汉台区2023~2024学年度第一学期期末校际联考试题
高二物理
注意事项:
1.本试题共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
第I卷(选择题 共46分)
一、选择题(本大题共10小题,计46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)
1.下列说法正确的是( )
A.电场、磁场都是客观存在的物质
B.只要存在电场和磁场,就能产生电磁波
C.能量子与电磁波的波长成正比
D.磁场中某点的磁感应强度B与F成正比,与IL成反比
2.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中。已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行。该导线受到的安培力为( )
A.0 B. BIl C. 2BIl D. BIl
3.下列关于物理基本概念与规律的判断正确的是( )
A.由库仑定律可知,当距离r→0时库仑力
B.根据电场强度的定义式可知,E与F成正比,E与q成反比
C.由可知,外电路的总电阻越大,电源的电动势就越大
D.将内阻为300Ω、满偏电流为1mA的表头改装为量程为0~3V的电压表,需要串联一个2.7kΩ的电阻
4.如图甲所示,一质量为50kg的人站在吊篮中随热气球升空,图乙是升空过程中的v-t图像,g=10m/s2,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.0~10s内,热气球的加速度大小为4m/s2
B.0~40s内,热气球的位移大小为120m
C.0~10s内,吊篮对人的支持力大小为700N
D.30s~40s内,吊篮中的人处于超重状态
5.如图甲所示,a、b位于两个等量异种电荷的连线上,O为两电荷连线的中点且a、b到O点的距离相等;如图乙所示,两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点,O'为MN的中点,c、d位于MN的连线上,且c、d到O'点的距离相等,两导线中通有等大反向的恒定电流,下列说法正确的是( )
甲 乙
A. O点处的电场强度为零 B. a、b处的电场强度大小相等,方向相反
C. O'点处的磁感应强度为零 D. c、d处的磁感应强度大小相等,方向相同
6.如图所示,两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中,则下列表述正确的是( )
A.细导体的电阻等于粗导体的电阻
B.细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2
C.相同时间内通过两导体的电荷量不相等
D.细导体内自由电子定向移动的平均速率小于粗导体
7.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将探索建造月球科研站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设在月球上的宇航员,如果他已知月球的半径R,且手头有一个钩码、一盒卷尺和一块停表,利用这些器材和已知数据,他能得出的是( )
A.引力常量 B.钩码的质量
C.月球的质量 D.月球的“第一宇宙速度”
8.如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相同的离子垂直地射入匀强磁场B1和匀强电场E正交的速度选择器后,进入另一个匀强磁场B2中并分裂为a、b两束。下列说法中正确的是( )
A.组成a束和b束的离子都带负电
B. a束离子的比荷小于b束离子的比荷
C.组成a束和b束离子的质量一定不同
D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
9.如图所示,匀强电场平行于xOy平面坐标系,矩形ABCD的顶点B和D均落在y轴上,顶点A在x轴上,OB=10cm,AB=20cm,A、B、C三点的电势分别为0V、30V、60V,下列说法正确的是( )
A.D点的电势为30V
B.匀强电场平行于x轴,且沿着x轴正方向
C.匀强电场的电场强度的大小为V/m
D.将一电子从A点移动到D点,电子的电势能增大30eV
10.兴趣小组的同学设计了如图所示的简易电吹风,主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M和电热丝R,已知电动机M标有“100V 50W”字样,它的线圈内阻为4Ω,R1=480Ω,电热丝R=44Ω,当把该电吹风接入220V家庭电路中,电动机M恰好可以正常工作,则下列说法正确的是( )
A.电阻R2=240Ω
B.电热丝的热功率P=1100W
C.电动机M正常工作时的输出功率P1=49W
D.若开关S1、S2都闭合,该电吹风1分钟消耗的电能E=6.9×104J
第II卷(非选择题 共54分)
二、实验探究题(本大题共2小题,计20分)
11.(10分)某校高二物理研究学习小组的小王同学用如图甲、乙所示电路研究电磁感应现象,小李同学用如图丙所示电路研究自感现象。
甲 乙 丙
(1)小王同学为判断线圈绕向,将灵敏电流计G与线圈M连接,如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)由a端开始绕至b端。
(2)如图乙所示,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关S后,将A线圈迅速从B线圈拔出时,电流计指针将 ;A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将 。(以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)
(3)在图乙中,小王同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端,第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (选填“大”或“小”)。
(4)小李同学用图丙中(1)(2)两个电路研究通电自感和断电自感现象,图中L是一带铁芯的线圈,直流电阻忽略不计,A、B是额定电压为1.5V的灯泡,直流电源为一节新的干电池。实验过程中可能会观察到的现象;①慢慢变亮,然后亮度不变;②立即变亮,然后亮度不变;③立即变亮,然后慢慢熄灭;④慢慢熄灭,⑤立即熄灭;⑥闪亮一下,然后熄灭。两电路电键S闭合后,小灯泡A将 ,小灯泡B将 ;S断开后,小灯泡A将 ,小灯泡B将 。请你将小李同学观察到的实验现象对应的序号填在相应的横线上。
12.(10分)(1)某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
①甲同学用多用电表进行某次测量时,若所选挡位为直流50mA挡,指针在表盘的位置如图1所示,则示数为 mA。
②乙同学用多用电表测金属丝的阻值,当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用 (选填“×1Ω”或“×100Ω”)挡并重新欧姆调零,最终指针也指在如图1所示位置,则电阻为 Ω。
图1 图2 图3
(2)丙同学利用如图2所示的电路测量一节电量即将耗尽的磷酸铁锂电池的电动势E和内阻r,选用的器材如下:
A.毫安表mA(量程为10mA,内阻为98Ω);
B.电压表V(量程为3V,内阻很大);
C.电阻箱R1(0~999.9Ω);
D.滑动变阻器R2(0~50Ω);
E.磷酸铁锂电池(标称电压为3.2V);
F.开关一个、导线若干。
①由于毫安表mA的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表,图2中电阻箱R1应调整为 Ω。
②改变滑动变阻器滑片的位置,记录电压表的示数为U,毫安表的示数为I。
③描点得到如图3所示的U-I图像,通过分析可知电源的电动势E= V,电源的内阻r= Ω。
(结果均保留两位有效数字)
三、计算题(本大题共3小题,计34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AC竖直高度差h1=9.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与水平面DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上,不计空气阻力和轨道的摩擦阻力(g取10m/s2)。求:
(1)运动员到达C点的速度大小;
(2)运动员经过C点时受到轨道的支持力大小;
(3)运动员落到DE上距D点的水平距离。
14.(13分)如图所示,在一底边长为2L,底角θ=45°的等腰三角形MNP区域内(O为底边MN中点)有垂直纸面向外的匀强磁场。MN边上方有平行金属板,间距为。有一质量为m,电量为q的带正电粒子从金属板左侧边缘,以平行于极板的初速度v0紧贴上极板入射,经电场偏转后,从O点穿过下极板缝隙进入磁场,恰好从顶点P处离开,粒子的运动轨迹如图线所示,不计重力与空气阻力的影响。求:
(1)平行金属板间的电势差U;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子在磁场中的运动时间t。
15.(13分)如图甲所示,水平面上固定一个20匝的边长为L=10cm、电阻为r=2.0Ω的正方形线圈,线圈端点a、b通过导线与间距为d=0.5m的足够长平行倾斜金属导轨相连,导轨与水平方向的夹角θ=30°,金属杆MN质量为m=0.1kg,电阻为R=1Ω,放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下磁场中,磁感应强度B0随时间的变化如图乙所示,从t0=0.2s时刻起该磁场不再变化;倾斜导轨处于垂直于轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1T。忽略其余电阻,重力加速度为g=10m/s2,已知0~t0时间内金属杆MN刚好不上滑,设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,求:
甲 乙
(1)0~t0时间内,ab两点之间的电势差Uab;
(2)t0时刻后,MN从静止开始下滑,求MN所能达到的最大速度vm及此时ab两点之间的电势差Uab'。
汉台区2023~2024学年度第一学期期末校际联考试题
高二物理参考答案及评分标准
一、选择题(本大题共10小题,计46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)
1.A 2.C 3.D 4.B 5.D 6.B 7.D 8.BD 9.AC 10.BC
二、实验探究题(本大题共2小题,计20分)
11.(10分)(1)顺时针(2分)
(2)向左偏 向右偏(每空1分)
(3)大(2分)
(4)① ③ ⑤ ⑥(每空1分)
12.(10分)(1)①24(2分) ②×1Ω(2分) 16(1分)
(2)①2(2分) ③2.7(1分) 0.29(2分)
三、计算题(本大题共3小题,计34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)解:(1)由A到C,对运动员由机械能守恒定律得
解得运动员到达C点的速度
(2)在C处对运动员受力分析,由牛顿第二定律得
解得
(3)从C处平抛飞出,由平抛运动的规律有,解得
运动员落到DE上距D点的水平距离
14.(13分)解:(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动,则有,,
联立解得
(2)粒子到达O点,由动能定理
解得粒子到达O点的速度
则此时速度方向与水平方向夹角为45
根据几何关系,粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中运动的轨迹为一圆弧,根据几何关系,这个圆弧对应的圆心角为90°,粒子在磁场中运动的时间
15.(13分)解:(1)根据法拉第电磁感应定律可得正方形线圈中产生的感应电动势为
此过程中回路中感应电流的大小为
根据楞次定律可知b点电势高,则
(2)设MN与导轨间的滑动摩擦力为f,0~0.2s内,根据平衡条件可得
,
MN达到的速度最大时,受力平衡,根据平衡条件可得
其中,,
联立解得
根据楞次定律可知此时a点电势高,则