黑龙江省哈尔滨市六校2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试卷(含答案)

这是一份黑龙江省哈尔滨市六校2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是( )
A.普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念
B.X射线具有辐射性，可用来通信和广播
C.能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值
D.利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术
2．如图所示，“L”型导线abc固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知，ab垂直bc。导线通入恒定电流时，导线abc受到的安培力大小为( )
A.1NB.C.2ND.
3．如图所示，电源电动势6V，内阻1Ω，小灯泡L标有“2V0.4W”字样，开关S闭合后，小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻也是1Ω，则电动机的输出功率为( )
4．一电子在电场中做圆周运动，从某时刻开始计时，在时间内，该粒子的动能和电势能随时间的变化分别如图中A、B图线所示，其中图线A与横轴平行，则该电子在时间内( )
A.速度不变B.合力不变C.电场力做负功D.刚好运动一周
5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是( )
A.仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的动能增大
B.仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能增大
C.仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的速度不变
D.比荷不同的粒子也可用同一加速器进行加速
6．如图所示，平行板PQ、MN与电源相连，开关K闭合，从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经电场偏转后发生的侧移为y，不计粒子的重力，要减小侧移y，下列操作可行的是( )
A.仅将PQ板向下平移一些
B.仅将PQ板向上平移一些
C.将开关K断开，仅将PQ板向下平移
D.将开关K断开，仅将PQ板向上平移
7．如图所示，理想变压器原线圈c、d两端接入稳定的交流电压，b是原线的中心抽头，S为单刀双掷开关，滑动变阻器R的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是( )
A.只将S从a拨接到b，电流表的示数将减半
B.只将S从a拨接到b，电压表的示数将减半
C.只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半
D.只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，c、d两端输入的功率将为原来的
二、多选题
8．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定( )
A.环中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B.环对桌面的压力将增大
C.环有面积缩小的趋势
D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
9．在如图所示的电路中，将开关S闭合，灯泡正常工作，导线与互相平行，a点与两导线共面且到两导线距离相等，则下列说法正确的是( )
A.两段导线互相吸引
B.两段导线互相排斥
C.两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向下
D.两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向上
10．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，。下列说法正确的是( )
A.时，导体环中电流为零
B.第2s内，导体环中电流为负方向
C.第3s内，导体环中电流的大小为0.01A
D.第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为0.01C
三、实验题
11．在测量一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，采用如下步骤完成实验：
（1）利用螺旋测微器测定合金丝直径如图甲所示，该合金丝的直径______mm；
（2）首先用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大如图乙所示，接下来的测量操作如下，请帮助该同学选择必需的操作并按操作顺序排序______；
A.测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡
B.断开待测电阻，将选择开关旋到“”挡
C.断开待测电阻，将选择开关旋到“”挡
D.将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”
E.再接入待测电阻，将指针示数乘以对应倍数，即为待测电阻的阻值
（3）该同学采用“伏安法”较准确地测量该合金丝的阻值，所用实验器材如图丙所示，其中电压表内阻约，电流表内阻约，图中部分电路已经连接好，请将电路图补充完整；
（4）若电压表的示数为U，电流表的示数为I，合金丝长度为L，则该合金丝的电阻率______（用U、I、L、d表示）。
12．如图甲所示，将两个不同的金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。
（1）实验室提供的器材如下：
A.待测水果电池（电动势约为1.5V）
B.电流表（量程，内阻约0.125Ω）
C.电流表（量程，内阻约0.025Ω）
D.电压表（量程，内阻约3kΩ）
E.电压表（量程，内阻约15kΩ）
F.滑动变阻器（最大阻值约20Ω）
G.开关（S）、导线若干
实验中电流表应选用________（填“B”或“C”）；电压表应选用________（填“D”或“E”）。
（2）闭合开关后，多次移动滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U和I，在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴，选择适当的标度建立坐标，并画出图线。作出的图象与纵轴的截距为d，横轴的截距为s。由此求出电池的电动势为________，电池的内阻为________。（结果用字母表示）
（3）考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是________（选填“电流表分压”或“电压表分流”）；这种测量方法将导致电动势的测量值________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
四、计算题
13．一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴，以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。
（1）转动过程中感应电动势的最大值有多大？
（2）线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势多大？
（3）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？
14．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度一端连接的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。质量为的导体棒MN放在导轨上，其电阻，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好并始终与导轨垂直，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右做匀速运动，速度，并开始计时。求：
（1）感应电动势E和M、N两点间的电势差；
（2）在2s时间内，拉力做的功；
（3）在2s末，撤去拉力，导体棒会逐渐减速直至停止运动。求从开始至停止的全过程中电阻R上产生的焦耳热。
15．如图所示，在直角坐标系xOy所在平面内，A点坐标为（0，d），直线AC与y轴垂直，它是第一象限内匀强电场与匀强磁场的分界线。场强大小为E的电场方向竖直向上，磁感应强度大小为B的磁场垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为的带负电粒子，以某一初速度与x轴正向成从O点射入磁场。已知粒子在磁场中偏转后穿过AC第一次进入电场并恰好做直线运动，不计粒子重力，求：
（1）在图中画出粒子运动轨迹的示意图并求带电粒子射入磁场初速度的大小；
（2）带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间和第一次在第一象限内运动的时间；
（3）粒子每次经过x轴时的位置坐标。
参考答案
1．答案：A
解析：A.普朗克提出了能量子假说，不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子“概念，揭开了物理学史上崭新的一页，故A正确；
B.X射线具有辐射性，不能用来通信和广播，故B错误；
C.能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的整数倍，是不连续性，微观粒子的能量值不可以是任意值，故C错误；
D.紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，夜视仪利用了红外成像技术。故D错误。
故选A。
2．答案：B
解析：有效长度为
则安培力大小为
故选B。
3．答案：B
解析：由小灯泡L正常发光，可知电路中电流为
则电动机两端电压为
电动机的输入功率为
电动机发热功率为
可得电动机的输出功率为
故选B。
4．答案：C
解析：A.由图可知电子做匀速圆周运动，虽然速度大小不变，但是方向时刻改变，故速度在改变，故A错误；
B.合力提供向心力指向圆心，故合力在变化，故B错误；
C.由图可知电子的电势能在不断增大，电场力做负功，故C正确；
D.电子运动一周后电势能与初始状态相同，故D错误。
故选C。
5．答案：B
解析：可知射出加速器时的动能与加速电压U无关，仅增大磁场的磁感应强度B或仅增大D形金属盒的半径R则可使v增大，射出加速器时的动能增大，故B正确，AC错误；
D．根据
解得磁场或电场的周期
比荷不同的粒子不能保证粒子一直加速，因此比荷不同的粒子不能用同一加速器加速，故D错误。
故选B。
6．答案：B
解析：AB.粒子在电场中偏转的侧移量为
而粒子在电场中运动的加速度为
电容器在连接电源的情况下，极板间电压不变，极板间场强为
仅将PQ板向下平移一些，两板间的场强变大，粒子沿电场方向的加速度增大，侧移变大，仅将PQ板向上平移一些，两板间的场强变小，粒子沿电场方向的加速度减小，侧移变小，A项错误，B项正确；
CD.将开关K断开，两板的带电量不变，极板间场强为
可知仅将PQ板向下平移或向上平移，两板间的电场强度不变，侧移不变，C、D项错误。选B。
7．答案：C
解析：只将S从a驳接到b，变压器初级线圈匝数减半，次级电压变为原来的2倍，所以B选项错；同时次级消耗的功率变为原来的4倍，初级消耗的功率也为原来4倍，但电压不变，电流表示数应为原来的4倍，故A选项错；只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，变压器次级电阻变为原来的2倍，电压不变电流减半，初级电流也减半，故C选项正确；c、d两端输入的功率变为原来的一半，故D选项错误。
8．答案：BC
解析：A.由于磁铁的极性不明，无法确定环中感应电流的方向，故A错误；
B.磁铁靠近圆环，穿过环的磁通量增大，根据楞次定律的推论可知，环有面积减小和远离磁铁的趋势，故环对桌面的压力将增大，故BC正确；
D.根据力的作用是相互的，可知，磁铁受到环对它施加的竖直向上的作用力，故D错误。
故选BC。
9．答案：BD
解析：AB.两端导线中电流方向相反，根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，可知，B正确，A错误；
CD.根据右手螺旋定则可知，两段导线在a处的磁场方向均竖直向上，根据矢量叠加可知，a处的合磁场也是竖直向上，C错误，D正确。
故选BD。
10．答案：CD
解析：A.时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；
B第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中感应电流为正方向，故B错误；
C.第3s内，导体环中电流大小为，故C正确；
D.第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为，故D正确。
故选：CD。
11．答案：（1）0.730/0.731/0.732/0.733/0.734
（2）BDEA
（3）
（4）
解析：（1）螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm，可动刻度最小分度值为0.01mm读数为，该合金丝的直径为；
（2）当用“×1k”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻较小，应该换用小倍率电阻挡；调整挡位后，要先进行欧姆调零，再进行测量，测量后，断开表笔关闭多用表；故实验步骤的顺序为BDEA。
（3）由于，待测电阻的阻值远大于电流表内阻，可知电流表应该采用内接法；由于滑动变阻器用分压电路，则实物连线如
图所示：
（4）根据电阻定律和欧姆定律可知，，解得该合金丝电阻率为。
12．答案：（1）B；D（2）d；（3）电压表分流；偏小
解析：（1）实验中电流不超过0.6A，则电流表应选用B；电源电动势约为1.5V，则电压表应选用D。
（2）根据
可知电池的电动势为
电池的内阻为
（3）考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是电压表分流；由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，而短路电流不变，电源的图象如图所示。
由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值。
13．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）转动过程中感应电动势的最大值为
（2）线圈平面与B成60°时的瞬时感应电动势
（3）电动势的有效值
电流的有效值
柴油机的功转化为电能，线圈转一周，柴油机做功
14．答案：（1）2.5V，2V（2）10J（3）18J
解析：（1）感应电动势
M、N两点间的电势差
（2）棒匀速运动，受平衡力
拉力做的功
（3）撤去拉力之前，拉力做功等于回路中产生的焦耳热，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热
，
又因为R与r串联，R产生的焦耳热
15．答案：（1），
（2），
（3）
解析：（1）粒子在电场中恰好做直线运动，说明粒子在磁场中偏转后竖直向上进入电场，画出粒子运动的示意图如图所示
设粒子在磁场中运动轨迹的半径为R，由几何关系可知
又
联立可得带电粒子射入磁场初速度的大小
（2）粒子在磁场中运动的周期
粒子进入电场前在磁场中运动的时间
粒子在电场中运动的加速度
粒子在电场中先竖直向上做匀减速直线运动直至速度为零，再反向做匀加速直线运动，在电场中运动的总时间
所以粒子在第一象限内的运动时间
（3）由题意可知粒子将循环运动，N坐标为（r，0），故每次经过x轴时的坐标为（nr，0），即，