河南省郑州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 河南省郑州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 694.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-27 13:12:22 | ||
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文档简介
郑州市2023-2024学年上期期末考试
高二物理试题卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题((本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。)
1.下列关于电现象的说法中，正确的是
A.在静电感应现象中，导体两端所带异种电荷量一定相等
B.实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器
C.库仑发现了点电荷间的相互作用规律并测出了静电力常量及其单位
D.静电力对电荷所做的功等于电响竟势能的增量
2.如图甲所示，A、B是某电场中一系电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则以下说法中正确的是
A.A、B两点的电场强度相同 B.电荷在A点的电势能小于B点
C.电荷的动能先增大后减小 D.A点的电势低于B点的电势
3.如图所示电路，当变阻器滑片向上滑动时，电流表及电压表读数的变化是
A.电流表、电压表读数都增大 B.电流表、电压表读数都减小不
C.电流表读数增大、电压表读数减小 D.电流表读数减小、电压表读数增大
4.小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是
A.图甲磁铁正在向下运动 B.图乙磁铁正在向上运动
C.图丙磁铁正在向上运动 D.图丁磁铁正在向上运动
5.图(a)中的变压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V均为理想电表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是
A.原.副线圈的匝数比为4：1 B原线圈的电流为1A
C.原线圈的电压为220V D.原线圈中交变电压的频率为100Hz
6.近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸由内向外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为0.8cm，1.0cm和1.2cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/s，则此线圈产生的感应电动势最接近
A.0.31V B.0.42V C.0.53V D.4.3V
7.如图所示，粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框abcd，置于有界匀强磁场中，图中虚线为磁场边界，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现使线框以同样大小的速度匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进如磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法正确的是
A.图①中ab两点间的电势差最大 B.图②中ab两点间的电势差最大
C.图3中回路电流最大 D.图④中回路电流最小
8.通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示(前半个周期为正弦波形的)，则该交变电流的有效值为
A. B. C. D.
9.用如图所示的装置研究影响平行板电容器的电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，那么
A.保持S不变，增大d，则θ变小 B.保持S不变，增大d，则θ变大
C.保持d不变，减小S，则θ变小 D.保持d不变，减小S，则θ变大
10.血流计原理可以简化为如图所示模型，血液(内含少量正、负离子)从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是
A.正离子所受洛伦兹力方向由M指 B.负离子所受洛伦兹力方向由M指
C.正负离子达到稳定状态时，血液流速为 D.血液流量
11.如图所示为电流天平，它两臂等长。右臂下方挂着矩形线圈，线圈匝数为n，水平边长为L，线圈下部处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当线圈中通过电流Ⅰ时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中移走质量为△m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。则：
A.电流反向前，线圈所受安培力的方向向上
B.电流反向前，线圈中的电流方向从外向里看为顺时针方向
C.移走的砝码质量
D.移走的砝码质量
12.如图所示，A、B两点各放有电荷量为+Q和＋2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。将一个带正电的点电荷q从C点沿直线移到D点，则
A.C点的电场强度等于零 B.电场强度先减小后增大
C.电场力先做正功再做负功 D.电荷q的电势能先增大后减小
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、实验题(本题共2小题，共14分。)
13.(6分)现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量其直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。
(1)由上图读得圆柱体的直径为_________mm，长度为__________cm。
(2)若流经圆柱体的电流为Ⅰ，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用d和L表示，则用d、L、I、U表示它的电阻率的表达式为=_____________。
14.(8分)为了测量电源的电动势和内电阻，现有以下实验器材：待测电源，定值电阻R0=10.5Ω，电流表A(量程为0-0.6A，内阻不计)，电阻箱R(0-999.9Ω)，开关S，导线若干。
(1)请在图(a)中完成实物电路的连接。
(2)某实验小组正确连接好电路后，闭合S，多次调节电阻箱，读出五组电阻箱示数R和对应的电流表示数Ⅰ，并将数据记录在下表中：
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 0 3.0 6.0 12.0 18.0
电流I/A 0.50 0.40 0.33 0.25 0.20
请你根据上表中的数据进行相应的计算后，在图(b)中描点，并绘制出图线。
利用绘制出的图线求出该电源的电动势E=________V，内阻r=_______Ω。(均保留两位有效数字)
三、计算题(本题共4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。)
15.(8分)如图所示为质谱仪工作原理示意图。质量为m，电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上。求：
(1)粒子进入磁场时的速度多大
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大
(3)图中B、C是a，b两种同位素的原子核打在D上的位置，测得长度之比S3C：S3B=1.08：1，则a、b的质量之比为多少
16.(8分)如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为О的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子沿中线以速度水平向右射入两板间，恰好从下板边缘Р点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁场。不计粒子重力。
(1)求金属板间电势差U；
(2若粒子从磁场最下端竖直向下射出，磁场区域的半径多大
17.(10分)用一条长为L的绝缘轻绳从О点悬挂一个带电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加一水平方向的匀强电场，平衡时小球静止于C点，此时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，重力加速度为g，求：
(1)所加电场的电场强度E；
(2)小球从B点由静止释放的过程中，小球的最大速度多大 此时绳中拉力多大
18.(12分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨间距均为L=1m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为m=0.1kg，电阻Ra=2Ω，Rb=3Ω，其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1=B2=0.5T.已知从t=0时刻起，杆a在外力F作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的外力F作用下始终保持静止状态，且(N)。(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)
(1)通过计算判断杆a的运动情况﹔
(2)求通过杆b的电荷量随时间的变化关系。
郑州市2023-2024学年上期期末考试
高中二年级物理参考答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D C D B A A C BD AD BC BC
二、实验题
13(1)1.743mm(2分)(1.741-1.744均可得分)，4.255cm(2分)；(2)(2分)
14.(1)实物连线(2分)；(2)正确绘制曲线(2分)；6.0V(2分)；1.5Ω(2分)
三、计算题
15.(1)设粒子通过加速电场后的速度为v，根据动能定理得：
，① 2分
解得：，② 1分
(2)粒子进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有
，③ 2分
由①、②得：，④ 1分
(3)粒子在匀强磁场中刚好运动半周后，垂直达到照相底片D上。
根据几何关系可知，，⑤ 1分
则a、b的质量之比为
，⑥ 1分
16.(1)设板间距离为d，则板长为d，带电粒子在板间做类平抛运动，有
，① 1分
设粒子在平板间的运动时间为，根据类平抛运动的运动规律得
，② 1分
，③ 1分
联立解得，④ 1分
(2)设粒子出电场时与水平方向夹角为，则有
则出电场时粒子的速度为
，⑤ 1分
粒子出电场后沿直线匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力得
，⑥ 1分
，⑦ 1分
解得：，⑧ 1分
17.(1)根据题意小球平衡时静止于C点。对小球在C点进行受力分析可知：
，① 2分
解得：，② 2分
(2)小球从B到C，由动能定理得：
，③ 2分
则小球运动到C点时的速度
，④ 1分
小球在C点，根据牛顿第二定律可得：
，⑤ 2分
.⑥ 1分
18．(1)对金属杆b，有平衡条件得
，① 2分
，② 1分
，③ 1分
由①②③得：，④ 2分
可知金属杆a以4m/s2匀加速行驶
(2)设通过b的电荷量为Q，则其变化情况为
，⑤ 2分
解得：，⑥ 2分
.⑦ 2分
(其他解法正确的按等价过程相应给分)
高二物理试题卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题((本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。)
1.下列关于电现象的说法中，正确的是
A.在静电感应现象中，导体两端所带异种电荷量一定相等
B.实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器
C.库仑发现了点电荷间的相互作用规律并测出了静电力常量及其单位
D.静电力对电荷所做的功等于电响竟势能的增量
2.如图甲所示，A、B是某电场中一系电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示。则以下说法中正确的是
A.A、B两点的电场强度相同 B.电荷在A点的电势能小于B点
C.电荷的动能先增大后减小 D.A点的电势低于B点的电势
3.如图所示电路，当变阻器滑片向上滑动时，电流表及电压表读数的变化是
A.电流表、电压表读数都增大 B.电流表、电压表读数都减小不
C.电流表读数增大、电压表读数减小 D.电流表读数减小、电压表读数增大
4.小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是
A.图甲磁铁正在向下运动 B.图乙磁铁正在向上运动
C.图丙磁铁正在向上运动 D.图丁磁铁正在向上运动
5.图(a)中的变压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V均为理想电表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是
A.原.副线圈的匝数比为4：1 B原线圈的电流为1A
C.原线圈的电压为220V D.原线圈中交变电压的频率为100Hz
6.近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸由内向外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为0.8cm，1.0cm和1.2cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/s，则此线圈产生的感应电动势最接近
A.0.31V B.0.42V C.0.53V D.4.3V
7.如图所示，粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框abcd，置于有界匀强磁场中，图中虚线为磁场边界，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现使线框以同样大小的速度匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进如磁场的那条边垂直，则在通过如图所示位置时，下列说法正确的是
A.图①中ab两点间的电势差最大 B.图②中ab两点间的电势差最大
C.图3中回路电流最大 D.图④中回路电流最小
8.通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示(前半个周期为正弦波形的)，则该交变电流的有效值为
A. B. C. D.
9.用如图所示的装置研究影响平行板电容器的电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，那么
A.保持S不变，增大d，则θ变小 B.保持S不变，增大d，则θ变大
C.保持d不变，减小S，则θ变小 D.保持d不变，减小S，则θ变大
10.血流计原理可以简化为如图所示模型，血液(内含少量正、负离子)从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是
A.正离子所受洛伦兹力方向由M指 B.负离子所受洛伦兹力方向由M指
C.正负离子达到稳定状态时，血液流速为 D.血液流量
11.如图所示为电流天平，它两臂等长。右臂下方挂着矩形线圈，线圈匝数为n，水平边长为L，线圈下部处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当线圈中通过电流Ⅰ时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中移走质量为△m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。则：
A.电流反向前，线圈所受安培力的方向向上
B.电流反向前，线圈中的电流方向从外向里看为顺时针方向
C.移走的砝码质量
D.移走的砝码质量
12.如图所示，A、B两点各放有电荷量为+Q和＋2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。将一个带正电的点电荷q从C点沿直线移到D点，则
A.C点的电场强度等于零 B.电场强度先减小后增大
C.电场力先做正功再做负功 D.电荷q的电势能先增大后减小
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、实验题(本题共2小题，共14分。)
13.(6分)现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量其直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。
(1)由上图读得圆柱体的直径为_________mm，长度为__________cm。
(2)若流经圆柱体的电流为Ⅰ，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用d和L表示，则用d、L、I、U表示它的电阻率的表达式为=_____________。
14.(8分)为了测量电源的电动势和内电阻，现有以下实验器材：待测电源，定值电阻R0=10.5Ω，电流表A(量程为0-0.6A，内阻不计)，电阻箱R(0-999.9Ω)，开关S，导线若干。
(1)请在图(a)中完成实物电路的连接。
(2)某实验小组正确连接好电路后，闭合S，多次调节电阻箱，读出五组电阻箱示数R和对应的电流表示数Ⅰ，并将数据记录在下表中：
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 0 3.0 6.0 12.0 18.0
电流I/A 0.50 0.40 0.33 0.25 0.20
请你根据上表中的数据进行相应的计算后，在图(b)中描点，并绘制出图线。
利用绘制出的图线求出该电源的电动势E=________V，内阻r=_______Ω。(均保留两位有效数字)
三、计算题(本题共4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。)
15.(8分)如图所示为质谱仪工作原理示意图。质量为m，电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上。求：
(1)粒子进入磁场时的速度多大
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大
(3)图中B、C是a，b两种同位素的原子核打在D上的位置，测得长度之比S3C：S3B=1.08：1，则a、b的质量之比为多少
16.(8分)如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为О的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子沿中线以速度水平向右射入两板间，恰好从下板边缘Р点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁场。不计粒子重力。
(1)求金属板间电势差U；
(2若粒子从磁场最下端竖直向下射出，磁场区域的半径多大
17.(10分)用一条长为L的绝缘轻绳从О点悬挂一个带电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加一水平方向的匀强电场，平衡时小球静止于C点，此时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，重力加速度为g，求：
(1)所加电场的电场强度E；
(2)小球从B点由静止释放的过程中，小球的最大速度多大 此时绳中拉力多大
18.(12分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨间距均为L=1m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为m=0.1kg，电阻Ra=2Ω，Rb=3Ω，其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1=B2=0.5T.已知从t=0时刻起，杆a在外力F作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的外力F作用下始终保持静止状态，且(N)。(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)
(1)通过计算判断杆a的运动情况﹔
(2)求通过杆b的电荷量随时间的变化关系。
郑州市2023-2024学年上期期末考试
高中二年级物理参考答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D C D B A A C BD AD BC BC
二、实验题
13(1)1.743mm(2分)(1.741-1.744均可得分)，4.255cm(2分)；(2)(2分)
14.(1)实物连线(2分)；(2)正确绘制曲线(2分)；6.0V(2分)；1.5Ω(2分)
三、计算题
15.(1)设粒子通过加速电场后的速度为v，根据动能定理得：
，① 2分
解得：，② 1分
(2)粒子进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有
，③ 2分
由①、②得：，④ 1分
(3)粒子在匀强磁场中刚好运动半周后，垂直达到照相底片D上。
根据几何关系可知，，⑤ 1分
则a、b的质量之比为
，⑥ 1分
16.(1)设板间距离为d，则板长为d，带电粒子在板间做类平抛运动，有
，① 1分
设粒子在平板间的运动时间为，根据类平抛运动的运动规律得
，② 1分
，③ 1分
联立解得，④ 1分
(2)设粒子出电场时与水平方向夹角为，则有
则出电场时粒子的速度为
，⑤ 1分
粒子出电场后沿直线匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力得
，⑥ 1分
，⑦ 1分
解得：，⑧ 1分
17.(1)根据题意小球平衡时静止于C点。对小球在C点进行受力分析可知：
，① 2分
解得：，② 2分
(2)小球从B到C，由动能定理得：
，③ 2分
则小球运动到C点时的速度
，④ 1分
小球在C点，根据牛顿第二定律可得：
，⑤ 2分
.⑥ 1分
18．(1)对金属杆b，有平衡条件得
，① 2分
，② 1分
，③ 1分
由①②③得：，④ 2分
可知金属杆a以4m/s2匀加速行驶
(2)设通过b的电荷量为Q，则其变化情况为
，⑤ 2分
解得：，⑥ 2分
.⑦ 2分
(其他解法正确的按等价过程相应给分)
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