三明市2023-2024学年高二上学期期末质量检测
物 理试题
(考试时长:90 分钟 满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的准考证、姓名。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证、姓名”与考生本人准考证、姓名是否一致。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4 分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:5,当输入电压增加10V时,则输出电压
A.增加 2V B.增加 10V C.增加 50V D.增加 500V
2.如图,C是带电量为Q 的物体,将带电量为q 的小球通过丝线挂在 P处,稳定后丝线偏离竖直方向的角度为θ,小球与物体的间距为 d、库仑力为F。若
A.保持Q、q不变,减小d,θ变大,则F与d有关
B.保持Q、q不变,增大d,θ变小,则F与d成反比
C.保持Q、d不变,减小q,θ变小,则F与q成正比
D.保持q、d不变,增大Q,θ变大,则F与Q成正比
3.如图所示,光滑绝缘竖直杆位于等量异种点电荷连线的中垂线上。一穿在杆上的带正电小球,沿A→O→B下滑,则杆对带电小球作用力分析正确的是
A.先变小后变大,方向水平向左 B.先变小后变大,方向水平向右
C.先变大后变小,方向水平向左 D.先变大后变小,方向水平向右
4.研究小组用手机磁传感器测量三明市区的地磁场。将手机置于水平桌面,建立如图甲所示的三维直角坐标系, 某次测量中,x、y、z三个方向上的磁感应强度数值如图乙所示,B表示此处的磁感应强度,φ表示穿过手机正面的磁通量,则
A. ;绕x轴旋转φ会发生变化 B. ;绕x轴旋转φ不变
C. ;绕z 轴旋转φ会发生变化 D. ;绕z轴旋转φ不变
5.如图所示,两平行直导线 cd 和ef竖直放置,通以方向相反、大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内。则
A. b点的磁感应强度为零
B. a点的磁场方向垂直纸面向里
C. cd导线受到的安培力方向向右
D.同时改变导线的电流方向, cd导线受到的安培力方向不变
6.如图所示, 三个完全相同的小灯泡并联, 电源内阻不可忽略。闭合开关S1,灯泡L1发光;陆续闭合 S2、S3其他灯泡也相继发光。关于灯泡L1的亮度变化分析,下列说法正确的是
A.电源电动势不变,L1两端电压不变,L1亮度不变
B.电路总电阻变小,L1两端电压变小,L1亮度变暗
C.电路总电阻变大,L1两端电压变大,L1亮度变亮
D.干路电流不变,其他灯分流导致流过L1电流变小L1亮度变暗
7.某电场的等势线如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,下列分析正确的是
A.电场的方向由b指向e
B. d点的电场强度大小最大
C.正电荷在a的电势能大于e点的电势能
D.电子从a点运动到d点,电场力做功为+4eV
8. 如图,光滑绝缘的水平面上存在一电场,其某条电场线与x轴重合,x轴上各点的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示。曲线上A 点(0.15,3)的切线与x轴的交点为(0.3,0)。将一电荷量为的滑块 P(可视为点电荷),从处由静止释放,则滑块
A.将沿x轴负方向运动
B.运动的加速度一直增大
C. 在处的电势能为
D.在处的电场强度为
二、双项选择选题:本题共4 小题,每小题4分,共 16分。每小题只有两项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.一正余弦交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示,则该交变电流的
A.频率是 0.02 Hz
B.电动势有效值为
C.一个周期内电流方向变化 2次
D.电动势瞬时值表达式是 e=10cos 100t(V)
10.如图甲所示,用充电宝为一手机充电,其等效电路如图乙所示,在某段时间t内,充电宝的输出电压 U、输出电流I恒定不变,手机电池的内阻为r,设手机电池获得的电能除发热外全部转化为化学能,则
A.充电宝输出的电功率为 UI-I2r B.手机电池的热功率为I2r
C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池增加的化学能为
11.如图(a),U型导线框abcd 与螺线管相连,螺线管内的磁场平行于轴线,其磁感应强度B随时间t变化如图(b)所示,设图中箭头所示方向为 B的正方向,则
A. 内,感应电流的方向为 adcba B. 内,d点电势高于 a点电势
C. 内,感应电流的大小逐渐增大 D. 内,感应电流的大小逐渐减小
12.如图甲,一光滑金属导轨aOb固定于水平面内, Oa与Ob夹角为 空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。一长直导体棒在外力作用下垂直于 Oa向左运动,在从 PQ运动到MN 的过程中, 其速度的倒数与棒距PQ距离x的关系如图乙所示。已知导体棒质量为 m,磁感应强度为 B,,除电阻 R 外其余电阻不计,导体棒与导轨接触良好,。则
A.流过导体棒的电流恒为 B.导体棒运动的时间为
C. 通过回路的电荷量为 D.外力做功为
三、非选择题:共 52分,其中 13、14、15题为填空题,16、17题为实验题,18-20题为计算题。考生根据要求作答。
13.(3分)
如图所示,P、Q 为两平行金属板,两板间的距离,电势差为,板间电场为匀强电场,其中Q板接地。则场强大小为 V/m,P板的电势为 V;A 点距P 板3cm,A 点的电势为 V。
14.(3分)
如图所示为某一电源的U-I图像,由图可知电源电动势为 V;电源内阻为 Ω;电源短路时电流为 A。
15.(3分)
质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。如图,氕、氘、氚离子经加速进入速度选择器,沿直线运动的离子穿过狭缝 P进入垂直于纸面、磁感应强度为 的匀强磁场,打在底片 D上形成a、b、c三条痕迹。速度选择器内的匀强电场和匀强磁场分别为 E 和B1,不计离子重力与离子间的相互作用,则B2的方向为垂直纸面向 (选填“里”“外”);离子通过速度选择器的速度v= ;c处痕迹对应 离子。
16.(5分)
某同学通过测量金属丝的电阻率来确定其材质,具体操作如下:
(1) 用多用电表测金属丝的电阻, 示数如图甲所示,则Rx= Ω 。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图乙所示,则 d= mm。
(3)已知该金属丝的总长度l为20m,则材质是 。
A.银 B.铝镍铁合金
17.(8分)
在科学探究电容器的实验中:
(1)电容器上标有“200 μF,10 V”,下列说法正确的是 。
A.电容器电压为 5 V时,电容是200μF
B.电容器电压为 5 V时,电容是100 μF
(2) 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象。其中E为电池、R为电阻箱、C为电容器、G为电流计、S为单刀双掷开关。
①将开关S接1,观察到电流计指针偏转情况为 ;
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变
B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到零
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变
D. 迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到零
②将开关S接2, 观察到电流计指针偏转情况与接1的区别是 ;
③将G 表换成电流传感器,充电过程完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如所示,已知电池的电动势为8V,则这一过程中电容器释放的电荷量约为 C(结果保留两位有效数字)
18.(8分)
如图所示,宽为的区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度。一带电粒子以速度 v从A 点垂直于磁场边界进入匀强磁场,已知粒子的质量,电荷量,,粒子重力忽略不计。
(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r;
(2) 画出带电粒子的运动轨迹并标出圆心角θ;
(3)求带电粒子在磁场中运动的时间t0(结果保留2位有效数字)
19.(10分)
如图,两条相距为的光滑平行金属导轨固定于绝缘水平面,左端 ab 接阻值为R的电阻。MN、PQ间存在磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场。一根质量为m、电阻为 R的金属杆,在水平向右的恒定拉力 F作用下以速度 v0进入磁场向右运动,离开磁场前运动已达到稳定状态。已知,MN与PQ 间距离为,金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计。
(1)通过电阻 R 的感应电流方向;
(2)求金属杆稳定状态时的速度;
(3)求穿过磁场区域过程中,金属杆产生的焦耳热。
20.(12分)
如图甲所示, 某示波器简化装置由加速板 PQ、水平偏转板AB及圆弧荧光屏MN组成。连续“飘入”质量为m、电荷量为 q、初速为零的粒子,经加速电压U0加速后,沿偏转电场的中央轴线射入偏转电场,最后打在荧光屏上。已知圆弧的半径为2l,其圆心O 与中央轴线在水平偏转板区域内的中点恰好重合,A、B两板间距和板长均为l,板间电势差UAB随时间t的变化规律如图乙所示,粒子通过A、B两板间的时间远小于 T,不计粒子间的相互作用及粒子的重力。
(1)求粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)所有粒子均能穿过偏转电场打在荧光屏,求U的最大值;
(3)若 U取(2)中最大值,求粒子:
(i)从进入偏转电场到打在屏上的最短时间;
(ii)打在荧光屏 MN上的弧长。
三明市2023—2024学年第一学期普通高中期末质量检测
高二物理参考答案
一、单项选择题(每小题4分, 共32分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C A C A D B D D
二、双项选择题(每小题4分, 共16分)
题号 9 10 11 12
答案 BC BD AD BD
三、非选择题(共52分)
13. (3分) 300 30 21
14. (3分) 2 0.2 10
15. (3分) 外 氕
16. (5分)
110 (1分) 0.600(2分) B (2分)
17. (8分)
A (2分) D (2分)
指针偏转方向相反 (2分) 均可得分) (2分)
18.(8分)
(1) 由(1分)
得: r=0.2m (1分)
(2) 带电粒子的运动轨迹如图所示 (2分)
(3) 由图可知偏转角θ满足
② (1分)
周期③
运动时间④ (1分)
由①~④解得:
19. (10分)
(1) (1分)
(2)设金属杆速度大小为 v时, 产生的感应电动势大小为 E, 通过金属杆的电流为 I, 金属杆的加速度大小为a, 有
① (1分)
② (1分)
③ (1分)
当a=0 时, 速度达到稳定状态 Vmin
由①②③得:(1分)
(3)金属杆穿过磁场区域过程中, 设安培力做功的大小为,整个电路产生的焦耳热为Q
由动能定理得
⑤ (2分)
⑥ (1分)
⑦ (1分)
由④~⑦得:(1分)
20. (12分)
(1) (2分)
由动能定理得① (1分)
解得:(1分)
(2) (3分)
粒子通过A、B两板间的时间远小于T,故粒子在 AB板间运动可视为受恒定电压作用。粒子从极板右侧边缘射出时,对应的电压最大,此时竖直偏转量:
水平方向:②
竖直方向:③ (1分)
偏转加速度:④ (1分)
由①~④解得:(1分)
(3) (7分)
(i)当粒子从极板右侧边缘射出时,水平总位移最小, 故时间最短, 如下图
射出电场时速度与水平方向夹角为θ
则有:(1分)
解得:(1分)
由于速度反向延长线过水平位移中点,
由几何关系得:
则有
则水平位移有(1分)
最短时间为
解得:(1分)
(ii)当偏转电压为时, 设射出电场时速度与水平方向夹角为
由,,
可得:(2分)
则荧光屏有粒子撞击弧长所对应的圆心角为
粒子打在荧光屏MN上的弧长(1分)