福建省福州第二中学2023-2024学年高二上学期第二学段（期末）考试物理试卷(无答案)

福州二中2023-2024学年高二第二学段考试（物理）
（满分：100分，考试时间：75分钟）
一、单选题（本题共5个小题，每小题4分，共20分）
1.如图所示，金属圆环位于竖直放置的通电长直导线附近，圆环和长直导线在同一竖直平面内。下列四种情况，圆环会产生感应电流的是（ ）
A. 圆环竖直下落 B. 圆环向右平移
C. 圆环绕着圆心O在竖直平面内转动
D. 圆环以长直导线为轴在水平面内转动
2.某学生在研究心脏电性质时发现，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量异种电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则（ ）
A. a、b两点的电场强度不相同 B. c、d两点的电场强度相同
C. a、b两点的电势差Uab=3mV D.从c到d的直线上电场强度先变小后变大
3.如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通有直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（ ）
A.弹簧长度将变长，N1>N2 B.弹簧长度将变短，N1>N2
C.弹簧长度将变长，N14.如图甲所示，含有等量正负电荷的等离子体流由左方连续以相等的速度射入相互平行的M、N两板间，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 0~1s内，ab、cd导线互相排斥 B. 1~2s内，ab、cd导线互相排斥
C. 2~3s内，ab、cd导线互相吸引 D. 3~4s内，ab、cd导线互相排斥
5.如下图，abcdef为“日”字形导线框，其中abdc和cdfe均为边长为l的正方形，导线ab、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度略小于l的匀强磁场，磁感应强度为B，导线框以速度v匀速穿过磁场区域，运动过程中线框始终和磁场垂直且无转动。线框穿越磁场的过程中，ab两点电势差Uab随位移变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（本题共5个小题，每小题5分，共25分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不选得0分）
6.某抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M（电动机），抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个档位，内部电路如图所示。抽气扇额定电压为220V，额定功率为220W，线圈内阻为20Ω，则（ ）
A.保持S1、S2闭合，断开S3，抽油烟机处于“弱吸”档
B.保持S1、S2闭合，断开S2，抽油烟机处于“弱吸”档
C.闭合S1、S2，抽气扇的输出功率为200W
D.闭合S1、S2，若电动机被卡住，则抽气扇消耗的功率小于220W
7.小明同学用手摇发电机接变压器给规格为“220V，60W的灯泡L供电，当他匀速转动发电机的手柄时，灯泡正常发光。其原理简化图如下，已知匀强磁场的磁感应强度大小为T线圈面积为1m2，共50匝，不计内阻。变压器可视为理想变压器，其原副线圈匝数比为5∶44，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。下列说法正确的是（ ）
A.理想电压表的示数为25V
B.手柄的角速度为5rad/s
C.从图示位置开始计时，发电机产生的电动势瞬时值表达式为
D.图示位置穿过线圈的磁通量为0，发电机产生的电动势瞬时值最大
8.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，不考虑灯泡电阻的变化，E是电源，内阻不能忽略，开关为S。分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，下列说法中正确的是（ ）
A.若S由断开到闭合，D1立马变亮
B.若S由断开到闭合，D2和D3立马达到最亮，后亮度稍有减小最终保持不变
C.若闭合S待电路稳定后，在断开S瞬间，由于自感I1和I2方向都不变
D.若闭合S待电路稳定后，在断开S瞬间，D2和D3亮度会突然增大，后逐渐熄灭
9.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A.粒子带负电
B.粒子进入速度选择器的速度
C.速度选择器两板间电压
D.增大加速电压，粒子在分离器中运动的时间也变长
10.如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（ ）
A.粒子的速度大小为
B.从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为7∶4
C.沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为
D.从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为
三、填空题（本题共2个小题，共10分）
11.某同学用两块彼此绝缘的平行金属板组成电容器，观察电容器的充、放电现象。如图甲所示，当原来不带电的电容器的两极板连接电源时，电容器充电。稳定后，若两金属板靠近，则其所带电荷量将 （选填“增大”“减小”或“不变”）；如图乙所示，当充电后的电容器两极板通过电流计接通时，电流从
（选填“A”或“B”）端流入电流计。
甲 乙
12.长征五号遥四运载火箭搭载“天问一号”探测器以速率v0进入太空预定轨道，由控制系统使箭体与探测器分离，分离时前部分的探测器质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略分离前后系统总质量的变化，则分离前后系统的动量 （选填“守恒”或“不守恒”）。分离后探测器的速率v1为 ，系统的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、实验题（共8分）
13.导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。
甲
（1）在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的 （选填“A”“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为 cm。
乙
（2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材：
A.电压表0~3V，内阻约3kΩ
B.电流表0~2mA，内阻Rg=50Ω
C.定值电阻1Ω
D.定值电阻10Ω
E.滑动变阻器0~10Ω
①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选 （填器材前面的序号）作为分流电阻R0。
②在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大 。
③测出电压表读数U、电流表读数I、导电胶的直径d和两金属电极间的距离L，算出该导电胶的电阻率ρ大小。
五、解答题（本题共3小题，共37分）
14.（10分）雨滴从高空落下，由于受空气阻力的作用，经短时间加速后便匀速下落。因此，雨滴通常不会砸伤人，但是对微小的蚊子而言，雨滴可能是致命的。如果雨滴以v0=10m/s的速度匀速下落，恰好砸中一只停在地面上的蚊子，经过速度减为零。已知雨滴的质量，重力加速度，在t时间内：
（1）求雨滴所受的合外力的冲量大小I；
（2）已知蚊子重力，求雨滴对蚊子的平均作用力与蚊子重力的大小之比k。
15.（12分）如图甲所示，金属导轨MN和PQ平行，间距L=1m，与水平面之间的夹角α=37°，匀强磁场磁感应强度大小B=2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=1.5Ω的电阻，质量m=0.5kg，接入电路中电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直导轨放置，金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ=0.2。现用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移x=3.8m时达到稳定状态，金属杆始终与导轨接触良好，对应过程的v—t图像如图乙所示。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，导轨足够长且电阻不计。求：
甲 乙
（1）恒力F的大小及金属杆的速度为0.4m/s时的加速度大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，通过电阻R的电荷量；
（3）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，金属杆上产生的焦耳热。
16.（15分）如图所示，光滑平台处于水平向右的匀强电场中（图中区域I），其场强，区域II存在竖直向上的匀7强电场，区域III存在正交的匀强电场和匀强磁场，一质量为m、带电量为+q的小球从A点无初速度释放，AO距离为L，OO1的距离也为L、小球恰经过O1点上方0.5L处的P点再进入区域III做匀速圆周运动后又能无碰撞地滑上平台并刚好回到A点，重力加速度为g，求：
（1）区域III内电场的电场强度E3；
（2）区域III内匀强磁场的磁感应强度B；
（3）小球从A点开始至回到A点的运动时间t.