天津市四校2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试题（含答案）

2023~2024学年度第一学期期末四校联考
高二物理
一、单项选择题（本题共6小题，每题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1.在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是（ ）
A.洛伦兹发现了电磁感应现象，并制作了首台发电机
B.麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁场理论
C.法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
D.库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向
2.如图所示，、为两个固定的等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的点有一带正电的试探电荷自点以初速度沿直线向点运动，已知粒子恰好到达点，粒子仅受电场力作用，下列说法中正确的是（ ）
A.从到的过程中，速度可能先变大，再变小
B.整个运动过程中，粒子的电势能一直减小
C.整个运动过程中，粒子在点时，加速度最大
D.从到的过程中，加速度可能先变大，再变小
3.小红同学家里有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度。小红查阅资料后，猜想台灯内部的电路结构可能如图所示，已知光敏电阻在光照强度减小时，电阻会增大。则当闭合开关后，小红的分析不正确的是（ ）
A.夜晚时，光照强度减小，小灯泡L将变亮
B.光照强度增大时，光敏电阻当中的电流增大
C.光照强度增大时，光敏电阻两端电压减小
D.在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，电源的输出功率一定增加
4.如图所示，大小和形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源相连，把与电源正极相连的金属极板接地。在两极板间有一带电液滴恰好处于静止状态。下列判断中正确的是（ ）
A.液滴一定带负电
B.液滴的电性无法确定
C.若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴静止不动
D.若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴向下运动
5.如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为，单位长度上可以自由移动的电子个数为，已知一个电子的电荷量为，则通过导体棒电流的大小（ ）
A. B. C. D.
6.2023年12月1日北京地区大范围同时记录到极光现象，地球上的极光是来自磁层和太阳风的高能带电粒子被地磁场引导进入地磁大气层，并与高层大气的原子碰撞造成发光的现象，实际上每时每刻都有大量宇宙射线向地球。假设某时刻有一个带负电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来（如图所示，地球自西向东转，图中箭头方向表示地球自转方向，虚线表示地轴），则该宇宙射线粒子将（ ）
A.向东偏转 B.向西偏转 C.向南偏转 D.向北偏转
二、多项选择题（本题共4小题，每题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
7.下列装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是：
A.甲图为回旋加速器，粒子可以从磁场中获得能量
B.乙图为磁流体发电机，可判断出、极板的正对面积越大两极板间的电势差越大
C.丙图为质谱仪，打到照相底片点的带电粒子距离射入点越远，粒子比荷越小
D.丁图为速度选择器，电子和质子的速度符合要求时均可以从左侧沿直线运动到右侧
8.如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动，实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中，下列说法正确的是（ ）
A.当油滴加速向下时，增大两金属板间的电压有可能使其悬浮
B.当油滴加速向下时，减小两金属板间的电压有可能使其悬浮
C.油滴加速向下的过程，电场力对油滴做正功，电势能逐渐减小
D.油滴加速向下的过程，重力势能的减少量大于机械能的减小量
9.如图所示，正确连接电路后，下列图示情景中能产生感应电流的是（ ）
A.图甲中使导体棒平行于磁感线竖直向下运动
B.图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈
C.图丙中开关保持闭合，改变滑动电阻器接入电路的阻值的过程中
D.图丙中开关保持闭合，、螺线管相对静止一起在水平桌面上平移
10.如图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~1A和0~10A，已知表头内阻为，满偏电流为2mA。和是接入电路中的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A.当使用、两个端点时，量程为0~1A
B.当使用、两个端点时，量程为0~10A
C.
D.
三、实验题（本题共2个小题，共15分）
11.（1）某同学利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。实验时，电流传感器与计算机相连，可以显示出电流随时间变化关系的图线。
①充电后为使电容器放电，应将开关与__________（选填“1”或“2”）端相连。
②在对该电容器充电的过程中，充电电流随时间变化关系的图线可能是图中的__________。
A. B. C. D.
③图像法是处理实验数据的重要方法，上一问中图象对应的图线和横轴（时间）围成的“面积”表示__________。
（2）某实验小组的同学探究一种特制合金金属丝的电阻率，步骤如下：
①用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为__________mm.
②用多用电表欧姆挡粗略测量此合金金属丝（长度为）的电阻，所选倍率挡为挡，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，应换到__________挡.如果换挡进行欧姆调零后立即用表笔连接待测电阻进行读数，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是__________.
该小组同学想用伏安法更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：
现有电源（3V，内阻约）、滑动变阻器（）、开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表（，内阻约）
B.电流表（，内阻约）
C.电压表（，内阻约）
D.电压表（，内阻约）
③为减小测量误差，在实验中，电压表应选用__________，电流表应选用__________。
④下图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据你设计的合理电路图，补充完成实物间的连线。
⑤测量出合金金属丝直径为、长度为，电压表示数为，电流表示数为，则该金属丝电阻率测量值的表达式__________。只考虑电流表和电压表内阻引起的误差，该实验测量值__________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
四、计算题（本题共3小题，共41分。解答题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，答案中必须明确写出数值和单位）
12.（12分）如图所示，长为l的绝缘细线（不可伸长）一端悬于点，另一端系一质量为、电荷量为的带正电小球。现将此装置放在水平方向的匀强电场中，小球静止在点，此时细线与竖直方向夹角为，重力加速度为。求：
（1）判断电场强度的方向；
（2）电场强度的大小；
（3）如果将小球拉至点正下方最低点处由静止释放，求小球在运动过程中能达到的最大速度。
13.（14分）如图所示，水平放置的两等长导轨、间的距离，垂直于导轨平面的竖直方向的匀强磁场的磁感应强度，垂直于导轨放置的棒的质量，系在棒中点的水平绳跨过定滑轮与质量为的小物块相连（小物块悬挂在空中）。已知棒与导轨间的动摩擦因数，电源的电动势、内阻，导轨的电阻及棒的电阻均不计。滑动变阻器滑至某一位置时小物块恰好不下落。（假设滑动摩擦力和最大静摩擦相等，g取）求：
（1）磁场方向；
（2）滑动变阻器接入电路部分的阻值；
（3）保持整个系统平衡，以轨道、的右端为支撑点缓慢向上转动导轨平面，同时缓慢调节滑动变阻器，直到导轨平面与水平面夹角为时棒与导轨间恰好无相对运动趋势。已知滑轮高度可以调节，始终保持轨道上方绳的拉力方向与轨道平面平行，磁场维持不变，则此时通过棒的电流是多少。（，）
14.（15分）如图所示，两块金属板、水平正对放置，板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，竖直向下的电场强度大小为，磁场方向垂直于纸面平面向里。一束带正电的粒子以一定的初速度从两板的左端中央，沿极板方向射入，带电粒子恰好做匀速直线运动。已知板长为，板间距为.粒子质量、电荷量，不计粒子所受重力，忽略边缘效应。
（1）求磁感应强度；
（2）若仅撤去磁场，在间只保留如图甲所示的电场，粒子能从右端离开电场，求粒子离开电场时的侧移量和粒子电势能的变化；
（3）若仅撤去电场，在间保留如图乙所示磁场，调整磁场强度大小后使粒子能从磁场右边界某一位置射出，且射出时速度与水平方向的夹角为45°，求粒子穿过磁场的时间，两极板间距离的最小值。
2023~2024学年度第一学期期末四校联考
高二物理参考答案
一、单项选择题（每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B D D C A B
二、多项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
题号 7 8 9 10
答案 CD AD BC AC
三、填空与实验题题（共2各小题，共15分）
11.（1）①2 ②A ③充电过程结束时电容器的带电量（2分，意思表述正确就给分）
（2）①8.600（8.599-8.601） ②；（22000也可以） ③C；A
④
（每根线1分，电流表内接对应的连线接电流表正接线柱也给分，共2分）
⑤；大于
四、计算题（本题共3小题，共41分.解答题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，答案中必须明确写出数值和单位）
12.（12分）（1）由图可知，带电小球静止时电场力水平向左，因为小球带正电，所以电场强度方向水平向左。
（2）小球受重力、电场力和细线的拉力，根据平衡条件有
，，解得.
（3）小球从最低点运动到最初静止的位置时动能最大，根据动能定理得
所以，解得：，
注：也给分，等效场求解同样给分。
13.（14分）解：（1）磁场方向竖直向上
（2）依据物块的平衡条件可得，，
依据导体棒的平衡条件可得棒恰不右滑时，
，，，
依据闭合电路欧姆定律可得：，
由以上各式代入数据可解得：
（3）依据导体棒的平衡条件可得，，
14.（15分）（1）由平衡条件：，得：
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动：，，，
电势能的变化，
（3）如图：
所以，又因为，所以，，，所以（用弧长除以时间同样给分）
板间距最小值为带电粒子从极板的右上角边缘飞出，
由几何关系：，。
注：用其他方法如：勾股定理解出一元二次方程的两个根，舍去最大的，保留同样给分