北京市通州區(qū)2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題

通州區(qū)2023—2024學年第一學期高二年級期末質(zhì)量檢測物理試卷2024年1月本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，請將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.以下物理量是矢量的是（）A.磁感應強度 B.電動勢 C.磁通量 D.電流強度【答案】A【解析】【詳解】既有大小也有方向的物理量是矢量，磁感應強度是矢量；只有大小而沒有方向是物理量是標量，電動勢、磁通量、電流強度是標量。故選A。2.一帶電粒子在如圖所示的電場中，只在靜電力作用下沿虛線所示的軌跡從A點運動到B點。下列說法正確的是（）A.粒子帶負電 B.粒子的動能減小C.粒子的加速度增大 D.粒子的電勢能減小【答案】D【解析】【詳解】A.由粒子的運動軌跡彎曲方向可知，帶電粒子受電場力大致向右，與電場方向相同，粒子帶正電；BCD.電場力方向與軌跡上每一點的切線方向即瞬時速度方向成銳角，則電場力對帶電粒子做正功，其電勢能減小，動能增大，速度增大；電場線越來越疏，場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小。故BC錯誤，D正確。故選D。3.圖為演示自感現(xiàn)象的實驗電路，A1、A2為相同的燈泡，電感線圈L的自感系數(shù)較大，且使得滑動變阻器R接入電路中的阻值與線圈L的直流電阻相等，下列判斷正確的是（）A.斷開開關S，燈A1、A2逐漸熄滅B.接通開關S，燈A2逐漸變亮C.接通開關S，燈A1立即變亮D.斷開開關S，燈A1逐漸熄滅，A2閃一下再逐漸熄滅【答案】A【解析】【詳解】AD．斷開開關時，由于線圈產(chǎn)生自感電動勢，立即反向?qū)2“供電”；由于滑動變阻器R接入電路中的阻值與線圈L的直流電阻相等，所以電路穩(wěn)定后兩燈的直流電流相等，因此不會出現(xiàn)A2閃一下再逐漸熄滅，而是兩燈同時逐漸熄滅，A正確，D錯誤；BC．接通開關S，由于自感線圈的自感作用，A2立即變亮，A1逐漸變亮，BC錯誤。故選A。4.如圖所示，一束帶電粒子沿著水平虛線方向平行地飛過小磁針的正上方時，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這一束帶電粒子可能是（）①向左飛行的負離子②向右飛行的負離子③向左飛行的正離子④向右飛行的正離子A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，小磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，可知在小磁針處產(chǎn)生的磁場應垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則可知，等效直線電流的方向應向左，若是正離子，應向左運動，若是負離子，應向右運動。故選B。5.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如圖所示的電路，當開關接通后將看到的現(xiàn)象是（）A.彈簧向上收縮 B.彈簧被拉長C.彈簧上下跳動 D.彈簧仍靜止不動【答案】C【解析】【詳解】當有電流通過彈簧時，構成彈簧的每一圈導線周圍都產(chǎn)生了磁場，根據(jù)安培定則知，各圈導線之間都產(chǎn)生了相互的吸引作用，彈簧就縮短了，當彈簧的下端離開水銀后，電路斷開，彈簧中沒有了電流，各圈導線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復原長，使得彈簧下端又與水銀接觸，彈簧中又有了電流，開始重復上述過程．故彈簧上下振動．A.彈簧向上收縮與分析不符，故A錯誤．B.彈簧被拉長與分析不符，故B錯誤．C.彈簧上下跳動與分析相符，故C正確．D彈簧仍靜止不動與分析不符，故D錯誤．6.磁電式儀表的基本組成部分是磁鐵、線圈、鐵芯等。下列說法正確的是（）A.線圈轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)的磁場都是勻強磁場B.電表內(nèi)部的鐵芯是為了減小線圈與磁場間的作用C.通電線圈中的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越小D.表針晃動過程中表內(nèi)線圈將產(chǎn)生感應電動勢【答案】D【解析】【詳解】A．電表內(nèi)的磁場是均勻輻向分布磁場，磁場方向不同，不是勻強磁場，選項A錯誤；B．鐵芯被磁化變成了磁鐵，它的磁場和線圈的磁場同向、相互疊加加強，增大線圈與磁場間的作用，故B錯誤；C．通電線圈中的電流越大，受安培力越大，則指針偏轉(zhuǎn)角度越大，選項C錯誤；D．表針晃動過程中表內(nèi)線圈切割磁感線，將產(chǎn)生感應電動勢，選項D正確。故選D。7.圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機線圈內(nèi)阻為，外接一只電阻為的燈泡，不計電路的其他電阻。下列說法正確的是（）A.時線圈平面與中性面垂直B.每秒內(nèi)電流方向改變100次C.燈泡兩端電壓有效值為D.時間內(nèi)通過燈泡的電荷量為0【答案】B【解析】【詳解】A．由乙圖可知，t=0.01s時刻電動勢的瞬時值為零，即線圈平面與中性面重合。故A錯誤；B．由乙圖可知，交變電流的周期為根據(jù)一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，可得每秒鐘內(nèi)電流方向改變次數(shù)為故B正確；C．根據(jù)又聯(lián)立，可得故C錯誤；D．根據(jù)又聯(lián)立，可得0~0.01s時間內(nèi)所以0~0.01s時間內(nèi)通過燈泡電荷量不為0，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關K斷開，當K接通時，以下說法正確的是（）A.副線圈兩端M、N的輸出電壓減小 B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C.通過燈泡L1的電流增大 D.原線圈中的電流減小【答案】B【解析】【詳解】A．輸入電壓和原、副線圈的匝數(shù)比不變，由可知副線圈兩端M、N的輸出電壓不變，故A錯誤；BC．當K接通時，副線圈電路的總電阻減小，總電流I2變大，輸電線等效電阻R上的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，通過燈泡L1的電流減小，故B正確，C錯誤；D．由可知，電流I2變大，則I1變大，即原線圈中的電流增大，故D錯誤。故選B。9.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E．平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1.A2．平板S下方有強度為Bo的勻強磁場．下列表述正確的是A.該帶電粒子帶負電B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的荷質(zhì)比越小【答案】C【解析】【分析】由題意可知考查質(zhì)譜儀工作原理，根據(jù)帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)規(guī)律分析可得．【詳解】A．分析帶電粒子在下方磁場偏轉(zhuǎn)軌跡，在P點受到水平向左的洛倫茲力，由左手定則可知該帶電粒子帶正電，故A錯誤；B．速度選擇器中，粒子做直線運動，電場力向右，洛倫茲力向左，由左手定則可的磁場方向垂直紙面向外，故B錯誤；C．速度選擇器中，粒子做直線運動，可得，故C正確；D．由可得粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，半徑越小，粒子的荷質(zhì)比越大，故D錯誤．【點睛】根據(jù)下方帶電粒子偏轉(zhuǎn)方向，結合左手定則確定出該粒子帶正電，在速度選擇器中做勻速直線運動，根據(jù)平衡關系列式可得速度大小，根據(jù)洛倫茲力方向可確定磁場方向向外．10.下列各圖所描述的物理情境，正確的是（）A.圖甲中開關S閉合瞬間，線圈P中沒有感應電流B.圖乙中條形磁體附近水平放置的金屬框從A位置向C位置豎直向下運動過程中，穿過金屬框的磁通量先增大后減小C.圖丙中線圈垂直于勻強磁場方向在磁場中向右平移時，線圈中有感應電流D.圖丁中矩形線圈繞與勻強磁場平行的水平軸OO勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量的變化量為零【答案】D【解析】【詳解】A．圖甲中開關S閉合瞬間，穿過線圈P的磁通量瞬間增大，P中有感應電流，故A錯誤；B．圖乙中條形磁體附近的金屬框從A位置向C位置運動過程中，穿過金屬框的磁通量先減小后增大，故B錯誤；C．圖丙中線圈垂直于勻強磁場方向在磁場中向右平移時，線圈中的磁通量沒有變化，沒有感應電流，故C錯誤；D．圖丁中矩形線圈繞與勻強磁場平行的水平軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量的變化量一直為零，故D正確。故選D。11.如圖甲所示，某同學在研究電磁感應現(xiàn)象時，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強磁鐵從長玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強磁鐵穿過線圈過程中電流隨時間變化的圖像，時刻電流為0，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.在時刻，穿過線圈的磁通量的變化率最大B.在到時間內(nèi)，強磁鐵的加速度小于重力加速度C.在到的時間內(nèi)，強磁鐵重力勢能的減少量等于其動能的增加量D.若將磁鐵從更高處釋放，線圈中產(chǎn)生的感應電流的峰值不變【答案】B【解析】【詳解】A．在時刻，線圈中感應電流為零，則感應電動勢為零，此時穿過線圈的磁通量的變化率為零，選項A錯誤；B．在到時間內(nèi)，強磁鐵下落受向上的磁場力，則其加速度小于重力加速度，選項B正確；C．在到的時間內(nèi)，由于線圈中產(chǎn)生感應電流，則產(chǎn)生電能，強磁鐵的機械能減小，則強磁鐵重力勢能的減少量大于其動能的增加量，選項C錯誤；D．若將磁鐵從更高處釋放，磁鐵在相同位置處時線圈磁通量的變化率更大，則線圈中產(chǎn)生的感應電流的峰值變大，選項D錯誤。故選B。12.如圖所示，大小可以忽略不計的帶有同種電荷的小球A和B相互排斥，靜止時絕緣細線與豎直方向的夾角分別是α和β，且α＜β，兩小球在同一水平線上，由此可知（）A.B球受到的庫侖力較大，電荷量較大B.B球的質(zhì)量較大C.B球受到的拉力較大D.兩球接觸后，再處于靜止的平衡狀態(tài)時，懸線的偏角α′、β′仍滿足α′＜β′【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)牛頓第三定律得：A球?qū)球的庫侖力等于B球?qū)球的庫侖力，無論兩球電荷量是否相等所受庫倫力都相等，故無法比較哪個電荷量較大，故A錯誤；B．對小球A、B受力分析根據(jù)平衡條件有因α＜β，所以mA＞mB，故B錯誤；C．根據(jù)平衡條件有因α＜β，所以B球受的拉力較小，故C錯誤；D．兩球接觸后，再靜止下來，兩絕緣細線與豎直方向的夾角變?yōu)棣痢?、β′，對小球A、B受力分析，根據(jù)平衡條件有因為mA＞mB，所以α′＜β′，故D正確。故選D。13.一環(huán)形線圈固定在勻強磁場中，磁感線總是垂直線圈平面（即垂直于紙面），t=0時刻磁場方向如圖甲所示。磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示。若環(huán)形線圈電阻恒定，繞線圈順時針方向為感應電流i的正方向，則下圖中能正確反映線圈中感應電流i隨時間t的變化關系的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由圖乙可知，B隨t的變化率保持不變，故感應電流保持不變，且在0~1s、2~3s、4~5s內(nèi)線圈內(nèi)的方向向里的磁場在均勻的增大，則根據(jù)楞次定律感應電流沿逆時針方向，在1~2s、3~4s內(nèi)線圈內(nèi)的方向向外的磁場在均勻的減小，則根據(jù)楞次定律感應電流沿逆時針方向。故選B。14.如圖甲所示，近日國內(nèi)多地出現(xiàn)美麗而神秘的極光現(xiàn)象。極光本質(zhì)上是由太陽發(fā)射的高速帶電粒子流受地磁場的影響，進入地球兩極附近時，撞擊并激發(fā)高空中的空氣分子和原子引起的。若高速粒子帶正電，因其入射速度與地磁方向不垂直，導致其軌跡呈現(xiàn)出如圖乙所示的螺旋狀的形態(tài)（相鄰兩個旋轉(zhuǎn)圓之間的距離稱為螺距）。忽略引力和帶電粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.帶電粒子進入大氣層與空氣發(fā)生作用后，在地磁場作用下的旋轉(zhuǎn)半徑越來越大B.隨著緯度的增加，以相同速度入射的宇宙帶電粒子的旋轉(zhuǎn)半徑增大C.在我國黑龍江北部地區(qū)仰視看到的極光將以順時針方向做螺旋運動D.當不計空氣阻力時，若僅減小入射粒子速度方向與地磁場的夾角，螺距也會減小【答案】C【解析】【詳解】A．帶電粒子進入大氣層后，由于與空氣相互作用，粒子的運動速度會變小，由得所以洛倫茲力作用下的偏轉(zhuǎn)半徑會變小，故A錯誤；B．若越靠近兩極地磁場越強，則隨著緯度的增加地磁場變強，其他條件不變，則半徑變小，故B錯誤；C．在我國黑龍江北部地區(qū)的地磁場豎直分量是豎直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定則可知，從下往上看將以順時針的方向向前旋進，故C正確；D．當不計空氣阻力時，將帶電粒子的運動沿磁場方向和垂直于磁場方向進行分解，沿磁場方向?qū)⒆鰟蛩僦本€運動，垂直于磁場方向做勻速圓周運動。若帶電粒子運動速率不變，與磁場的夾角變小，則速度的垂直分量變小，故粒子在垂直于磁場方向的運動半徑會減少，即直徑D減小。而速度沿磁場方向的分量變大，故沿磁場方向的勻速直線運動將變快，則螺距將增大。故D錯誤。故選C。第二部分本部分共6題，共58分。15.某同學探究“影響感應電流方向的因素”，實驗如下：（1）首先按圖1所示方式連接電路，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)；再按圖2所示方式連接電路，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗最主要的目的是________。（選填選項前的字母）A．檢查各儀器及導線是否完好B．檢查電流計量程是否合適C．檢查電流計測量電路的電流是否準確D．推斷電流從不同接線柱流入時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向（2）接下來用如圖3所示的裝置做實驗，圖中螺線管上的粗線標示的是導線的繞行方向。某次實驗中在條形磁鐵拔出螺線管的過程中，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿________（選填“順時針”或“逆時針”）方向，由此可推斷磁鐵下端的磁極為________極（選填“N”或“S”）。（3）又將實驗裝置改造，如圖4所示。連接好實驗電路并檢查無誤后，觀察在閉合開關的瞬間和斷開瞬間以及閉合開關后以不同速度移動滑動變阻器的滑片過程中，指針擺動情況，由此實驗可以得出恰當?shù)慕Y論是________。（選填選項前的字母）A．螺線管B的磁場變強或變?nèi)跤绊懜袘娏鞔笮．螺線管B的磁場變強或變?nèi)跤绊懜袘娏鞣较駽．螺線管B的磁場強弱變化快慢影響感應電流大小D．螺線管B的磁場強弱變化快慢影響感應電流方向【答案】①.D②.順時針③.N④.BC##CB【解析】【詳解】（1）[1]首先按圖1所示方式連接電路，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)；再按圖2所示方式連接電路，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。進行上述實驗的目的是推斷電流從不同接線柱流入時電流計指針偏轉(zhuǎn)方向。故選D（2）[2][3]接下來用如圖3所示的裝置做實驗，某次實驗中在條形磁鐵拔出螺線管的過程中，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流從右進電流表，即說明螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿順時針。由右手螺旋定則可知，感應電流的磁場方向向下，根據(jù)增反減同，可知磁鐵下端的磁極為N極。（3）[4]觀察在開關閉合瞬間和斷開瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明螺線管B的磁場變強或變?nèi)跤绊懜袘娏鞣较?；閉合開關后以不同速度移動滑動變阻器的劃片過程中，指針擺動幅度不同，說明螺線管B的磁場強弱變化快慢影響感應電流大小。故選BC。16.在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，可選用的器材有：A．電壓表：，內(nèi)阻約；B．電流表：，內(nèi)阻約；C．電流表：，內(nèi)阻約；D．滑動變阻器：最大阻值，額定電流；E．滑動變阻器：最大阻值，額定電流；F．開關和導線若干。（1）為保證測量結果盡量準確，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。（選填實驗器材前對應的字母）（2）用所選器材按照圖1連接好電路后，將滑動變阻器滑片置于合適位置，閉合開關S，通過調(diào)整滑動變阻器，測得多組電流I和電壓U。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制出如圖所示的圖像，由圖線可求出該電源電動勢________V，內(nèi)阻________。（結果均保留兩位小數(shù)）（3）實驗中，某同學發(fā)現(xiàn)電流表被損壞，他利用完好的電壓表和實驗室中的下述器材，仍然可以較準確測量電源電動勢和內(nèi)阻的是________（選填選項前的字母）。A．另一滑動變阻器B．電阻箱C．多個已知阻值的定值電阻（阻值為幾歐）D．量程合適的電壓表（內(nèi)阻未知）（4）有學習小組通過查閱資料得知：將鋅、銅兩電極插入水果中可制作水果電池，其電動勢約?，F(xiàn)利用三個水果電池串聯(lián)給“”的小燈泡供電，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光。經(jīng)檢查，整個電路均無故障，測量電路中的電流，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不足。請你據(jù)此分析小燈泡不發(fā)光的原因可能是________。【答案】①.B②.E③.④.⑤.BC##CB⑥.水果電池的內(nèi)阻太大【解析】【詳解】（1）[1][2]由于電源是一節(jié)干電池，電動勢約為1.5V，估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾歐左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0～0.6A的電流表，故電流表選B。為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器選擇阻值較小的E。（2）[3][4]根據(jù)題意得由圖線可求出該電源電動勢內(nèi)阻（3）[5]A．利用滑動變阻器和電壓表，無法求出電路中的電流，所以不能測出電動勢和電源內(nèi)阻，故A錯誤；B．利用變阻箱和電壓表，由于電阻箱可以讀出阻值，所以可以計算出電路中的電流，可以測出電動勢和電源內(nèi)阻，故B正確；C．利用多個定值電阻和電壓表，定值電阻阻值已知，所以可以計算出電路中的電流，可以測出電動勢和電源內(nèi)阻，故C正確；D．利用兩個電壓表，由于電壓表的內(nèi)阻未知，無法較準確測量電源電動勢和內(nèi)阻，故D錯誤。故選BC。（4）[6]小燈泡不發(fā)光的原因可能是水果電池的內(nèi)阻太大，電路中電流太小。17.在如圖所示的勻強電場中，一個電荷量，質(zhì)量為的帶電小球所受靜電力，沿電場線方向從靜止由A運動到B，A、B兩點間的距離，求：（1）勻強電場的電場強度E的大?。唬?）A、B兩點間的電勢差；（3）小球從A運動到B靜電力做的功W?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)電場強度的定義可知，勻強電場中場強大小（2）A、B兩點間的電勢差（3）小球從A運動到B靜電力做的功18.“電磁炮”是現(xiàn)代軍事研究中的一項尖端科技研究課題。其工作原理是將炮架放入強磁場中，并給炮架通入高強度電流，炮架相當于放入磁場的通電直導線，在安培力的作用下加速運動，在較短的軌道上短時間內(nèi)獲得一個非常大的速度射出。如圖所示，已知加速軌道長度為L，軌道間距為d，炮架及炮彈的質(zhì)量為m，足夠大勻強磁場垂直于軌道所在平面，磁感應強度大小為B．炮架與水平軌道垂直。當給炮架通以大小恒為I的電流后，炮架與炮彈一起向右加速運動，不計一切阻力。求：（1）通電時，炮架受到的安培力F的大小；（2）離開軌道時，炮彈的速度v的大?。唬?）采取哪些措施能提高炮彈的發(fā)射速度。（至少提三條）【答案】（1）；（2）；（3）見解析【解析】【詳解】（1）通電時，炮架受到安培力大小為（2）離開軌道時，設炮彈的