辽宁省抚顺市六校2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题

这是一份辽宁省抚顺市六校2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题，共8页。试卷主要包含了电磁波为信息的传递插上了翅膀等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图所示，这是市面上出售的一种装有太阳能电扇的帽子。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是（ ）
A．太阳能→机械能→电能B．机械能→太阳能→电能
C．电能→太阳能→机械能D．太阳能→电能→机械能
2．电阻R1的阻值为10Ω，它与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比，则R2的阻值是（ ）
A．5ΩB．20ΩC．15ΩD．10Ω
3．磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小一定满足
B．正电荷在a、b两处受到的洛伦兹力的方向即是该处磁场方向
C．a、b两处的磁感应强度大小满足
D．正电荷在b处由静止释放，一定会沿磁感线运动到a处
4．已知普朗克常量，则700nm电磁波辐射的能量子为（ ）
A．B．C．D．更多优质滋元可 家 威杏 MXSJ663 5．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，一条形磁铁从离地面高h处由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参考平面，磁铁落地时的机械能为mgh
B．若圆环不闭合，磁铁下落过程将做自由落体运动
C．磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下
D．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向一直为逆时针（从上向下看圆环）
6．如图所示，三根长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置于一等边三角形的三个顶点处，均通有电流I，L1中的电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，已知任意两根导线间的安培力大小为F。下列说法正确的是（ ）
A．L1给L2的安培力方向向右
B．L2所受磁场的作用力大小为
C．等边三角形中心处的磁感应强度不为零
D．L3所受磁场的作用力大小为F
7．潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。已知当地地下水源距离地表8.75m，水泵出水口离水平地面的高度为1.25m，水流由出水口水平喷出时的速度为，每秒出水量为4kg。水泵由电功率为660W的电动机带动，电动机的额定电压为220V，水泵的抽水效率为80%，取重力加速度大小g＝10m/s2，忽略其他能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．空中水柱的水的质量为3kgB．每秒钟水泵对水做的功为500J
C．此时电流大小为1AD．电动机线圈的电阻约为6Ω
8．电磁波为信息的传递插上了翅膀。下列有关电磁波的说法正确的是（ ）
A．空间只有一种频率的电磁波B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波
C．电磁波是一种物质，具有能量D．电磁波需要介质才能传播
9．如图所示，固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流I，闭合的矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中（线框不会发生翻转），下列判断正确的是（ ）
A．线框中产生感应电流B．穿过线框的磁通量逐渐增加
C．线框所在处的磁场垂直纸面向外D．线框的机械能减少
10．如图所示，MN和PQ为在同一水平面内足够长的平行固定金属导轨，处在竖直向下的匀强磁场中。质量均为m的金属杆a、b垂直于导轨放置，一不可伸长的轻质绝缘细线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为的重物c相连，细线的水平部分与导轨平行且足够长。已知两杆与导轨间的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻、滑轮轴的摩擦及电磁辐射，重力加速度大小为g。整个装置由静止释放后，下列关于b杆的速度v、b杆所受的安培力与重力的比值随时间t变化的规律可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其示数为______mm（该值接近多次测量的平均值）。
（2）用伏安法测金属丝的电阻，实验所用器材为电池组（电压3V）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验，记录数据如表所示：
这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线，由图线得到金属丝的阻值______Ω（保留两位有效数字）。
（3）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为______。
A．B．C．D．
12．（8分）“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0~3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。
（1）小组同学先把改装后的电压表与标准电压表并联进行校准，当标准电压表读数为2.9V时表头满偏，则定值电阻的实际阻值为______Ω，在定值电阻旁______（填“串联”或“并联”）一阻值大小为______Ω的电阻即可使改装后的电压表量程变为0~3V。
（2）小组同学将校准之后的改装电压表 eq \\ac(○,V)与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图像如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势E＝______V，总内阻r＝______Ω。（结果均保留三位有效数字）
13．（10分）如图所示，A为电解槽， eq \\ac(○,M)为电动机，N为电热丝，恒定电压U＝12V，电解槽内阻，电动机的内阻。当S1闭合，S2、S3断开时，理想电流表 eq \\ac(○,A)的示数为6A；当S1、S2闭合，S3断开时，电流表 eq \\ac(○,A)的示数为11A；当S1、S2和S3都闭合时，电流表 eq \\ac(○,A)的示数为15A。求：
（1）电热丝的电阻及热功率；
（2）电动机工作时，输出的机械功率；
（3）电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。
14．（13分）如图所示，在x轴上方存在沿x轴正方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的负粒子在距离坐标原点L处的A点以速度v与x轴负方向成37°角进入磁场后垂直y轴进入第四象限，粒子在经过y轴正半轴上的M点时，水平分速度是竖直分速度的2倍，不计粒子受到的重力，，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）M点的坐标；
（3）粒子从A点到M点的时间。
15．（17分）2022年4月16日上午，被称为“感觉良好”乘组的“神舟十三号”结束太空出差，顺利回到地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②返回舱，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，返回舱一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为，4台电磁缓冲装置结构相同，其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示，线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱的质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，一切摩擦阻力均不计。
（1）缓冲滑块刚停止运动时，求流过线圈ab边的电流大小和方向；
（2）假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，求软着陆速度v的大小；
（3）若返回舱的速度大小从减到v的过程中，经历的时间为t，求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。（结果保留v）
高二物理试卷参考答案
1．D 2．B 3．C 4．A 5．B 6．C 7．B 8．BC 9．AD 10．ABC
11．（1）0.398（0.395~0.399均可）（2分）
（2）（1分） 4.4（4.2~4.7均可）（1分）
（3）C（2分）
12．（1）10600（2分） 串联（1分） 400（1分）
（2）2.78（2分） 0.200（2分）
13．解：（1）电热丝为纯电阻元件，由欧姆定律得（1分）
热功率。（2分）
（2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（3）电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得（2分）
（1分）
解得。（1分）
14．解：（1）由几何关系可得
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（2）粒子在经过x轴正半轴上的C点时，速度大小为v且与x轴负方向成37°角（1分）
，（1分）
粒子在经过y轴正半轴上的M点时，水平分速度是竖直分速度的2倍
（1分）
在水平方向，粒子做匀加速直线运动
（1分）
在竖直方向，粒子做匀速直线运动，有（1分）
解得（1分）
M点的坐标为（0，0.6L）。（1分）
（3）在电场中（1分）
在磁场中（1分）
则。（1分）
15．解：（1）由题意可知缓冲滑块刚停止运动时，ab边产生的电动势为（2分）
流过线圈ab边的电流为（1分）
磁场向下运动，线圈相对磁场向上运动，由右手定则知电流方向从b到a。
（2）返回舱向下做减速运动，受向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减到与重力大小相等时，速度达到最小，此后匀速运动，即达到软着陆速度v，有
（2分）
解得。（2分）
（3）返回舱的速度大小从减到v的过程中，由牛顿第二定律得
（1分）
等式两边同时乘以
（1分）
其中（1分）
将所有的小过程累加可得（2分）
解得（1分）
由能量守恒定律有（2分）
解得。（2分）次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.022
0.068
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520