河北省沧州市八县联考2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题

这是一份河北省沧州市八县联考2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题，共14页。

高二物理
班级____________ 姓名____________
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．北京时间2023年12月15日，我国成功发射了“遥感四十一号”卫星。该星主要用于国土普查、农作物估产、环境治理、气象预警预报和综合防灾减灾等领域，可为国民经济建设提供信息服务。该卫星向地面传递信息采用的是（ ）
A．声波B．超声波C．电磁波D．同轴电缆
2．公元1世纪，我国学者王充在《论衡》一书中写下“顿牟掇芥”。顿牟即玳瑁的甲壳，芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末，本词意指带有静电的物体能够吸引轻小物体的现象。某同学模拟该现象，用绝缘杆连接带等量异种电荷的小球模拟电中性物体，模拟体用绝缘探针支撑，让带电体靠近两小球，当小球静止时下列说法正确的是（ ）
A．当带电体带正电时，带负电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力指向带电体
B．当带电体带正电时，带正电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力背离带电体
C．当带电体带负电时，带负电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力指向带电体
D．当带电体带负电时，带正电的小球靠近带电体，模拟体整体所受静电力背离带电体
3．2023年9月19日，国家能源局公布全国累计光伏发电装机容量突破5亿千瓦，达到5.05亿千瓦。假设全国光伏发电平均每日工作4小时，则全国2023年9月19日一天发电量约为（ ）
A．B．
C．D．
4．如图所示，通以恒定电流的∧形导线放置在磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场中。已知导线组成的平面与磁场方向平行，导线的、段的长度均为，两段导线间的夹角为120°，且两段导线与磁场方向的夹角均为30°。则导线受到的安培力为（ ）
A．0B．C．D．
5．如图所示为某电场等势面的分布，在该电场中的点由静止释放一个带负电的点电荷，只考虑点电荷受到的电场力，忽略点电荷对原电场的影响。下列可能表示点电荷的运动轨迹的是（ ）
A．B．
C．D．
6．电磁阻尼在精确实验中常常不能忽略。某同学在北京实验室中尝试探究电磁阻尼的影响，如图所示，在稀薄气体实验环境中，第一次实验时将导体棒用两条等长的细导线悬挂于水平绝缘转轴上的、两点，并把导体棒从竖直位置拉开一定角度由静止释放，记录导体棒自开始运动至停止摆动的时间。第二次实验时用导线把、两点的导线连接（假设连接后不影响转轴阻力），其他实验条件与第一次的保持一致，记录导体棒自开始运动至停止摆动的时间。下列关于实验分析正确的是（ ）
A．第二次摆动时间大于第一次摆动时间
B．第二次实验时转轴沿任意方向摆放摆动时间均相同
C．第二次实验时转轴沿东西方向摆放摆动时间最短
D．第二次实验时转轴沿南北方向摆放摆动时间最短
7．霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。平面内存在电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场和磁感应强度大小为、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场。电子从点沿轴正方向水平入射，当电子入射速度为某值时电子的运动轨迹如图中的虚线所示，点是轨迹最高点，点是轨迹最低点。下列说法正确的是（ ）
A．电子由点运动到点的过程中速度减小
B．电子在点的速度大于在点的速度
C．电子在点的速度大于
D．电子在点的加速度小于在点的加速度
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示，两根无限长直导线、相互垂直，通过细线悬挂在天花板上且可自由转动，通过绝缘支架固定在地面上。现同时给通以沿导线向右的电流，给通以沿导线向外的电流。下列说法正确的是（ ）
A．刚通电流时，导线左半部分垂直纸面向里转，右半部分垂直纸面向外转
B．刚通电流时，导线左半部分垂直纸面向外转，右半部分垂直纸面向里转
C．导线转动90°时，细线对的拉力大于导线的重力
D．导线转动90°时，细线对的拉力小于导线的重力
9．如图所示，发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，理想变压器副线圈与定值电阻和滑动变阻器串联。已知矩形线圈长为、宽为、匝数为，电表均为理想电表，线圈电阻忽略不计。当发电机线圈以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．发电机产生交流电电动势的有效值为
B．增大电阻的阻值，电流表示数减小
C．增大电阻的阻值，电流表示数减小
D．增大电阻的阻值，电压表示数增大
10．边长为的正方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，大量的质量为、电荷量为的粒子同时以相同的速度垂直于边且垂直于磁场射入磁场区域，经磁场偏转后有二分之一的粒子自边离开磁场。已知粒子射入磁场时均匀分布，粒子速率大于，不计粒子之间的相互作用和粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B．粒子入射的速率为
C．所有粒子均离开磁场所需的时间为
D．所有粒子均离开磁场所需的时间为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在研究电磁感应现象的实验中，连接好的电路如图所示，学生电源接直流电源。打开电源开关后继续进行以下操作并观察现象。
（1）闭合开关S一段时间后，观察到灵敏电流计______（填“有”或“无”）示数。
（2）闭合开关S一段时间后，迅速向左移动滑动变阻器的滑片过程中灵敏电流计______（填“有”或“无”）示数。
（3）闭合开关S一段时间后，迅速向右移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计指针的偏转方向与迅速拔出线圈时灵敏电流计指针的偏转方向______（填“相同”或“相反”）。
12．（9分）某同学研究小灯泡的伏安特性，实验室提供的器材有：小灯泡（额定电压为，额定功率为）、直流电源（电动势为）、滑动变阻器、电压表（量程为，内阻约为），电流表（量程为，内阻约为）、开关和导线若干。在实验设计中他采用了两种方式分别进行实验。
（1）如图甲所示，如果电压表选择接在点，在图乙中完成对应的实物图连线。
（2）两种方案分别得出小灯泡的伏安特性曲线，如图丙中Ⅰ和Ⅱ，请判断甲图中电压表接在点的方案对应伏安特性曲线为______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）；对应Ⅱ图线，当电压时，小灯泡的电阻为______。（保留2位有效数字）
（3）通过两种方案实验数据比较，伏安特性曲线______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）更接近小灯泡的真实情况。
13．（9分）如图所示，空间中存在足够大的水平向右的匀强电场。一质量为、电荷量为的小球以与水平方向成45°角的速度从点进入电场，小球在重力和电场力共同作用下在竖直平面内做匀减速直线运动。已知重力加速度为。求：
（1）电场强度的大小；
（2）小球出发点和轨迹最高点两点之间的电势差。
14．（14分）如图甲所示，两根足够长的平行导轨、间的距离，导轨下半部分由电阻不计的金属材料制成，上半部分由绝缘材料制成。两导轨与水平面的夹角均为，、之间接有的电阻。一质量、电阻的金属杆垂直导轨放置，两端与导轨始终接触良好，整个装置处在磁感应强度大小、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。在平行于导轨向上的拉力作用下，由静止开始向上做匀加速直线运动，时间内金属杆的图像如图乙所示，时金属杆恰好位于导轨金属材料与绝缘材料结合处，此时撤掉拉力。已知金属杆与金属导轨之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。
求：（1）时电阻的热功率；
（2）时间内拉力的最大值和最小值；
（3）如果金属杆再次回到金属导轨区域时恰好开始做匀速运动，求金属杆与绝缘导轨之间的动摩擦因数。（结果可用根式表示）
15．（16分）如图所示，直角坐标系平面内，第一、二象限内存在电场强度大小为、沿轴正方向的匀强电场，第三、四象限内存在磁感应强度大小可根据需要进行调节、方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场。在第四象限处放置长度为的苂光屏。质量为、电荷量为的粒子自第二象限电场中的某点以沿轴正方向的速度射入电场，自坐标原点与轴夹角为30°进入第四象限的磁场中。不计粒子的重力及因磁场变化产生的电场。
（1）求粒子发射的位置坐标；
（2）为使粒子能打在荧光屏上的点，求磁感应强度的大小；
（3）为使粒子能打在荧光屏上的点，求磁感应强度的大小。
沧州市2023－2024学年第一学期期末教学质量监测
高二物理参考答案
1．C 解析：卫星利用电磁波向地面传递信息，C正确。
2．A 解析：根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知当带电体带正电时，负电荷靠近带电体．正电荷远离带电体．因此模拟体受到的引力大于斥力，所以合力指向带电体。A正确。
3．B 解析：发电量，B正确。
4．A 解析：与的有效长度为、两点连线垂直磁场方向的长度，该长度为零，根据可知安培力为零，A正确。
5．C 解析：带负电的点电荷由静止开始向高电势加速运动，电场力即能使粒子加速又能改变粒子的运动轨迹，电场力大致指向轨迹的凹侧，C正确。
6．C 解析：第一次实验时导体棒没有构成回路，没有电磁阻尼，第二次实验时导体棒构成回路有电磁阻尼，北京地磁场磁感线自南向北斜向下，转轴东西放置，导体棒运动时既切割南北方向的磁场也切割竖直方向的磁场，转轴南北放置，导体棒运动时只切割竖直方向的磁场，所以转轴东西方向放置时运动时间最短，C正确。
7．B 解析：电子在点向上偏折，所以合力方向向上，电子受到的电场力向上，洛伦兹力向下，因此．速度，C错误；电子自到，电场力做正功，洛伦兹力不做功，所以由点运动到点速度增加，A错误，B正确；电子轨迹可认为是匀速圆周运动与匀速直线运动的合运动，在最高点和最低点合力提供向心力，向心加速度大小相等，D错误。
8．AC 解析：根据安培定则可知通电电流在其周围产生的磁场为逆时针方向，如图所示。将导线处的磁场分解为竖直方向和水平方向，根据左手定则可知导线左半部分受到的安培力垂直纸面向里，右半部分受到的安培力垂直纸面向外，转过90°时，、电流方向相同，彼此安培力为引力，所以绳子拉力大于重力，A、C正确，B、D错误。
9．ABC 解析：发电机产生的交流电电动势的最大值的表达式．交流电电动势的有效值，A正确；增大，发电机线圈电阻不计，所以变压器原线圈输入电压有效值不变，根据理想变压器原理，副线圈电压有效值不变，副线圈侧电阻的功率减小，原、副线圈电流均变小，电压表示数减小。B、C正确，D错误。
10．BD 解析：根据题意，自边中点射入的粒子恰好自点离开，如图所示，根据几何关系，解得，，所以，根据，解得．A错误，B正确；自中点以下射入的粒子在磁场中运动的轨迹与自点射入的粒子运动轨迹形状相同．因此在磁场中运动的时间也相等。自点入射的粒子出磁场时，所有粒子均离开磁场，根据，，可得，C错误、D正确。
11．答案：（1）无 （2）有 （3）相反
解析：（1）当电源接通瞬间B线圈磁通量由无到有，会产生感应电流，当电路稳定后，线圈B中磁通量无变化，无感应电流。
（2）滑片向左滑动，A线圈形成的磁场变弱，B线圈磁通量减小，有感应电流。
（3）滑片向右滑动，B线圈磁通量增加，A线圈拔出，B线圈磁通量减小，二者形成的电流方向相反。
12．答案：（1）如图所示 （2） 16 （3）Ⅰ
解析：（1）如图所示。
（2）同样电流下，接在点为电流表内接，测量灯泡的阻值大于接在点（外接）测量的阻值，所以Ⅱ对应接在点的曲线．Ⅰ对应接在点的曲线。对应Ⅱ图线，当电压时，电流表，根据电阻定义得。
（3）灯泡内阻约为．因，因此采用外接，应接在点，所以伏安特性曲线Ⅰ更接近小灯泡的真实情况。
13．答案：（1） （2）
解析：（1）设电场强度的大小为，因小球做直线运动，它受的电场力和重力的合力与速度方向相反．则有
解得
（2）设小球自出发至最高点的竖直位移为
根据动能定理得
因为小球速度方向与水平方向的夹角为45°，因此水平位移和竖直位移相等，两力也相等，均对小球做负功，所以
解得
14．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）根据图像，时，金属杆速度
根据法拉第电磁感应定律，金属杆产生的电动势
根据闭合回路欧姆定律，回路电流
电阻的热功率
代入数据解得
（2）根据金属杆的图像，可得金属杆的加速度
根据楞次定律，运动过程中安培力与运动方向相反，随着速度增大安培力增大，时，安培力最小，拉力最小，时拉力最大
根据，，
可知安培力与速度的关系
根据牛顿第二定律得
解得，
（3）金属杆向下做匀速直线运动，则有
其中为金属杆匀速运动时的速率，解得
设金属杆在绝缘导轨上运动的路程为，根据能量守恒定律得
向上运动过程，根据动能定理得
其中
解得
15．答案：（1） （2） （3）
解析：（1）带电粒子在电场中受到竖直向下的电场力作用，粒子做类平拋运动．沿轴方向速度不变，在点有
轴方向上有
粒子在轴方向做匀加速运动，其中
解得，
则发射点坐标
（2）粒子进入第四象限时的速度
在磁场中运动时，由牛顿第二定律得
当磁感应强度很大时，粒子轨迹半径较小，将从轴进入第三象限，为使粒子能打在荧光屏上，磁感应强度满足最大值时，粒子打在点，由几何关系可知，轨迹圆的半径为
由此可知
（3）带电粒子打在点时，设轨迹圆的半径为，如图所示。
由几何关系可得
解得
由此可知题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
A
C
C
B
AC
ABC
BD