吉林省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期考試末物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1吉林省“BEST合作體”2023-2024學(xué)年度上學(xué)期期末考試高二物理試題本試卷分選擇題和非選擇題兩部分，共15題，滿分100分，共3頁?？荚嚂r間為75分鐘?？荚嚱Y(jié)束后，只交答題卡。第Ⅰ卷（選擇題共10題，共46分）一、選擇題（本題共10小題，共46分。第1-7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1.準(zhǔn)確理解物理概念的內(nèi)涵和外延是學(xué)好物理的關(guān)鍵。下列與靜電場有關(guān)的概念的說法正確的是（）A.體積小的帶電體均可視為點(diǎn)電荷B.電荷的電勢能的變化僅與電荷所受的電場力做功有關(guān)C.電場強(qiáng)度的方向指向電勢降低的方向D.某點(diǎn)電勢為零，其電場強(qiáng)度大小也一定為零【答案】B【解析】A．帶電體的形狀和大小對庫侖力的計算影響可以忽略不計時，帶電體可視為點(diǎn)電荷，而不是體積小的帶電體均可視為點(diǎn)電荷，故A錯誤；B．在靜電場中，電勢能的變化只與電場力的做功有關(guān)，故B正確；C．電場強(qiáng)度的方向指向電勢降低最快的方向，故C錯誤；D．電勢的高低與電場強(qiáng)度的大小無關(guān)，故D錯誤。故選B。2.以下說法正確的是（）A.磁場和磁感線都是客觀存在的B.磁感應(yīng)強(qiáng)度（）是用比值法定義的物理量C.運(yùn)動的電荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用D.磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟放在該處通電導(dǎo)線所到的安培力的方向一致【答案】B【解析】A．磁場是客觀存在的一種物質(zhì)，磁感線是人引入的虛擬線，故A錯誤；B．磁感應(yīng)強(qiáng)度（）是用比值法定義的物理量，B的大小與F和IL無磁，故B正確；C．運(yùn)動的電荷在磁場中當(dāng)運(yùn)動方向與磁場方向平行時，不受洛倫茲力的作用，故C錯誤；D．根據(jù)左手定則可知，垂直于磁場方向放置的通電導(dǎo)線受力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，故D錯誤。故選B。3.室內(nèi)裝修常用的板材、油漆、地毯、壁紙等多含有甲醛，甲醛對人體的身體健康有較大傷害。為了檢測家里甲醛含量的變化，某同學(xué)查閱資料并購買了一個甲醛敏感電阻Rx（其阻值隨甲醛含量的增加而增大），設(shè)計了如圖所示的電路來粗略檢測家里甲醛氣體含量。電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，R為電阻箱，電壓表和電流表均視為理想電表，則下列說法正確的是（）A.R一定時，當(dāng)室內(nèi)甲醛含量升高時，電流表示數(shù)增大B.R一定時，當(dāng)室內(nèi)甲醛含量降低時，電壓表示數(shù)減小C.僅調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表、電流表的示數(shù)變化量的比值不變D.R一定時，甲醛的含量越高，電壓表的示數(shù)越大【答案】C【解析】AB．根據(jù)“串反并同”法，R一定時，當(dāng)室內(nèi)甲醛含量升高時，Rx增大，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減?。划?dāng)室內(nèi)甲醛含量降低時，Rx減小，電壓表示數(shù)增大，ABD錯誤；C．電壓表、電流表的示數(shù)變化量的比值等于定值電阻的阻值，保持不變，C正確。故選C。4.法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機(jī)—法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，原理圖如圖所示。半徑為的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場中，繞軸以角速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則通過電阻的電流的方向和大小是（金屬圓盤的電阻不計）（）A.由到， B.由到，C.由到， D.由到，【答案】A【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為根據(jù)歐姆定律，通過電阻的電流為由右手定則，圓盤相當(dāng)于電源，其方向為從邊緣指向圓心，所以電阻中的電流方向為從d到c。故選A。5.可控硅元件可以實現(xiàn)對調(diào)速風(fēng)扇進(jìn)行調(diào)節(jié)，若經(jīng)過元件調(diào)節(jié)后，加在風(fēng)扇上的電壓U與時間t的關(guān)系由正弦交流電的每半個周期中都截去了前面的四分之一而得到，如圖所示。則該交變電壓的有效值為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】據(jù)電流的有效值定義，可有解得故選C。6.1888年尼古拉·特斯拉發(fā)明了世界上第一臺交流電發(fā)電機(jī)，成為電機(jī)工程學(xué)的先驅(qū)。甲圖是一臺交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈以為軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦式交變電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.該正弦式交流電的頻率為50HzB.1s內(nèi)，電流的方向發(fā)生10次變化C.電流的峰值為D.時，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過線圈的磁通量最小【答案】B【解析】A．該正弦式交流電的頻率為故A錯誤；B．一個周期內(nèi)，電流的方向發(fā)生2次變化，故1s內(nèi)，電流的方向發(fā)生10次變化，故B正確；C．由乙圖可知，電流的峰值為，故C錯誤；D．時，線圈平面轉(zhuǎn)到中性面，穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率最小，故D錯誤。故選B。7.雷雨天帶有負(fù)電的烏云飄過一棟建筑物上空時在避雷針周圍形成電場，電場的等差等勢面a、b、c、d分布情況如圖所示。關(guān)于等勢面上A、B、C三點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度說法中正確的是（）A B.C. D.【答案】A【解析】AB．由于烏云帶負(fù)電，可知電場線由避雷針指向烏云，根據(jù)電場線與等勢線垂直，由高電勢點(diǎn)指向低電勢點(diǎn)可知故A正確，B錯誤；CD．等差等勢面的分布的疏密程度能夠反映電場的強(qiáng)弱，根據(jù)A、B、C三點(diǎn)等勢面分布的疏密程度可知，A點(diǎn)最密集，B點(diǎn)次之，C點(diǎn)最稀疏，則有故CD錯誤。8.結(jié)合相應(yīng)圖片，下列表述正確得是（）A.圖甲小磁針的極指向正確的是B.圖乙是奧斯特的經(jīng)典實驗，它的價值在于直接證實電流周圍有磁場C.圖丙中處于蹄形磁鐵中的導(dǎo)體棒通電后來回擺動D.圖丁中下端剛好與水銀液面接觸金屬軟彈簧通電后將上下振動【答案】ABD【解析】A．根據(jù)右手螺旋定則可知，螺線管內(nèi)部的磁場方向向左，所以內(nèi)部靜止時磁針N極指向左，故d正確，外部磁場由左側(cè)N極出發(fā)指向右側(cè)S極，所以a、b、c均錯誤，故A正確；B．圖乙是奧斯特的經(jīng)典實驗電流的磁效應(yīng)，它的價值在于直接證實電流周圍有磁場，故B正確；C．圖丙中處于蹄形磁鐵中的導(dǎo)體棒通電后向右擺動，不會來回擺動，故C錯誤；D．圖丁中下端剛好與水銀液面接觸的軟彈簧通電后，根據(jù)同向電流相互吸引可知，軟彈簧收縮，離開水銀面、電路斷開，由于重力的作用再次與水銀面接觸，再次通電跳起，如此反復(fù)，故彈簧將上下振動，故D正確。故選ABD。9.隨著對磁場研究的深入和技術(shù)的掌握，磁場在現(xiàn)代科技中獲得廣泛的應(yīng)用。如圖所示，甲是回旋加速器，乙是磁流體發(fā)電機(jī)，丙是速度選擇器，丁是磁電式電流表，下列說法正確的是（）A.甲圖可通過增加回旋加速器的半徑來增大粒子的最大動能B.乙圖可通過增加A、B兩板間的距離來增大電源電動勢C.丙圖可以判斷出帶電粒子的電性，且?guī)щ娏Ｗ幽軌驈挠覀?cè)沿水平直線勻速通過速度選擇器D.丁圖中磁電式電流表在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場【答案】AB【解析】A．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有洛倫茲力提供向心力得解得粒子的最大動能為則可通過增加回旋加速器半徑來增大粒子的最大動能，故A正確；B．當(dāng)磁流體發(fā)電機(jī)穩(wěn)定工作時，帶電粒子在A、B兩板間受到的洛倫茲力和電場力剛好平衡，有得則可通過增加A、B兩板間的距離來增大電源電動勢，故B正確；C．粒子恰好勻速直線運(yùn)動的時候，洛倫茲力和電場力剛好平衡，有如果改變電性，則洛倫茲力和電場力都改變了方向，卻仍然是平衡狀態(tài)，故無法判斷粒子的電性；當(dāng)帶電粒子從右側(cè)進(jìn)入選擇器時，此時電場力和洛倫茲力同向，故此時粒子不能從右側(cè)沿水平直線勻速通過速度選擇器，故C錯誤；D．磁電式電流表在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)的磁場是輻射狀的磁場，不是勻強(qiáng)磁場，故D錯誤。故選AB。10.如圖所示，空間中存在著正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，已知電場強(qiáng)度大小為，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面。一個電子由點(diǎn)以一定初速度水平向右飛入其中，運(yùn)動軌跡如圖所示，其中、和分別為軌跡在一個周期內(nèi)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，不計電子的重力。下列說法正確的是（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外B.由點(diǎn)至點(diǎn)的運(yùn)動過程中，電子的速度增大C.電子的初速度小于D.無論怎樣調(diào)整電子的初速度大小與方向都不可以使其做勻加速直線運(yùn)動【答案】BD【解析】A．電子由O點(diǎn)以一定初速度水平向右飛入正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，電子先向下偏轉(zhuǎn)，電子所受的電場力向上，則電子所受的洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則，則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，故A錯誤；B．電子由點(diǎn)至點(diǎn)的運(yùn)動過程中，電場力做正功，洛倫茲力不做功，電子的速度增大，故B正確；C．電子在O點(diǎn)處向下偏轉(zhuǎn)，則此時合力方向向下，即洛倫茲力大于電場力，則有可得故C錯誤；D．調(diào)整電子的初速度大小與方向，當(dāng)電子受到的電場力與洛倫茲力平衡時，電子做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)初速度方向與磁場平行，電子做類平拋運(yùn)動；但電子不可能做勻加速直線運(yùn)動，因為隨著電子速度的增加，洛倫茲力發(fā)生變化，電子所受合力方向發(fā)生變化，不可能與速度方向在同一直線上，故D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題共5題，共54分）二、實驗題（本題共2小題，共16分。11題6分，每空2分；12題10分，每空2分）11.劉同學(xué)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置如圖甲所示，該同學(xué)正確連接電路，閉合開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。（1）閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后，該同學(xué)將滑動變阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移動時，靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）該同學(xué)繼續(xù)用如圖乙所示的實驗裝置來探究影響感應(yīng)電流方向的因素，實驗中發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流從“+”接線柱流入靈敏電流計（指針向右偏轉(zhuǎn)），螺線管的繞線方向在圖丙中已經(jīng)畫出。若將條形磁鐵向下插入螺線管時，指針向右偏轉(zhuǎn)，則條形磁鐵___________（填“上端”或“下端”）為N極。進(jìn)一步實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過螺線管的原磁場磁通量減小時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向___________（填“相同”或“相反”）。【答案】（1）向右（2）上端相同【解析】（1）[1]閉合開關(guān)時通過線圈B的磁通量增大，靈敏電流計的指針向左偏，則要使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)使通過線圈B的磁場變?nèi)酰赐ㄟ^線圈B的磁通量減?。?，通過線圈A的電流應(yīng)減小，則滑動變阻器的滑片應(yīng)該向右滑動。（2）[2][3]根據(jù)題述電流方向可知，感應(yīng)電流的磁場方向豎直向下，結(jié)合楞次定律可知，原磁場磁通量方向向上，即條形磁鐵上端為N極。根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場磁通量的變化，當(dāng)穿過螺線管的原磁場磁通量減小時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同。12.某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行“充電寶不同電量時的電動勢和內(nèi)阻研究”，設(shè)計實驗電路圖如圖1所示。（1）滑動變阻器用于改變電路中的電流，是定值電阻，的主要作用是______。（2）兩只數(shù)字多用表分別作為電壓表和電流表，電路中的電源為充電寶，通過充電寶的連接線接入電路，剝開充電寶連接線的外絕緣層，里面有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為負(fù)極，其余兩根導(dǎo)線空置不用。若用多用電表直流電壓檔粗測其電動勢，多用電表的紅表筆應(yīng)與充電寶的______（“紅導(dǎo)線”或“黑導(dǎo)線”）連接。（3）圖2為實物圖，請用筆代替導(dǎo)線根據(jù)實驗電路圖將實物圖補(bǔ)充完整______。（4）記錄被測充電寶實驗時電量百分比（開始時的電量百分比為100%）。將滑動變阻器電阻調(diào)至最大。閉合開關(guān)，依次減小滑動變阻器的阻值，記錄每次操作的電流表和電壓表的示數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出圖像如圖3，由圖像可得充電寶的電動勢______V（保留兩位小數(shù)），內(nèi)阻______Ω（保留兩位小數(shù)）。【答案】（1）作為保護(hù)電阻，以防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致短路（2）紅導(dǎo)線（3）（4）5.06##5.07##5.080.10##0.11##0.12【解析】（1）[1]R0為定值電阻，在電路中作為保護(hù)電阻，以防止滑動變阻器調(diào)節(jié)過度導(dǎo)致電流過大或者短路。（2）[2]根據(jù)多用電表電流“紅表筆進(jìn)黑表筆出”，可知多用電表的紅表筆應(yīng)與充電寶的正極，即紅導(dǎo)線連接。（3）[3]根據(jù)實驗電路圖可得實物圖如下（4）[4]根據(jù)閉合回路歐姆定律可得E=U+Ir可得U=E-Ir根據(jù)圖像在縱軸上的截距可得E=5.07V其內(nèi)阻等于圖像傾斜直線的斜率的絕對值三、解答題（本題共3小題，共38分。其中13題10分；14題12分；15題16分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、原始公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.杭州第19屆亞運(yùn)會第一次使用機(jī)器狗運(yùn)送鐵餅，提高了安全性的同時也增加了趣味性。機(jī)器狗簡化電路如圖所示，假設(shè)電動機(jī)正常工作時兩端電壓為74V，電流為2.5A，線圈電阻為4Ω，每兩小時更換一次電源。當(dāng)內(nèi)阻未知電動勢為80V的直流電源接入電路時，電動機(jī)恰能正常工作。求：電源的內(nèi)電阻和電動機(jī)的輸出功率是多少？【答案】；160W【解析】由得電動機(jī)的輸入功率電動機(jī)線圈消耗的熱功率電動機(jī)輸出功率=160W14.2023年10月26日，中國神舟十七號航天員乘組順利進(jìn)入中國空間站，進(jìn)行為期6個月的駐留并進(jìn)行大量的科學(xué)實驗。由于高能宇宙射線對航天員的輻射具有非常大的危害。下圖為某種磁防護(hù)方案截面圖。在航天器內(nèi)建立同心圓柱體形屏蔽磁場。設(shè)同心圓小圓半徑為，大圓半徑為，軸向足夠長。設(shè)定區(qū)內(nèi)為勻強(qiáng)磁場，磁場方向與軸平行，設(shè)定區(qū)外和防護(hù)區(qū)內(nèi)無磁場。若一個質(zhì)量為，帶電荷量為的粒子在平行于圓柱橫截面的平面內(nèi)，以速度沿指向圓心方向入射，恰好打不到防護(hù)區(qū)內(nèi)部。（不計粒子重力）求：（1）磁感