浙江省宁波市慈溪市2023-2024学年高二上学期1月期末测试物理试题（含答案）

慈溪市2023年度第一学期期末测试卷
高二物理试卷
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对信息；
3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4.可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.单位符号为的物理量是（ ）
A.磁感应强度 B.磁通量 C.电场强度 D.电动势
2.如图所示，甲为回旋加速器，乙为磁流体发电机，丙为法拉第线圈，丁为电磁炉。下列说法正确的是（ ）
A.甲图中，若加速电压减小，粒子能获得的最大动能减小
B.乙图中，若要增大电源电动势，可以增大磁感应强度
C.丙图中，若在的两端接上直流电源，稳定后接在端的电流表也会有偏转
D.丁图中，电磁炉利用电磁感应使炉内线圈发热，进而传热给铁锅
3.变压器是日常生活中必不可少的重要元器件，小明同学从功率放大器中拆解出一个如图甲所示的环形变压器，该变压器可视为理想变压器，铭牌上显示该变压器原线圈的匝数为220匝，当原线圈接入的交流电时，副线圈两端的电压为。小明同学在环形变压器原线圈中串入一个理想交流电流表，在副线圈两端接一个铭牌为“”的小灯泡，如图乙所示。当原线圈两端接如图丙所示的正弦交变电压时，小灯泡恰好能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A.变压器副线圈的匝数为20匝
B.图丙中交流电的频率为
C.小灯泡正常发光时电流表的示数为
D.图丙中正弦交变电压的峰值
4.智能手机可测量磁感应强度。建立如图甲所示坐标系，平面为水平面，z轴正方向竖直向上。手机如图甲放置，测量地磁场结果如图乙所示。在同一地点，手机绕x轴旋转某一角度，测量结果如图丙所示。已知手机屏幕面积约为，则两次穿过屏幕的磁通量的变化量约为（ ）
A. B. C. D.
5.如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。当6条输电导线中通垂直纸面向外，大小相等的电流，a、b导线之间的安培力大小为F，此时（ ）
第5题图
A.O点的磁感应强度最大 B.f导线所受安培力方向沿水平向左
C.b、e导线之间的安培力大小为 D.a导线所受安培力大小为
6.如图所示，在等臂电流天平的右托盘下固定一矩形线圈，线圈匝数为n，底边长为L，调平衡后放在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。重力加速度为g。左、右托盘分别放置质量为、的砝码，线圈中通如图所示方向的电流I，天平平衡。若拿掉右侧质量为的砝码，为使天平再次平衡，关于线圈中的电流，下列选项正确的是（ ）
A.，逆时针 B.，顺时针
C.，逆时针 D.，顺时针
7.来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图甲所示，某粒子运动轨迹如乙图所示。下列说法正确的是（ ）
A.粒子从M沿逆时针方向射向N
B.高速粒子带正电
C.粒子受到的磁场力不断增大
D.若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转
8.质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。当此人手中拿着质量为的一个小物体以相对于飞船为u的速度把小物体抛出，则（ ）
A.小物体的动量改变量是 B.人的动量改变量是
C.人的速度改变量是 D.飞船的速度改变量是
9.生活中我们常用高压水枪清洗汽车。如图所示，水垂直车门喷射，出水速度为，水的密度为，水碰到车后四面散开。则车门单位面积受到水的平均冲击力为多大（ ）
A. B. C. D.
10.笔记本电脑装有霍尔元件与磁体，实现开屏变亮、合屏熄灭。图乙为金属材质霍尔元件，长、宽、高分别为a、b、c，此时电流大小恒定，方向向右。合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压。当电压达到某一临界值，屏幕自动熄灭。则元件（ ）
A.合屏过程中，元件后表面的电势比前表面高
B.若磁感应强度变大，可能出现闭合屏幕时无法熄屏
C.开、合屏过程中，元件前、后表面的电势差U与b有关
D.开、合屏过程中，元件前、后表面的电势差U与c有关
11.下表是某电动汽车的主要参数，下列说法正确的是（ ）
空车质量
电池能量
标准承载
标准承载下的最大续航
所受阻力与汽车总重比值 0.08
A.工作时，电动汽车的电动机将机械能转化成电池的化学能
B.标准承载下，电动汽车以的速度匀速行驶，消耗电能
C.标准承载下，该电池在使用时的能量转化效率为27%
D.标准承载下，汽车以的速度匀速行驶，汽车电动机输出功率为
12.磁悬浮原理如图甲所示，牵引原理如图乙所示（俯视图）。水平面内，边长为L的正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反、大小均为B。质量为m、总电阻为R的矩形金属线框处于匀强磁场中，边长为L。当匀强磁场沿直线向右以速度v匀速运动时，金属线框能达到的最大速度为。已知线框运动时受到的阻力恒为f，则为（ ）
A. B. C. D.
13.长度为L、质量为m的导体棒A粗细可忽略。如图所示，一个绝缘且足够长的半圆柱体固定于水平面，导体棒A仅靠水平面与半圆柱体。导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦因数为。空间内有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面的磁感应强度大小均为B。导体棒A通垂直纸面向外的变化电流，使得导体棒A沿半圆柱体缓慢向上滑动。设导体棒A与圆心O的连线与水平方向的夹角为。在导体棒A运动过程中，下列说法正确的是（ ）
第13题图
A.导体棒A所受的摩擦力为静摩擦力
B.时，导体棒A所受的安培力最大
C.半圆柱体对导体棒A的作用力方向与安培力方向的夹角逐渐减小
D.半圆柱体对导体棒A的作用力逐渐增大
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14.下列说法中正确的是（ ）
A.周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
B.要有效发射电磁波，需要用高频振荡，频率越高发射电磁波的本领越大
C.夜视仪是利用紫外线的荧光效应来帮助人们在夜间看见物体的
D.肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
15.如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（ ）
第15题图
A.开关S闭合瞬间，流经灯和的电流大小相等
B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变
C.开关S断开瞬间，流经灯的电流方向改变，故闪亮一下再熄灭
D.根据题中信息，可以推算出
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.实验题（I、II、III三题共14分）
16-I.（6分）两实验小组设计实验验证动量守恒定律。第一组设计了如图甲所示“碰撞实验装置”，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒。第二组设计了如图乙所示装置，利用光电门与气垫导轨验证两滑块碰撞前后的动量是否守恒。
图甲 图乙 图丙
①关于第一组实验，下列说法正确的是______。（至少有一项是正确的）
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道的末端切线必须保持水平
C.入射球A和被碰球B的质量必须相等
D.入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
②参与第一组实验的同学用托盘天平测出了小球A的质量，小球B的质量，用毫米刻度尺测得O、M、P、N各点间的距离（图丙中已标出），则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用、、、、表示）。
③参与第二组实验的同学测得P、Q的质量分别为、，左、右遮光板的宽度分别为、。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、，则动量守恒应满足的关系式为______（用、、、、、表示）。
16-II.（2分）一物体用游标卡尺测其长度示数如图所示，读数为______。
16-III.（6分）某同学测量充电宝的电动势E及内阻r（约为5V，r约为），设计实验电路图如图1所示。现有实验器材：两个数字电表，定值电阻两个，阻值分别为和，滑动变阻器R，开关S，导线若干。
图1 图2 图3
①用画线代替导线将图2中的实物连线补充完整；
②应选______（填“”或“”）；
③实验中，依据电压表示数U和电流表示数I，作出了如图3所示的图线，则该充电宝的电动势______V（保留3位有效数字），内电阻______（保留1位有效数字）。
17.（9分）如图所示为太空探索公司猎鹰火箭助推器回收画面。火箭发射时，助推器点火提供向上的推力，使火箭上升到高空时，速度达到，然后助推器脱落，并立即关闭发动机，在接近地面处重启发动机减速并使助推器的速度在着陆时为零。火箭助推器运动过程中所受地球引力可视为不变，等于地球表面时的重力，运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的0.2倍，助推器推力恒定不变。
（1）助推器能上升到距离地面的最大高度；
（2）重启发动机前助推器的最大速度为多少；
（3）重启发动机产生的推力是助推器重力的多少倍。
18.（12分）如图所示，竖直平面内固定有轨道，段水平放置，其左侧是光滑斜面，右侧是光滑圆弧，段（足够长）的倾角，各段轨道均平滑连接，在圆弧最低处C点下方安装有压力传感器。一质量的滑块P从左侧斜面某处由静止释放，经过B点后沿水平轨道向右滑行，第一次经过C点时，压力传感器的示数为滑块P的重力的11倍。已知段长度，段是半径、圆心角的圆弧，滑块P与段、段间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，，。
（1）求滑块P第一次经过C点时的速度大小；
（2）求滑块P从左侧斜面由静止释放时离的高度；
（3）若将另一质量的滑块Q（Q与段、段的动摩擦因数也为）置于C点，同样让滑块P从斜面上原位置由静止释放，P与Q在C点发生弹性正碰，求P与Q最终的距离。
19.（10分）如图所示，两个足够长的平行光滑细金属导轨固定在倾角的光滑绝缘斜面上，导轨间距，且电阻不计，导轨间有宽度为、磁感应强度的大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，一长度为的绝缘轻杆将导体棒和正方形细金属线框连接，线框的边长为d，线框的总电阻为，导体棒和线框总质量为，导体棒与导轨始终接触良好，并在导体棒中通以恒定电流（由外接恒流电源产生，图中未画出），导体棒处于磁场内且恰好位于下边界处，将装置由静止释放，导体棒先穿过磁场，后金属线框也穿过磁场。金属线框第一次刚穿过磁场后的速度约为，之后再次返回穿过磁场。不计线框及导体棒中电流所产生磁场的影响，重力加速度g取，求：
（1）导体棒第一次离开磁场上边界的速度；
（2）金属线框第一次沿绝缘斜面向上穿过磁场的时间t；
（3）经足够长时间后，导体棒能到达的最低点与磁场上边界的距离x。
20.（10分）如图所示，足够长水平挡板位于x轴，其上下面均为荧光屏，接收到电子后会发光，同一侧荧光屏的同一位置接收两个电子，称为“两次发光区域”。在第三象限有垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场，磁感应强度大小未知，边界与y轴相切于A点。在一、二、四象限足够大区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为圆形匀强磁场的一半。一群分布均匀的电子从与x轴平行的虚线处垂直虚线，以初速度射入圆形磁场后均从A点进入右侧磁场，这群电子在虚线处的x坐标范围为。电子电量为e、质量为m，不计电子重力及电子间的相互作用。
（1）求圆形匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）求荧光屏最右侧发亮位置的x坐标；
（3）求落在荧光屏上“一次发光区域”和“两次发光区域”的电子数之比；
（4）求落在荧光屏上“一次发光区域”和“两次发光区域”的发光长度分别为多少。
高二物理试卷参考答案
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
B B C C D B A C B D D A D
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14.AB 15.AD
16-I.（6分）
①BD（2分，选不全得1分） ②（2分）
③（2分）
16-II.（2分）（1）12.50或12.55
16-III.（6分）
①如图（2分，一条线1分）②（2分）③4.90-5.00V（1分）（1分）
图2
17.（9分）（1）（3分）；（2）（3分）；（3）（3分）
（1）火箭加速上升的高度，助推器脱落时的速度，助推器脱落后向上做减速运动，阻力，有……1分
……1分
解得……1分
助推器上升的最大高度为……1分
（2）重启发动机前火箭下落的高度，……1分
……1分
……1分
……1分
（3）重启发动机后火箭下落的高度，……1分
……1分
……1分
……1分
18.（12分）（1）（2分）；（2）（2分）；（3）（8分）
（1）设滑块P第一次经过C点时的速度大小为，根据牛顿第二定律及牛顿第三定律可知
……1分，
……1分
（2）设滑块P从左侧斜面由静止释放时离的高度为H，根据动能定理，有
……1分
得……1分
（3）因为滑块P的质量小于滑块Q的质量，所以滑块P、Q碰撞后P将反弹，设碰撞后滑块P、Q的速度大小分别为、，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有
……1分
……1分
……1分
设滑块P反弹最终停止的位置为J，对滑块P从C到J的运动过程，根据动能定理，有
……1分
……1分
最终离B点。……1分
设滑块Q在段上运动到达的最高点为G，且此次对滑块Q从C到G的运动过程，根据动能定理，有
……1分
由题意可知滑块Q能够恰好运动至K点，则对滑块Q从G到K的运动过程，根据动能定理，有
……1分
联立各式解得 ……1分
故滑块PQ最终相距……1分
19.（10分）
（1）（3分）；（2）（5分）（3）（2分）
（1）.……1分
……1分
……1分
（2）线框进磁场时的速度为
……1分
.……1分
线框第一次穿过磁场时的速度为，由题意可知
设线框向上穿过磁场的时间为t，由动量定理得
.……1分
.……1分
联立解得.……1分
（3）设经足够长时间后，线框最终不会再进入磁场，即运动的最高点是线框的上边与磁场的下边界重合，导体棒做上下往复运动。……1分
设导体棒运动的最低点到磁场上边界的距离为x，
.……1分
（未写原因，答案正确也得2分）
20.（10分）
（1）（2分）；（2）（3分）；（3）（3分）
（4）L（1分），（1分）
（1）根据题意，粒子在圆形磁场区域中做圆周运动有……1分，
解得……1分
（2）设从A点进入第四象限的粒子在该磁场区域中做圆周运动的半径为，粒子的运动轨迹如图所示
则由洛伦兹力充当向心力有……1分
解得……1分
根据几何关系可知，落在挡板最右侧坐标为.……1分
（3）根据粒子运动的轨迹，由几何关系可知，
“一次发光区域”的粒子分布在虚线区域所对应x轴上的之间，……1分
“两次发光区域”的粒子分布在虚线区域所对应x轴上的之间，…….1分
落在荧光屏上“一次发光区域”和“两次发光区域”的电子数之比为……1分
（4）如图几何关系可知，从坐标为处出发的电子在A点射入速度与x轴方向夹角为60°，刚好到达O点
“一次发光区域”的发光长度为L
“两次发光区域”的发光长度为……1分