
C．粒子在x1－x2段图像斜率逐渐增大，说明粒子受到的电场力逐渐增大，则粒子加速度增大，C正确；
D．粒子在x2－x3段图像斜率不变，说明粒子所受电场力不变，粒子的加速度不变，因此粒子做匀加速直线运动，D错误。
故选AC。
13． 30.00 14 偏大
【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为：3.0cm=30mm，游标尺上0刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：30.00mm，所以玻璃管内径：
d=30.00mm
（2）[2]设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则电路电流为：
总电压：
当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为
总电压
由于两次总电压等于电源电压E，可得：
解得：
（3）[3]从图丙中可知，R=2×103Ω时，，此时玻璃管内水柱的电阻：
水柱横截面积：
由电阻定律得：
（4）[4]若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路中实际电流大于，根据可知测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。
14． a 1.5 1.0/1
【详解】①[1]在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在a处；
②[2]由图可得该电源电动势
E=1.5V
[3]内阻
；
【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力
解得
根据题意可得粒子运动轨迹如图所示
由图可知
r=d
联立可得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）加在电阻R两端的电压为
因此流过电阻R的电流为
（2）根据
可知流过灯泡的电流为
因此流过电机的电流为
电动机的发热功率为
（3）灯泡的电阻为
转子突然被卡住后，整个回路为纯电阻电路，总电阻为
解得
整个回路的总电流为
因此流过电动机的电流为
F=1.1N，方向沿斜面向上；
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得
导体棒所受安培力
F=BIL
解得
F=1.1N
根据左手定则可判断导体棒所受安培力方向沿斜面向上。
（1）；（2）、
【详解】（1）电子在电场中的加速，由动能定理得：
解得：
解析略
19．（1）；（2）垂直纸面向里，；（3）
【详解】（1）电子在匀强电场中的加速度
解得
（2）电子进入磁场后发生顺时针偏转，电子带负电，根据左手定则可知，匀强磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中的运动周期为
根据圆的对称性可知电子在磁场中运动轨迹的圆心角为
且
解得电子在磁场中运动的时间
（3）设R为圆形匀强磁场区域的半径，根据几何关系可知，电子运动至M时在磁场中的运动半径为
电子运动至N时在磁场中的运动半径为
且
根据洛伦兹力提供向心力
且
解得
答案第1页，共2页
