2023-2024学年河北省邢台市内丘县四校联考高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年河北省邢台市内丘县四校联考高二（下）期末物理试卷，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．所有电磁波的频率相同
B．电磁波只能在真空中传播
C．电磁波在任何介质中的传播速度相同
D．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s
2．在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到（ ）
A．压力传感器B．声传感器
C．光传感器D．温度传感器
3．如图所示的电路中，电容器的电容C＝2μF，线圈的自感系数L＝0.2mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b。（π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触，不计线圈电阻）（ ）
A．当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电
B．当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为6.28×10﹣5s
C．当S拨至b后，经过时间t＝6.28×10﹣5s时，油滴的加速度最大
D．LC回路中的磁场能最小时，电流最大，电容器所带电荷量为0
4．下列说法正确的是（ ）
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
5．一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的电流强度恒定
B．自行车的速度加倍，线圈中产生的电流周期加倍
C．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
D．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里电流方向变化的次数
6．如图所示，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，让导体PQ在U形导轨上以速度v＝10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L＝0.8m，则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别为（ ）
A．4 V，由P向QB．0.4 V，由Q向P
C．4 V，由Q向PD．0.4 V，由P向Q
7．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间不变
C．若只将交变电压的周期变为2T，仍能用此装置持续加速质子
D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为：
二、多选题
（多选）8．以下说法正确的是（ ）
A．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
B．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
C．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强
D．波长越短的电磁波，反射性能越弱
E．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波
（多选）9．如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连．下列说法正确的是（ ）
A．当P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a
B．当P向右移动时，通过R的电流方向为由a到b
C．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由b到a
D．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b
（多选）10．如图所示，空间中的匀强电场水平向右，匀强磁场垂直纸面向里，一带电微粒沿着直线从M运动到N，以下说法正确的是（ ）
A．带电微粒一定带正电
B．运动过程中带电微粒的动能保持不变
C．运动过程中带电微粒的电势能减小
D．运动过程中带电微粒的机械能守恒
三、实验题
11．（1）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
c．根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
e．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。完成下列填空：
①上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是 （填写步骤前面的字母）。
②在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是 。
A．等效替代法
B．理想模型法
C．控制变量法
D．比值定义法
12．霍尔元件可以把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）研究霍尔效应，实验原理如图所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供恒定电流I，电流通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压UH。
（1）2、4测脚中电势高的是 （选填“2”或“4”）测脚。
（2）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，当通以恒定电流I时，霍尔电压UH与B的关系式为UH＝ 。
四、解答题
13．“阿尔法磁谱仪”主要由磁系统和灵敏探测器构成，其核心部件——稀土永磁体系统由中国科学家研制。为测量该磁体中心磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度的大小，把一根长L＝5cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
（1）当导线中通以I1＝2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10﹣9N，则该磁场的磁感应强度为多大？
（2）若该导线中通以I2＝3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
14．如图所示，水平放置的固定圆环半径为R，仅在圆环左侧半圆区域有竖直向上的匀强磁场，长度略大于2R粗细均匀的金属棒放置于圆环上，过圆心O的竖直导电转轴PQ与金属棒中心固定，可带动金属棒匀速转动。圆环右侧边缘处有一光电门，可记录金属棒扫过光电门狭缝的时刻，已知相邻两时刻之间的时间间隔为t、平行板电容器板间距离为d，上极板与圆环边缘相连，下极板与转轴相连，质量为m、电荷量为q的带电油滴恰能沿水平虚线MN匀速穿过电容器，重力加速度为g，圆环电阻不计，求：
（1）两板间的电压U；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
15．如图甲所示，一圆形线圈面积S＝0.2m2，匝数N＝10，电阻r＝2Ω，与电路器P连接成闭合回路，电热器电阻R＝3Ω，线圈处于磁感应强度周期性变化的匀强磁场中，当磁场磁感应强度按如图乙所示规律变化时，求：
（1）一分钟内电热器产生的热量；
（2）通过电热器电流的有效值．
2023-2024学年河北省邢台市内丘县四校联考高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题
1．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．所有电磁波的频率相同
B．电磁波只能在真空中传播
C．电磁波在任何介质中的传播速度相同
D．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s
【答案】D
【点评】此题考查：电磁波的传播速度、电磁波的传播、电磁波的种类，是一道基础题。
2．在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到（ ）
A．压力传感器B．声传感器
C．光传感器D．温度传感器
【答案】D
【点评】本题中的问题很基础，对于基础知识一定要掌握牢固，不能似是而非的，容易出错。
3．如图所示的电路中，电容器的电容C＝2μF，线圈的自感系数L＝0.2mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b。（π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触，不计线圈电阻）（ ）
A．当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电
B．当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为6.28×10﹣5s
C．当S拨至b后，经过时间t＝6.28×10﹣5s时，油滴的加速度最大
D．LC回路中的磁场能最小时，电流最大，电容器所带电荷量为0
【答案】C
【点评】该题考查了Lc振荡电路以及带电粒子在周期性变化的磁场中的运动情况，解决此类问题要注意分析振荡过程中板间的电场变化情况和线圈中的电流变化情况。
4．下列说法正确的是（ ）
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
【答案】B
【点评】解决本题的关键掌握温度的微观意义，知道温度是分子热平均动能的标志。明确内能与物体的体积、温度、摩尔数等因素有关。
5．一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，下列说法正确的是（ ）
A．自行车匀速行驶时线圈中产生的电流强度恒定
B．自行车的速度加倍，线圈中产生的电流周期加倍
C．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大
D．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里电流方向变化的次数
【答案】D
【点评】本题考查交变电流的特点。难点是结合运动关系得到后轮、摩擦轮的线速度相同，摩擦轮、线圈的角速度相同。
6．如图所示，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，让导体PQ在U形导轨上以速度v＝10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L＝0.8m，则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别为（ ）
A．4 V，由P向QB．0.4 V，由Q向P
C．4 V，由Q向PD．0.4 V，由P向Q
【答案】C
【点评】本题考查了求感应电动势、判断电流方向，应用E＝BLv、右手定则即可正确解题．
7．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大
B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间不变
C．若只将交变电压的周期变为2T，仍能用此装置持续加速质子
D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为：
【答案】D
【点评】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能。
二、多选题
（多选）8．以下说法正确的是（ ）
A．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
B．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关
C．卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强
D．波长越短的电磁波，反射性能越弱
E．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波
【答案】ACE
【点评】本题考查了声波与电磁波的关系、电磁波的传播条件、电磁波的应用等，是一道基础题，掌握基础知识即可正确解题．
（多选）9．如图所示，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑片，开关S处于闭合状态，N与电阻R相连．下列说法正确的是（ ）
A．当P向右移动时，通过R的电流方向为由b到a
B．当P向右移动时，通过R的电流方向为由a到b
C．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由b到a
D．断开S的瞬间，通过R的电流方向为由a到b
【答案】AD
【点评】解决本题的关键会用楞次定律判断感应电流方向，关键确定原磁场方向及通过线圈的磁通量如何变化；会使用安培定则，注意大拇指向即为线圈内部磁场的方向．
（多选）10．如图所示，空间中的匀强电场水平向右，匀强磁场垂直纸面向里，一带电微粒沿着直线从M运动到N，以下说法正确的是（ ）
A．带电微粒一定带正电
B．运动过程中带电微粒的动能保持不变
C．运动过程中带电微粒的电势能减小
D．运动过程中带电微粒的机械能守恒
【答案】ABC
【点评】本题考查了带电微粒在复合场中做直线运动的条件和带电微粒在复合场中运动的功能关系，电场力做正功，带电微粒电势能减小。除重力做功之外，电场力也做功了。所以机械能不守恒。
三、实验题
11．（1）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
c．根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
e．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。完成下列填空：
①上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是 eadbc （填写步骤前面的字母）。
②在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是 B 。
A．等效替代法
B．理想模型法
C．控制变量法
D．比值定义法
【答案】①eadbc；②B。
【点评】本题关键掌握油膜法测分子直径的原理和步骤。
12．霍尔元件可以把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）研究霍尔效应，实验原理如图所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供恒定电流I，电流通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压UH。
（1）2、4测脚中电势高的是 2 （选填“2”或“4”）测脚。
（2）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，当通以恒定电流I时，霍尔电压UH与B的关系式为UH＝ 。
【答案】（1）2；（2）
【点评】解决本题的关键要知道元件中移动的是自由电子，根据左手定则判断电子的偏转方向，从而得出表面电势的高低。会根据电子所受的电场力与洛伦兹力平衡，推导出UH与B的关系式。
四、解答题
13．“阿尔法磁谱仪”主要由磁系统和灵敏探测器构成，其核心部件——稀土永磁体系统由中国科学家研制。为测量该磁体中心磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度的大小，把一根长L＝5cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
（1）当导线中通以I1＝2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10﹣9N，则该磁场的磁感应强度为多大？
（2）若该导线中通以I2＝3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
【答案】（1）当导线中通以I1＝2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10﹣9N，则该磁场的磁感应强度大小为1.0×10﹣8T；
（2）若该导线中通以I2＝3A的电流，则此时导线所受安培力大小是1.5×10﹣9N，方向竖直向上。
【点评】解决本题的关键掌握安培力的大小公式F＝BIL，以及会通过左手定则判断安培力的方向，基础题。
14．如图所示，水平放置的固定圆环半径为R，仅在圆环左侧半圆区域有竖直向上的匀强磁场，长度略大于2R粗细均匀的金属棒放置于圆环上，过圆心O的竖直导电转轴PQ与金属棒中心固定，可带动金属棒匀速转动。圆环右侧边缘处有一光电门，可记录金属棒扫过光电门狭缝的时刻，已知相邻两时刻之间的时间间隔为t、平行板电容器板间距离为d，上极板与圆环边缘相连，下极板与转轴相连，质量为m、电荷量为q的带电油滴恰能沿水平虚线MN匀速穿过电容器，重力加速度为g，圆环电阻不计，求：
（1）两板间的电压U；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
【答案】（1）两板间的电压为；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小为。
【点评】本题主要考查了电磁感应定律，在分析过程中结合了受力分析和电容器的相关知识，考点的知识点比较综合，难度中等偏上。
15．如图甲所示，一圆形线圈面积S＝0.2m2，匝数N＝10，电阻r＝2Ω，与电路器P连接成闭合回路，电热器电阻R＝3Ω，线圈处于磁感应强度周期性变化的匀强磁场中，当磁场磁感应强度按如图乙所示规律变化时，求：
（1）一分钟内电热器产生的热量；
（2）通过电热器电流的有效值．
【答案】见试题解答内容
【点评】考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用，掌握焦耳定律的内容，注意求交流电的有效值的方法，是本题的关键．
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