东北师范大学连山实验高中2023-2024学年度第二学期
高二年级寒假作业验收考试（物理）学科试题
一、选择题（1-7为单选题，8-10为多选题，每题6分，多选题选不全得3分，共计60分）
1. 关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是（ ）
A. 由，可知导体的电阻与电压成正比，与电流成反比．
B. 由可知导体的电阻与长度l、电阻率成正比,与横截面积S成反比
C. 将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D. 将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍,则电阻丝的电阻变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A. 公式是电阻的定义式，电阻大小和导体本身有关，与电流电压无关，故A错误；
B. 公式是电阻的决定式，所以导体的电阻与长度l、电阻率成正比,与横截面积S成反比，故B正确；
C. 将一根导线一分为二,根据知电阻变为原来的一般，而导体的电阻率不变，故C错误；
D. 将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍, 根据知电阻变为原来的4倍，故D错误．
2. 质量为m通电细杆位于倾角为θ的斜面上，在如图所示的四个图中，细杆与斜面间摩擦力可能为零的是( )
A.
B
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据左手定则，知细杆受到的安培力方向水平向右，细杆受重力、支持力和安培力能够处于平衡，摩擦力可能为零，故A正确；
B．根据左手定则，知细杆受到的安培力方向竖直向下，受重力和支持力不可能处于平衡状态，所以受到摩擦力作用，故B错误；
C．根据左手定则，知细杆受到的安培力方向水平向左，受重力、支持力不可能处于平衡状态，所以受到摩擦力作用，故C错误；
D．根据左手定则，知细杆受到的安培力方向竖直向下，受重力和支持力不可能处于平衡状态，所以受到摩擦力作用，故D错误。
故选：A。
3. 如图所示，电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角a=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。连入导轨间的电阻R=4.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数为 =0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力F为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向，ab处于静止状态。已知E=10V，r=0.5Ω，sin37°=0.6，g=10m/s2，则（ ）
A. 通过ab的电流大小为1A B. ab受到的安培力大小3N
C. ab受到的最大静摩擦力为7.5N D. F的取值范围为0.5N≤F≤7.5N
【答案】D
【解析】
【详解】A．通过ab的电流大小为
方向为a到b，选项A错误；
B．ab受到的安培力为
F= BIL=5N
选项B错误；
C．对ab受力分析如图所示，最大静摩擦力
选项C错误；
D．当最大静摩擦力方向向右时
当最大静摩擦力方向向左时
所以
选项D正确。
故选D。
4. 如图所示，在虚线所包围的圆形区域内，有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些粒子在磁场里运动的过程中，下列结论中正确的是（ ）
A. 运动时间越长的，其轨迹越长
B. 运动时间越短的，射出磁场的速率越小
C. 在磁场中偏转越小的，运动时间越短
D. 所有质子在磁场里运动时间均相等
【答案】C
【解析】
【详解】设磁场区域半径为，轨迹的圆心角为
A．粒子运动的轨迹为
粒子的运动时间越长，越大，根据数学知识可以证明弧长越短。故A错误；
B．粒子在磁场中运动的时间为
而轨迹半径
当粒子的运动时间越短时，越小，则知越大，而，则速度越大。故B错误；
C．根据推论得知，带电粒子在磁场中偏转角等于轨迹的圆心角，则在磁场中偏转越小的，轨迹的圆心角，由
知，运动时间越短。故C正确；
D．由上分析知道，速度越大，轨迹半径越大，而
越小，通过磁场的时间越短，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度开始进入磁场，离开磁场区域后速度为。已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈（ ）
A. 进、出磁场过程通过截面的电荷量不同 B. 进、出磁场过程中产生的焦耳热相同
C. 线圈在磁场中匀速运动的速度为 D. 进、出磁场过程动量的变化量不同
【答案】C
【解析】
【详解】AC．设线圈在磁场中匀速运动的速度v，线圈进磁场过程，根据动量定理
线圈出磁场过程，根据动量定理
而
由此可知线圈进、出磁场过程通过截面的电荷量相同，由以上分析
解得
故A错误，C正确；
B．根据能量守恒，线圈进磁场过程，产生焦耳热
线圈出磁场过程，产生焦耳热
则
即
故B错误；
D．由于
则进、出磁场过程动量的变化量相同，故D错误。
故选C。
6. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A. 图示位置为中性面 B. 线圈转动的角速度为
C. 时，穿过线圈平面的磁通量最大 D. 电流表的示数为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由甲图可知，线圈位于与中性面垂直位置，故A错误；
B．由乙图可知，线圈转动的周期T=0.02s，故线圈的角速度
故B正确；
C．t=0.15s=7T+0.01s，故线圈产生的感应电动势最大，此时线圈位于与中性面垂直位置，故穿过线圈平面的磁通量为零，故C错误；
D．输出的交变电压的最大值为
有效值为
根据欧姆定律可知
故D错误。
故选B。
7. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A. 振动周期为5s，振幅为8cm
B. 第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C. 从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动
D. 第3s末振子的势能最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由振动像可知，振动周期为4s，振幅为8cm ，A错误；
B．第2s末振子在负方向最大位移处，速度是零，由振子的加速度公式，可知加速度为正向的最大值，B正确；
C．从第1 s末到第2 s末振子的位移增加，由振子的加速度公式，可知振子在做加速度增大的减速运动，C错误；
D．第3 s末振子在平衡位置，速度最大，动能最大，位移是零，势能是0，D错误。
故选B。
8. 如图是两个单摆的振动图像，以下说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两个摆的振幅之比为2∶1
B. 甲、乙两个摆的频率之比为1∶2
C. 甲、乙两个摆的摆长之比为1∶2
D. 以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t＝0起，乙第一次到达右方最大位移时，甲振动到了平衡位置，且向左运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲、乙两个摆的振幅之比为
故A正确；
B．甲、乙两个摆的频率之比为
故B错误；
C．根据单摆周期公式
可得
甲、乙两个摆摆长之比为
故C错误；
D．由题图可知，t=2s时乙第一次到达右方最大位移处，此时甲振动到了平衡位置，且速度沿负方向，即向左运动，故D正确。
故选AD。
9. 磁流体发电是一项新兴技术，它可把气体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图，平行金属板A、C间有一很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电离子)喷入磁场，两极板间便产生电压，现将A、C两极板与电阻R相连，两极板间距离为d，正对面积为S，等离子体的电阻率为ρ，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直磁场方向射入A、C两板之间，则稳定时下列说法中正确的是：
A. 极板A是电源的正极
B. 电源的电动势为Bdv
C. 极板A、C间电压大小为
D. 回路中电流为
【答案】BC
【解析】
【详解】由左手定则知正离子向下偏转，所以上极板带负电，上板是电源负极，下板是电源的正极，A错误；根据得电动势的大小为，则流过R的电流为，而，则电流大小，两极板间电势差为，故BC正确，D错误．
10. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，杆也正好以速度向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（ ）
A. 杆所受拉力F的大小为
B. 杆所受摩擦力为零
C. 电路中的电流强度为
D. 与大小的关系为
【答案】AD
【解析】
【详解】杆向左运动切割磁感线产生电动势，杆向下运动不切割磁感线；由右手定则可知，回路中感应电流方向为：abdca ，cd杆电流从d到c；感应电流大小
导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得
BIL+μmg=F
导体棒cd运动时，受到向右的安培力，的摩擦力不为零，cd受到摩擦力和重力平衡，由平衡条件得
μBIL=mg
联立以上各式解得
F=μmg+
μ=
故选AD。
二、非选择题（11、12题每空2分，计18分；13题8分；14题14分。）
11. 图为“用伏安法测量电阻”实验的部分电路。从理论上讲，用该电路得到的电阻测量值_______(选填“大于”或“小于”)真实值。在某次测量中，电压表的示数为1.50V时，电流表的示数为0.50A，根据测量数据可计算出电阻________Ω。
【答案】 ①. 小于 ②. 3.00
【解析】
【详解】[1]从理论上讲，用该电路测电阻，因电压表的分流作用，则电流表读数大于通过电阻的电流，根据可知，得到的电阻测量值小于真实值。
[2]在某次测量中，电压表的示数为1.50V时，电流表的示数为0.50A，根据测量数据可计算出电阻
12. 用游标卡尺测量圆柱体的内径如图所示，圆柱体的内径为______mm；用螺旋测微器测量一金属的直径如图所示，金属丝的直径为______mm。
【答案】 ①. ## ②.
【解析】
【详解】[1]根据10分度游标卡尺的读数规则，可知圆柱体的内径为
[2]根据螺旋测微器的读数规则，可知金属丝的直径为
13. 为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下：
A．完全相同的干电池两节(每节干电池电动势为1.5 V左右，内阻较小)
B．电流表A(量程为0.6 A，内阻约为0.5 Ω)
C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，10 A)
D．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)
E．电流表G(0～3.0 mA，Rg=10 Ω)
F．定值电阻R3=990 Ω
G．定值电阻R4=90 Ω
H．定值电阻R0=3.0 Ω
(1)由于两节干电池的内阻较小，现将定值电阻R0=3.0Ω与两节干电池串联后作为一个整体进行测量．在进行实验时，滑动变阻器应选用_______________，由于无电压表，故将电流表G与某定值电阻串联改装成适当量程的电压表，则定值电阻应选用_______________．(填实验器材前的字母)
(2)在下图的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图_______________．
(3)根据实验测得数据作出I2－I1的图象如图所示，其中I2为通过电流表G的电流，I1为通过电流表A的电流．根据该图象可知每节干电池的电动势为_______________V，内阻为_______________Ω．
【答案】 ①. C ②. F ③. ④. 1.5 ⑤. 1
【解析】
【详解】(1)[1]电源为两节干电池，则电动势为3V较小，电源的内阻较小，为多测几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选：C；
[2]上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G与定值电阻R0串联，改装成电压表；改装后电压应约大于等于3V，则根据串联电路规律可知，应串联的电阻
故选F；
(2)[3] 用改装后的电压表测量电压值，用电流表A与滑动变阻器串联测电路电流，如图所示
(3)[4]根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为
根据图象与纵轴的交点得电动势为
则一节干电池的电动势为1.5V，与横轴的交点可得出路端电压为2.0V时电流是0.2A
由闭合电路欧姆定律可得，电源内阻
故内阻
一节干电池的内阻为1Ω.
14. 如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度B；
(2)ab棒对导轨的压力；
(3)如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？
【答案】(1)T；(2)6N；(3)T，方向垂直于斜面向上
【解析】
【详解】（1）作出受力侧视图，如图
导体棒处于静止状态，根据平衡条件得
代入数据解得
（2）由上图，根据平衡条件得
代入数据得
（3）若要使B取值最小，即安培力F最小，显然当F平行斜面向上时，F有最小值，此时B应垂直于斜面向上，且有
代入数据解得
15. 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在轴左侧区域存在宽度为的垂直于纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度为B，（大小可调节）。现有比荷为的带正电粒子从轴上的A点以一定初速度垂直轴射入电场，且以速度大小、方向与轴正方向成经过点进入磁场，，，不计粒子重力。求：
（1）粒子在A点进入电场的初速度；
（2）要使粒子不从边界射出，则磁感应强度的取值范围；
（3）当磁感应强度为某值时，粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则此磁感应强度的大小是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中只受水平向左的电场力作用，故粒子做类平抛运动，竖直方向做匀速运动，故有
（2）粒子在磁场中只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，故有
解得
粒子恰好不从边界射出时的运动轨迹如图甲所示
根据几何关系可得
解得
所以磁感应强度
若要粒子不从边界射出，则
（3）粒子离开磁场运动到A点的过程做匀速直线运动，故粒子运动轨迹如图乙所示
根据粒子在磁场中做匀速圆周运动可得粒子出磁场时速度与轴正方向夹角为；设出磁场处为点，则由几何关系有
所以
所以
根据洛伦兹力提供向心力可得
所以东北师范大学连山实验高中2023-2024学年度第二学期
高二年级寒假作业验收考试（物理）学科试题
一、选择题（1-7为单选题，8-10为多选题，每题6分，多选题选不全得3分，共计60分）
1. 关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是（ ）
A. 由，可知导体的电阻与电压成正比，与电流成反比．
B. 由可知导体的电阻与长度l、电阻率成正比,与横截面积S成反比
C. 将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D. 将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍,则电阻丝的电阻变为原来的2倍
2. 质量为m的通电细杆位于倾角为θ的斜面上，在如图所示的四个图中，细杆与斜面间摩擦力可能为零的是( )
A.
B.
C.
D.
3. 如图所示，电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角a=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。连入导轨间的电阻R=4.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数为 =0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力F为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向，ab处于静止状态。已知E=10V，r=0.5Ω，sin37°=0.6，g=10m/s2，则（ ）
A. 通过ab的电流大小为1A B. ab受到的安培力大小3N
C. ab受到的最大静摩擦力为7.5N D. F的取值范围为0.5N≤F≤7.5N
4. 如图所示，在虚线所包围的圆形区域内，有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些粒子在磁场里运动的过程中，下列结论中正确的是（ ）
A. 运动时间越长的，其轨迹越长
B. 运动时间越短，射出磁场的速率越小
C. 在磁场中偏转越小的，运动时间越短
D. 所有质子在磁场里运动时间均相等
5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度开始进入磁场，离开磁场区域后速度为。已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈（ ）
A. 进、出磁场过程通过截面的电荷量不同 B. 进、出磁场过程中产生的焦耳热相同
C. 线圈在磁场中匀速运动的速度为 D. 进、出磁场过程动量的变化量不同
6. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A. 图示位置为中性面 B. 线圈转动的角速度为
C. 时，穿过线圈平面的磁通量最大 D. 电流表的示数为
7. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A. 振动周期为5s，振幅为8cm
B. 第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C. 从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动
D. 第3s末振子的势能最大
8. 如图是两个单摆的振动图像，以下说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两个摆的振幅之比为2∶1
B. 甲、乙两个摆的频率之比为1∶2
C. 甲、乙两个摆的摆长之比为1∶2
D. 以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t＝0起，乙第一次到达右方最大位移时，甲振动到了平衡位置，且向左运动
9. 磁流体发电是一项新兴技术，它可把气体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图，平行金属板A、C间有一很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电离子)喷入磁场，两极板间便产生电压，现将A、C两极板与电阻R相连，两极板间距离为d，正对面积为S，等离子体的电阻率为ρ，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直磁场方向射入A、C两板之间，则稳定时下列说法中正确的是：
A. 极板A是电源正极
B. 电源的电动势为Bdv
C. 极板A、C间电压大小为
D. 回路中电流为
10. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，杆也正好以速度向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（ ）
A. 杆所受拉力F的大小为
B. 杆所受摩擦力为零
C. 电路中的电流强度为
D. 与大小的关系为
二、非选择题（11、12题每空2分，计18分；13题8分；14题14分。）
11. 图为“用伏安法测量电阻”实验的部分电路。从理论上讲，用该电路得到的电阻测量值_______(选填“大于”或“小于”)真实值。在某次测量中，电压表的示数为1.50V时，电流表的示数为0.50A，根据测量数据可计算出电阻________Ω。
12. 用游标卡尺测量圆柱体的内径如图所示，圆柱体的内径为______mm；用螺旋测微器测量一金属的直径如图所示，金属丝的直径为______mm。
13. 为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下：
A．完全相同的干电池两节(每节干电池电动势为1.5 V左右，内阻较小)
B．电流表A(量程为0.6 A，内阻约为0.5 Ω)
C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，10 A)
D．滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)
E．电流表G(0～3.0 mA，Rg=10 Ω)
F．定值电阻R3=990 Ω
G．定值电阻R4=90 Ω
H．定值电阻R0=30 Ω
(1)由于两节干电池的内阻较小，现将定值电阻R0=3.0Ω与两节干电池串联后作为一个整体进行测量．在进行实验时，滑动变阻器应选用_______________，由于无电压表，故将电流表G与某定值电阻串联改装成适当量程的电压表，则定值电阻应选用_______________．(填实验器材前的字母)
(2)在下图的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图_______________．
(3)根据实验测得数据作出I2－I1的图象如图所示，其中I2为通过电流表G的电流，I1为通过电流表A的电流．根据该图象可知每节干电池的电动势为_______________V，内阻为_______________Ω．
14. 如图所示，在与水平方向成60°光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度B；
(2)ab棒对导轨压力；
(3)如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？
15. 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在轴左侧区域存在宽度为的垂直于纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度为B，（大小可调节）。现有比荷为的带正电粒子从轴上的A点以一定初速度垂直轴射入电场，且以速度大小、方向与轴正方向成经过点进入磁场，，，不计粒子重力。求：
（1）粒子在A点进入电场的初速度；
（2）要使粒子不从边界射出，则磁感应强度的取值范围；
（3）当磁感应强度为某值时，粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，则此磁感应强度的大小是多少？
