2023-2024学年度第一学期期末考试
高二物理
本卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡上和试卷指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 如图所示，一个带正电的球体放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球 先后挂在横杆上的和处，当小球静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为和 （图中未标出）。则（ ）
A. 小球带负电， B. 小球带负电，
C. 小球带正电， D. 小球带正电，
2. 如图所示为电容器充、放电实验的示意图。先把开关S接通1，使电容器充电，再把开关S掷向2，使电容器放电，则（ ）
A. 充电时，流过电流表的电流方向为a→b
B. 放电时，流过电流表的电流方向为a→b
C. 充电时，电容器电容增大
D. 放电时，电容器的电容减小
3. 在一匀强电场中，将带电量是正电荷由A点移至B点，电场力做功，已知AB连线长为0.1m，则说法正确的是（ ）
A. A、B两点间的电势差
B. A、B两点间的电势差2V
C 场强
D. A点电势低
4. 某家庭电路简化后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. a线是零线，b线是火线
B. 电能表是测量用电器总功率的
C. 电路中的用电器都是并联在电路中的
D. 三孔插座中上边的那个孔可以不接地
5. 我国重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现了重大突破，在合肥“东方超环EAST”装置上，我国科学家创造了最强的稳态强磁场，这个磁场强度比地球平均磁场强度高出90多万倍，妥妥地达到了国际领先水平。关于磁场的认识下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度和磁通量都是标量
B. 穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度为零
C. 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D. 磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受安培力无关
6. 关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，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，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能时两臂再达到新的平衡，若当，，时，天平刚好平衡，则待测磁感应强度是（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。
8. 某静电场的电场线分布如图所示，P、Q是电场中的某两点，下列说法正确的是（ ）
A. P点的电势高于Q点的电势
B. P、Q两点的电场强度大小相等、方向不同
C. 同一正电荷放在P点时的电势能大于放在Q点时的电势能
D. 一负电荷沿直线从P点移至Q点，电场力做负功，其电势能增大
9. 如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。闭合开关S的瞬间，电流表指针向左偏转，与0刻度线的夹角为，下列说法中正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，电流表指针与0刻度线的夹角为保持不变
B. 保持开关S闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表指针向右偏转
C 保持开关S闭合，把线圈A从线圈B中取出时，电流表指针向左偏转
D. 开关S断开瞬间，电流表指针向右偏转
10. 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法正确的是（ ）
A. 电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B. 电饭煲消耗的电功率为110W，洗衣机电动机消耗的电功率为1100W
C. 1min内电饭煲消耗的电能为，洗衣机电动机消耗的电能为
D. 洗衣机电动机发热功率明显小于110W
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目的要求作答。解答题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，现有电流表（0～0.6A），相关导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0～3V）
B．电压表（0～15V）
C．滑动变阻器（0～20）
D．滑动变阻器（0～100）
（1）为了减小实验误差和方便操作，选择如图甲所示实验电路进行实验，其中电压表应选____________，滑动变阻器应选____________。（只填器材前的序号）
（2）某同学根据实验测得电压表的读数U和电流表的读数I，画出的U-I图像如乙图所示，由图像可得电池的电动势约为____________V，内阻约为____________。（保留到小数点后1位）
12. 某学习小组通过测量一品牌的纯净水的电导率来检测该纯净水是否合格，电导率是电阻率的倒数，具体实验步骤如下：
（1）将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径，如图（a）所示，其读数为___________，然后测出容器长度。
（2）用欧姆表“”挡，测量容器内水样的电阻如图（b）所示，测得的阻值为___________。
（3）为了较准确测量水样的电阻，利用以下器材进行研究。
A．电压表（，内阻约为）
B．电压表（，内阻约）
C．电流表（，内阻约为）
D．电流表（，内阻约为）
E．滑动变阻器（最大阻值约为）
F．蓄电池（电动势约为，内阻不计）
G．开关、导线若干
①实验中，电压表应选___________，电流表应选___________（选填器材前面的字母序号）。
②请在实物连接图中用黑色笔迹代替导线补画完整。___________
（4）根据以上测量数据，利用电阻定律即可得出纯净水的电导率，判断其是否合格。
13. 如图所示，竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中，导线ab长L=0.2m，通以大小I=0.5A、方向向上的电流，导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
（1）判断导线ab所受的安培力的方向；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若导线ab通以电流大小改为I＇=2A，求导线ab所受的安培力大小F＇。
14. 如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：
（1）小球所受电场力F的大小。
（2）小球的质量m。
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
15. 如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．金属板右下方以MN、PQ为上、下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上．一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力，求：
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小；
（2）若撤去板间磁场，离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，为了使离子进入磁场后从边界MP上射出，磁场的磁感应强度B应满足什么条件；
（3）在（2）的情形中，粒子从A点射入到从MP射出的最长时间是多少？2023-2024学年度第一学期期末考试
高二物理
本卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡上和试卷指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 如图所示，一个带正电的球体放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球 先后挂在横杆上的和处，当小球静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为和 （图中未标出）。则（ ）
A 小球带负电， B. 小球带负电，
C. 小球带正电， D. 小球带正电，
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，小球与相互排斥，故、带同种电荷，由于带正电，可知小球带正电，以小球为对象，根据受力平衡可得
又
由于带电小球 在悬挂在点时，离距离小，受到库仑力大，则丝线与竖直方向的夹角大，故有，故C正确，ABD错误。
故选C。
2. 如图所示为电容器充、放电实验的示意图。先把开关S接通1，使电容器充电，再把开关S掷向2，使电容器放电，则（ ）
A. 充电时，流过电流表的电流方向为a→b
B. 放电时，流过电流表的电流方向为a→b
C. 充电时，电容器电容增大
D. 放电时，电容器的电容减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．充电时，流过电流表的电流方向为a→b，选项A正确；
B．放电时，流过电流表的电流方向为b→a，选项B错误；
CD．充电和放电时，电容器的电容均不变，选项CD错误。
故选A。
3. 在一匀强电场中，将带电量是正电荷由A点移至B点，电场力做功，已知AB连线长为0.1m，则说法正确的是（ ）
A. A、B两点间的电势差
B. A、B两点间的电势差2V
C. 场强
D. A点电势低
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据
解得
A错误，B正确；
C．匀强电场电场强度与电势差的关系
其中为AB连线沿电场线方向的距离，不一定连线的距离，所以不能求出电场强度，C错误；
D．从A点移至B点，电场力做正功，电势能减小，正电荷电势能减小，电势降低，所以A点电势高，D错误。
故选B。
4. 某家庭电路简化后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. a线是零线，b线是火线
B. 电能表是测量用电器总功率的
C. 电路中的用电器都是并联在电路中的
D. 三孔插座中上边的那个孔可以不接地
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．用电器的开关应该接在火线上，所以和开关相连的那根线是火线，即a线是火线，b线是零线，故A错误；
B．电能表是测量电路中消耗电能的仪器，不是测量电功率的，故B错误；
C．家庭电路中各个用电器是并联的关系，故C正确；
D．三孔插座的上边的那个孔必须接地，防止带有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故，故D错误。
故选C。
5. 我国重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现了重大突破，在合肥“东方超环EAST”装置上，我国科学家创造了最强的稳态强磁场，这个磁场强度比地球平均磁场强度高出90多万倍，妥妥地达到了国际领先水平。关于磁场的认识下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度和磁通量都是标量
B. 穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度为零
C. 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D. 磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受安培力无关
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁感应强度是矢量，磁通量是标量，故A错误；
B．穿过线圈的磁通量为零，则该处的磁感应强度不一定为零，故B错误；
C．一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，可能是直导线与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，故C错误；
D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与放入该处的通电导线所受安培力无关，故D正确。
故选D。
6. 关于电流周围磁感线分布及磁场方向，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由安培定则可知，直导线右侧磁感应强度方向垂直向内，左侧磁感应强度方向垂直向外，故A正确；
B．由安培定则可知，通电螺线管内部磁感线应由左向右，故B错误；
C．由安培定则可知，单匝线圈内磁感线应由右向左，故C错误；
D．由安培定则可得，俯视图看时，直导线周围环形磁场方向应为顺时针，故D错误。
故选A。
7. 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，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，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能时两臂再达到新的平衡，若当，，时，天平刚好平衡，则待测磁感应强度是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当B的方向垂直纸面向外，由左手定则可知，线圈所受安培力的方向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，则有
解得
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。
8. 某静电场的电场线分布如图所示，P、Q是电场中的某两点，下列说法正确的是（ ）
A. P点的电势高于Q点的电势
B. P、Q两点的电场强度大小相等、方向不同
C. 同一正电荷放在P点时的电势能大于放在Q点时的电势能
D. 一负电荷沿直线从P点移至Q点，电场力做负功，其电势能增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据顺着电场线方向电势逐渐降低，知P点的电势高于Q点的电势，故A正确；
B．根据电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，知P点的电场强度比Q点的大，两点处电场强度方向不同，故B错误；
C．根据正电荷在电势高处电势能大，知同一正电荷放在P点时的电势能大于放在Q点时的电势能，故C正确；
D．根据负电荷在电势高处电势能小，知负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能，则负电荷沿直线从P点移至Q点，电场力做负功，其电势能增大，故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。闭合开关S的瞬间，电流表指针向左偏转，与0刻度线的夹角为，下列说法中正确的是（ ）
A. 保持开关S闭合，电流表指针与0刻度线的夹角为保持不变
B. 保持开关S闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表指针向右偏转
C. 保持开关S闭合，把线圈A从线圈B中取出时，电流表指针向左偏转
D. 开关S断开的瞬间，电流表指针向右偏转
【答案】BD
【解析】
【详解】A．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动，A中的电流不变，B中磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，电流表指针的指针指到0刻度，故A错误；
B．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，A中的电流变小，则A中磁场变小，导致B中磁通量变小，线圈B中会产生感应电流方向与闭合开关S的瞬间相反，故电流表指针向右偏转，B正确；
C．保持开关S闭合，把线圈A从线圈B中取出时，线圈B的磁通量会减小，线圈B中会产生感应电流方向与闭合开关S的瞬间相反，故电流表指针向右偏转，C错误；
D．开关S断开的瞬间，线圈B的磁通量会减小，线圈B中会产生感应电流方向与闭合开关S的瞬间相反，故电流表指针向右偏转，D正确。
故选BD。
10. 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法正确的是（ ）
A. 电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B. 电饭煲消耗的电功率为110W，洗衣机电动机消耗的电功率为1100W
C. 1min内电饭煲消耗的电能为，洗衣机电动机消耗的电能为
D. 洗衣机电动机发热功率明显小于110W
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由于电饭煲是纯电阻元件，所以
但洗衣机不是纯电阻用电器，由欧姆定律求得的电阻是错误的，故A错误；
B．电饭煲消耗的功率
洗衣机电动机消耗的电功率为
故B错误；
C．电饭煲在1min内消耗的电能
洗衣机电动机在1min内消耗的电能为
故C正确；
D．洗衣机电动机是非纯电阻电路，发热功率与机械功率之和为电功率，洗衣机电动机发热功率明显小于电功率110W，故D正确。
故选CD
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目的要求作答。解答题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，现有电流表（0～0.6A），相关导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0～3V）
B．电压表（0～15V）
C．滑动变阻器（0～20）
D．滑动变阻器（0～100）
（1）为了减小实验误差和方便操作，选择如图甲所示实验电路进行实验，其中电压表应选____________，滑动变阻器应选____________。（只填器材前的序号）
（2）某同学根据实验测得电压表的读数U和电流表的读数I，画出的U-I图像如乙图所示，由图像可得电池的电动势约为____________V，内阻约为____________。（保留到小数点后1位）
【答案】 ①. A ②. C ③. 1.5 ④. 1.0
【解析】
【详解】（1）[1]一节干电池的电动势约为1.5V，若使用电压表（0～15V），由于其量程太大，则读数误差较大，所以电压表应选A；
[2]为了调节方便，应选最大阻值较小的滑动变阻器C。
（2）[3]由闭合电路欧姆定律可得
图乙所示U-I图像的纵截距为该电源的电动势，可知电动势约为
[4]图像斜率的绝对值为电池的内阻，可知内阻约为
12. 某学习小组通过测量一品牌的纯净水的电导率来检测该纯净水是否合格，电导率是电阻率的倒数，具体实验步骤如下：
（1）将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径，如图（a）所示，其读数为___________，然后测出容器长度。
（2）用欧姆表“”挡，测量容器内水样的电阻如图（b）所示，测得的阻值为___________。
（3）为了较准确测量水样的电阻，利用以下器材进行研究。
A．电压表（，内阻约为）
B．电压表（，内阻约为）
C．电流表（，内阻约为）
D．电流表（，内阻约为）
E．滑动变阻器（最大阻值约为）
F．蓄电池（电动势约为，内阻不计）
G．开关、导线若干
①实验中，电压表应选___________，电流表应选___________（选填器材前面的字母序号）。
②请在实物连接图中用黑色笔迹代替导线补画完整。___________
（4）根据以上测量数据，利用电阻定律即可得出纯净水的电导率，判断其是否合格。
【答案】 ①. 5.44 ②. 1200 ③. A ④. C ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图（a）所示游标卡尺可知游标尺是10分度的，精度为，所以读数为
（2）[2]用欧姆表“”挡，可得测得的阻值为
（3）[3][4][5]电源电动势约为，为使电压表可以偏转三分之一以上减小实验误差，电压表应选择量程为的电压表A；通过电阻的最大电流约为
所以电流表选择量程为的电流表C；根据题意的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为了方便调节电路测量多组实验数据，滑动变阻器采用分压式接法，同时
，
可得
所以电流表采用内接法，实物图连接如下：
13. 如图所示，竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中，导线ab长L=0.2m，通以大小I=0.5A、方向向上的电流，导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
（1）判断导线ab所受的安培力的方向；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若导线ab通以电流大小改为I＇=2A，求导线ab所受的安培力大小F＇。
【答案】（1）水平向左 （2）1T （3）0.4N
【解析】
【分析】考查磁感应强度的定义和安培力的方向判断及大小计算。
【详解】（1）根据左手定则：打开手掌，四指并拢伸直，大拇指垂直四指且与手掌在同一平面上，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，则大拇指方向为安培力方向，可以判断，导线ab所受的安培力的方向水平向左；
（2）根据磁感应强度的定义式：
代入数据解得：；
（3）由安培力公式：
代入数据解得：。
14. 如图所示，长l=1 m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：
（1）小球所受电场力F的大小。
（2）小球的质量m。
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】（1）3.0×10-2 N；（2）4.0×10-3 kg；（3）2.0 m/s
【解析】
【分析】
【详解】（1）电场力
F=qE=3.0×10-2 N
（2）由
解得
m=4.0×10-3 kg
（3）由动能定理
解得
v=2.0 m/s
15. 如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．金属板右下方以MN、PQ为上、下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上．一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力，求：
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小；
（2）若撤去板间磁场，离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，为了使离子进入磁场后从边界MP上射出，磁场的磁感应强度B应满足什么条件；
（3）在（2）的情形中，粒子从A点射入到从MP射出的最长时间是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设板间的电场强度为E，离子做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，有
解得
（2）设A点离下极板的高度为h，离子射出电场时的速度为v，根据动能定理，得
离子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速运动，有
解得
设离子进入磁场后做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律，得
由几何关系得
解得
（3）离子在电场中运动，有
解得
离子在磁场中运动时，当磁感应强度B取最小时，时间最长
粒子从A点射入到从MP射出的最长时间是
