山东省青岛第二中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷

这是一份山东省青岛第二中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷，共13页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必填将自己的姓名、班级、考号等填写在答题卡和试卷指定位置．
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自的答案标号涂黑．
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，将答题卡交回，试卷和草稿纸不必交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．青岛二中是一所有近百年历史的名校，敬教乐学的扎实学风与智慧现代的科技于此碰撞．如图是青岛二中2022级学生的校园一卡通，在校园内将一卡通靠近读卡器，读卡器向外发射某一特定频率的电磁波，一卡通内线圈产生感应电流，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，读卡器感应电路中就会产生电流，从而识别卡内信息．图中具有同一原理的是（ ）
A． B． C． D．
2．2023年是习近平主席提出共建“一带一路”倡议10周年．10年来，我国已同150多个国家、30多个国际组织签署共建“一带一路”合作文件，为促进全球经济增长、推动国际贸易和投资、提高各国人民的生活水平和福利做出了卓越贡献右图为“一带一路部分航线图”．下列说法正确的是（ ）
A．在此航线上地磁场水平分量由北指向南
B．飞机机翼两端电势高低与飞机飞行方向有关
C．从乌鲁木齐径直飞向西安的航班，飞行员视角机翼右端的电势比左端电势高
D．从西安径直飞向乌鲁木齐的航班，飞行员视角机翼左端的电势比右端电势高
3．许多物理定律和规律是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，正确的是（ ）
A．奥斯特用装置（1）测出了电子的电量
B．库仑利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律
C．法拉第利用装置（3）发现了电磁感应
D．洛伦兹制成了第一台回旋加速器（4），因此获得诺贝尔物理学奖
4．电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义，它为人类大规模利用电能，继而进入电气化时代奠定了理论基础．关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是（ ）
A．闭合开关时电流计指针偏转，断开开关时电流计指针不偏转
B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将A通电螺线管插入或抽出B螺线管：中时，电流计指针偏转方向相反
C．保持滑动变阻器滑片位置不变，将条形磁体插入螺线管中静止不动时，电流计指针稳定且不为零
D．保持A通电螺线管位置不变，左右移动滑动变阻器滑片，B螺线管中产生相同方向感应电流
5．真空中有两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流．在两导线所确定的平面内，一电子由P点开始运动到Q的轨迹如图中曲线PQ所示，则一定是（ ）
A．ab导线中通有从a到b方向的电流 B．ab导线中通有从b到a方向的电流
C．cd导线中通有从c到d方向的电流 D．cd导线中通有从d到c方向的电流
6．如图所示，在轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，在平面内，从原点处与轴正方向成角），以速率发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（ ）
A．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若一定，越大，则粒子离开磁场的位置距点越近
C．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大
7．如图所示，半圆形光滑槽固定在地面上，匀强磁场与槽所形成的轨道平面垂直，将质量为的带电小球自槽顶处由静止释放，小球到达槽最低点时，恰对槽无压力，则小球在以后的运动过程中对点的最大压力为（ ）
A．0 B． C． D．
8．如图所示，有一范围足够大的水平匀强磁场，磁感应强度为，一个质量为，电荷量为的带电小圆环套在一根固定的绝缘倾斜长礽上，环与杆间的动摩擦因数为．现使圆环以初速度沿杆向上运动．不计空气阻力．下列描述该圆环上升过程中的速度随时间会机械能随位移变化的图像中，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错得0分．
9．类比法是物理学习中的重要思想方法，在研究磁场时我们引入了“磁通量密度”描述磁感线的疏密．磁通量密度为磁通量、为垂直磁场的面积．类比于此，我们可以提出“电通量密度”去描述电场线的疏密．电通量密度为电通量，为垂直电场的面积．为静电力常量．下列说法正确的是（ ）
A．磁通量和电通量都是标量
B．磁通量与电通量的正负表示通量的大小
C．当电场强度不为0时，电通量有可能为0
D．若以一电荷量为的点电荷为球心，半径为的球面上的电通量为
10．如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，b被水平固定在与α在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，α恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在《处产生磁场的磁感应强度的说法正确的是（ ）．
A．方向竖直向上
B．大小为
C．要使仍能保持静止，而减小在处的磁感应强度，可使上移
D．若使下移，将不能保持静止
11．半径为的一圆柱形匀强磁场区域的横截面如图所示，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小在一定范围内的同种带电粒子．带电粒子质量为，电荷量为．现粒子沿正对中点且垂直于方向射入磁场区域，发现带电粒子仅能从之间的圆弧飞出磁场，不计粒子重力，则（ ）
A．从点飞出的带电粒子的运动时间最短
B．从点飞出的带电粒子的运动时间最长
C．粒子源发射粒子的最大速度为
D．在磁场中运动的时间为的粒子，粒子的速度为
12．如图所示．匝数为1200的线圈置于磁场中，线圈的面积为，线圈的总电阻，线圈两端与一阻值的定值电阻串联．取琹直纸面向里为磁场的正方向，磁场的磁感应强度随时间按右图所示的规律变化．下列说法正确的是（ ）
A．在内，点的电势高于点的电势
B．在内，两端电压为
C．在内，两端电压为
D．在内，电阻产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．（6分）图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中电池电动势，表头的满偏电流为，内阻为．端和端分别与两表笔相连，1、2、3为换挡开头，其中1挡位是直流电流挡，3挡位是直流电压挡．
（1）定值电阻________________
（2）如果换挡开关接在2时，红、黑表笔短接，其中________表笔（选填“”或“”）为红表笔，调节进行欧姆调零，指在________（选填“电阻”或“电流”）的零刻度上．
（3）某次测量时多用电表的指针位置如图乙所示，若此时开关与2相连，则待测电阻的阻值为________；若此时开关与3相连，则读数为________．
14．（8分）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度，金属丝的电阻大约为，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径________．
（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电流表，内阻约
B．电流表，内阻约
C．电压表，内阻约
D．电压表，内阻约
E．滑动变阻器，
F．滑动变阻器，
①要求较准确地测出金属丝的阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________（填字母）
②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误1：________________；
错误2：________________．
（3）该金属材料的电阻率表达式________（用题中所给字母表示）．
15．（10分）如图所示，一对间距、竖直放置的平行金属板分别接于电路中的两点间，为滑动变阻器的中点，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场．现将一质量为带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球静止时悬线与竖直方向的夹角，滑动变阻器的总阻值为，定值电阻，电源内阻，闭合，电流表示数为，取．求：
（1）求电源电动势的大小；
（2）小球的电性以及带电量；
（3）剪断细线瞬间小球的加速度．
16．（12分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小．
（1）求导体棒受到的安培力；
（2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数的大小．（结果保留两位有效数字）
17．（12分）如图所示，固定在水平面上半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，金属圆环电阻不计．电阻为的金属杆一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，金属杆随轴以角速度顺时针匀速转动．相距为，动摩擦因数为，倾角为的两平行导轨分别与圆环的点和电刷相连，一质量为、长为、电阻为的金属棒垂直于倾斜导轨（倾角为）放置，倾斜导轨所在区域内存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场（图中未画出），金属棒始终保持静止．其中，重力加速度大小为，求：
（1）金属棒两端的电压大小是多少？哪端电势更高？
（2）倾斜导轨所在区域内匀强磁场的磁感应强度的范围？
18．（12分）如图，在x轴上方区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在轴下方区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场．一个质量为，电荷量为的带电粒子从轴上点以某一速度沿轴正方向射出．已知粒子进入磁场时，速度方向与轴正方向的夹角为，并从坐标原点处第一次射出磁场．不计重力．求：
（1）磁场的磁感应强度的大小；
（2）粒子第次进入磁场时的坐标．
青岛二中2023—2024学年第一学期期中考试
高二物理试题参考答案
1．C【详解】A．由题意可知，刷一卡通时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其工作原理为电磁感应现象，图中为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A错误；B．图中的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系，运用了电流的磁效应，故B错误：C，图中没有电源，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故C正确；D．图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故D错误．故选C．
2．D 【详解】A．地磁场水平分量永远由南指向北，故A错误；BCD．在我国地磁场在竖直方向的分量向下，根据右手定则可知在飞行员视角机翼左端的电势比右端电势高，与飞机的飞行方向无关，故D正确，BC错误；故选D．
3．B 【详解】A．密立根油滴实验，用装置（1）测量出了电子的电荷量，A错误；B．库伦利用装置（2）库仑扭秤总结出了电荷间的相互作用规律，B正确；C．奥斯特利用装置（3）发现了电流的磁效应，C错误；D．劳伦斯制成了第一台回旋加速器（4），因此获得诺贝尔物理学奖，D错误．故选B．
4．B 【详解】A合和断开开关时，B螺线管中的磁通量都会发生变化，都会有感应电流产生，故A错误；B．保持滑动变阻器滑片位置不变，将A通电螺线管插入或抽出B螺线管中时，通电螺线管内磁通量变化趋势相反，产生的感应电流方向也相反，故B正确．
5．C 【详解】注意观察图象的细节，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处运动的半径小洛伦兹力提供电子偏转的向心力．由于电子速率不变，偏转半径变小，说明变强，一定是导线中通有电流，再由左手定则判出洛伦兹力的大致方向是偏向左方．最后利用安培定则判断出中电流方向应由到．故选C．
6．A 【详解】AC．粒子在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示：
由几何关系得：轨迹对应的圆心角，粒子在磁场中运动的时间
则粒子在磁场中的运动时间与粒子迹率无关，若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间相等；若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，故C错误，A正确；D．洛伦兹力提供向心力得，解得，粒子在磁场中运动的角速度与无关，D错误；B．设粒子的轨迹半径为，则，如图所示，由几何知识得．一定，若是锐角，越大，越大，若是钝角，越大，越小，B错误．故选A．
7．C 【详解】小球自槽处由静止释放，小球到达槽最低点处时受力分析：洛伦兹力与重力，则有．而由静止滑到最低点过程，只有重力，小球机械能守恒，则有，联立可得．小球在以后的运动过程中对的最大压力时；当小球再次滚到最低点时，洛伦兹力与重力同向，由于洛伦兹力不做功，所以速度大小不变；可得，解之得，故选C．
8．C 【详解】AB．把带电小圆环的重力沿杆和垂直杆分解得，由左手定则知带电圆不受洛仑兹力垂直杆向上，带电小圆环上滑的过程中由于阻力的作用越来越小．若则，由以上三式可得此时带电圆环做加速度增大的减速运动；若，随着的不断减小则先有，后有，即带电圆环先做加速度减小的减速运动然后再做加速度增大的减速运动；又因速度时间图像的斜率表示加速度．故AB错误；CD．小球运动的过程中洛仑兹力不做功；摩擦力做功使小球的机械能减小，向上运动的过程中有，据以上分析向上运动的过程中可能逐渐增大，所以机械能的变化率逐渐增大；也可能先减小后增大，所以机械能的变化率也先减小后增大；故C正觟D错误．故选C．
D．ACD 【详解】A．磁通量：电通量：二者均为标量，故A正确．B．磁通量与电通量的正负表示场线从平面的哵一面穿过，故B错误．C．当电场强度与平面平行时，电通量为0，故C正确．D．电场线与球面处处垂直：．故D正确．故选
10．ACD 【详解】A．通电导体棒周围的磁感线为顺时针方向；在棒处的磁场方向竖直向上，故A正确；B．通电导体棒在竖直向下的重力，水平向右的安培力，垂直斜面向上的支持力作用下恰能保持静止；有，解得，故B错误；C．由题意可知，物体的受力分所如图所示．重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小在处的磁感应强度，则磁场力咸小，要使仍平衡，根据受力平衡条件，则可使上移，即对的磁场力斜向上，故C正确；D．下移，受到的安培力顺时针转动，若要保持平衡从图可以看到安培力讲变大，但是两个导体棒距离变大安培力减小，因此矛盾说明不能平衡，导体棒受力不平衡，故D正确．故选ACD．
11．ABD 【详解】AB：由题意可得粒子运动轨迹如左图所示．
由几何关系得，其中从b点出磁场的粒子轨迹半径最大，从d点出磁场的粒子轨迹半径最小，从d点出磁场的粒子轨迹对应圆心角最大，故从d点飞出的带电粒子的运动时间最长，同理从b点飞出的带电粒子的运动时间最短，故AB正确；C．因为从b点出磁场的粒子轨迹半径最大，即从五点出磁场的粒子速度最大，如中图所示，当粒子从b点飞出时，设其道兴径为，对应的圆儿为”，由几何关系可知．在三角中，由正弦定理得，解得．由牛顿第二定律得，解得，故C错误；D．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期；对应的轨迹圆心角应为，设其半径为，轨迹圆心为，如下图所示．设，由几何关系得，即，解得，．由牛顿第二定律得，瀄得，故D正确．故选ABD．
12．ABD 【详解】A．根据楞次定律得，线圈应产生逆时针方向的电流，线圈相当于电源，电源内部电流从负极流向正极故A端为正极，A点的电势高于B点的电势，故A正确；
B．在内，由右图可得，由法拉第电磁感应定律解得：，故B正确；
C．同理解得内，两端电压肯定小于，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律，再由焦耳定律，解得：故D正确．
故选ABD．
13．（1）10；490.1 （2）B，电阻 （3）120；2.8
【解析】：（1）根据电路图，由欧谒定律可知；电流表内阻．
（2）开关接2时多用电表测电阻，此时多用电表为欧姆表，滑动变阻器是调零电阻．
（3）开关与2相连，此时测电阻，欧姆表内阻，根据图乙可以知道，欧姆表挡位为挡，此时待测电阻阻值为；
14．答案：（1）0.400 （2）①C A E ②导线连接在滑动变阻器的滑片上；采用了电流表内接法（3）
解析：（1）．（2）①因两节新的干电池的电动势为，应选量程为的电压表，故选A；因金属丝的电阻大约为，流过电流表的最大电流约为，电流表应选C；因金属丝的电阻大约为，且可选择的滑动变阻器阻值大于，故滑动变阻器采用限流式接法，应选E．
②因，所以电流表采用外接法，该同学实物接线中的两处明显错误是：导线连接在滑动变阻器的滑片上；采用了电流表内裚法．
（3）
15．（1）；（2）小球带负电， （3）方向与坚直方向成斜向下
【解析】：（1）外电路电阻为，根琚闭合电路欧姆定律，电路中总电流，由以上两式解得
（2）之间的电压，两板间的电场强度，没小球电量为，由共点力平衡，可知小球带负电．结合解得