2023-2024学年广东省揭阳市揭东区高二（上）期末考试物理试卷（1月）（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省揭阳市揭东区高二（上）期末考试物理试卷（1月）（含解析），共13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。
1.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是( )
A. 除菌消毒B. 消除静电C. 利用静电D. 防止漏电
2.下列关于图中的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方
B. 乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，再从负电荷回到正电荷形成闭合回路
C. 丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
D. 丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转
3.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是()
A. a点场强小于b点场强B. a点电势大于b点电势
C. 带电粒子从a到b动能减小D. 带电粒子从a到b电势能减小
4.如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则
A. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
B. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
C. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
D. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
5.中国已投产运行的1000kV特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则( )
A. 交变电流的频率变为原来的12B. 输电线上的电流变为原来的12
C. 输电线上损失的电压变为原来的2倍D. 输电线上损耗的电功率变为原来的2倍
6.关于涡流、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是( )
A. 超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了减少涡流
B. 利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流
C. 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是与导体的运动方向相同
D. 磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁阻尼
7.如图所示的电路为某控制电路的简化图，图中电源内阻不计，R1、R2、R3为定值电阻，R0为光敏电阻(阻值随光照强度的增加而减小)，电压表、电流表均为理想电表，开关S闭合后，电表示数分别表示为U、I1、I2，电表示数变化量分别表示为ΔU、ΔI1、ΔI2。在光照强度减弱的过程中，下列说法正确的是( )
A. U、I1、I2都增大B. U、I1、I2都减小
C. U增大，I1、I2减小D. ΔUΔI1增大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.磁流体发电具有清洁、绿色、发电效率高等突出的优点。下图为磁流体发电机的示意图，一束等离子体(含正、负离子)沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后( )
A. 正离子在磁场中向下偏转B. R中有向下的电流
C. A、B板聚集的电荷量基本不变D. 离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功
9.各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中，正确的是
A. 频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大
B. 控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线
D. 医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
10.如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，M、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且MO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从M点由静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是( )
A. 速度先增大，再减小
B. 速度一直增大
C. 加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大
D. 加速度先减小，再增大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.(1)某同学利用螺旋测微器测定某合金金属杆的直径，示数如图所示，则该合金金属杆的直径为_________mm。
(2)用多用电表粗测该合金材料金属杆的电阻：多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1k、×100、×10、×1。该同学选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
a、将选择开关置于_________(“×1k”、“×10”)挡；
b、两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在零处；
c、重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是_________。
12.如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作：
(1)该小组先用多用电表直流2.5V挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示；
(2)为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A.待测水果电池组(内阻约为1000Ω)
B.电流表A(0∼5mA，内阻为25Ω)
C.电压表V1(0∼3V，内阻约为1000Ω)
D.电压表V2(0∼15V，内阻约为5000Ω)
E.滑动变阻器R1(0∼10Ω)
F.滑动变阻器R2(0∼1500Ω)
G.开关、导线各若干
①应该选择的实验电路是图中的_________(选填“丙”或“丁”)；
②实验中电压表应选_________(填“V1”或“V2”)，滑动变阻器应选_________(填“R1”或“R2”)；
(3)确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U—I图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω。(结果均保留三位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10−6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)小球所受电场力F的大小。
(2)小球的质量m。
14.如图所示，有一垂直于纸面向里、磁感应强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直于匀强磁场放置一足够长的U型金属框架，框架上有一导体ab保持与框架垂直接触，且由静止开始下滑。已知ab长1m，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，框架光滑且电阻不计，取g=10m/s2，求：
(1)导体ab下落的最大加速度大小；
(2)导体ab下落的最大速度大小；
(3)导体ab达到最大速度时产生的电功率。
15.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子经过N点的速度v；
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就象油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以要安装接地线，以防爆炸，麻醉剂与之同理，故B正确，ACD错误。
故选：B。
本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．
本题考查是关于静电的防止与应用，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例．
2.【答案】D
【解析】【分析】
地磁场方向指向北方；
电场线从正电荷出发到负电荷终止，电场线并不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路；
磁感线是闭合的曲线，在磁铁外部磁感线由N极指向S极，在磁铁内部，磁感线由S极指向N极，形成闭合曲线；
应用安培定则判断出磁感线方向与磁场方向然后答题。
本题考查电场线和几种基本磁场以及安培定则的应用，知道磁感线的特点、应用安培定则即可解题；掌握基础知识是解题的前提，要注意基础知识的学习。
【解答】
A.甲图中地球赤道表面磁场方向指向北方，故A错误；
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，电场线并不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路，故B错误；
C.丙图中条形磁铁的磁感线在磁铁外部从N极出发，到S极，从磁铁内部由S极回到N极，故C错误；
D.丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，根据安培定则可知，其轴心磁场方向向外，则其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转，故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】解：A、根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点的场强大于b点场强，故A错误。
B、根据顺着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，故B错误。
C、粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从a运动到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，故C正确、D错误；
故选：C。
根据电场线的疏密可以判断电场强度的大小．根据电场线的方向分析电势高低．通过图象可以看到，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，进而判断出电场力做功正负，分析出动能和电势能的变化．当电场力做正功时，电荷的电势能减小，动能增大；当电场力做负功时，电荷的电势能增大，动能减小．
本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次根据电场线的疏密可以判断电场强度的强弱，进而判断电场力的大小；再次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况．
4.【答案】C
【解析】解：AB.在电路甲中，断开 S 后，由于自感电动势的作用，且灯A、线圈L与电阻R形成闭合回路，故线圈中电流开始逐渐减小，使灯 A 逐渐变暗，但不会先变得更亮，AB错误；
CD.在电路乙中，稳定时，线圈L所在支路电阻较小，电流较大，灯A所在支路电流较小，断开 S 后，自感电动势形成的较大电流流过灯A，将使灯 A 先变得更亮，然后逐渐变暗，C正确，D错误。
故选C。
电感总是阻碍电流的变化。线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相反，抑制增大;线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡构成电路回路。
5.【答案】B
【解析】.B
【详解】A.输电过程交变电流的频率保持不变，故A错误；
B.根据
I=PU
在保持输电功率不变的条件下，输电电压变为原来的2倍，则输电线上的电流变为原来的 12 ，故B正确；
C.根据
U线=IR线
由于输电线上的电流变为原来的 12 ，可知输电线上损失的电压变为原来的 12 ，故C错误；
D.根据
P线=I2R线
由于输电线上的电流变为原来的 12 ，可知输电线上损耗的电功率变为原来的 14 ，故D错误。
故选B。
6.【答案】B
【解析】【分析】
根据静电屏蔽、变压器的结构、涡流、电磁阻尼和电磁驱动的概念逐项解答即可。
【解答】
A.超高压带电作业的工人穿戴包含金属丝织物制成的工作服是为了静电屏蔽，不是减少涡流，故A错误；
B.利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯是为了减少变压器中的涡流，故B正确；
C.当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，根据右手定则及左手定则可知安培力的方向总是与导体的相对运动方向相反，故C错误；
D.磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，这就是电磁驱动，故D错误。
7.【答案】C
【解析】【分析】本题主要考查闭合电路欧姆定律的动态分析，明确电路结构是解决问题的关键。光照强度减弱的过程中，光敏电阻的阻值增大，电路中总电阻增大，明确电路结构，结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分析即可求解。
【解答】ABC.开关S闭合后，在光照强度减弱的过程中，光敏电阻的阻值增大，电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知总电流减小，即I1减小，R3两端电压减小，电压表示数增大，即U增大，R1两端电压减小，则R2两端电压增大，通过R2的电流增大，则通过R0的电流减小，即I2减小，故C正确，AB错误；
D.由闭合电路欧姆定律有E=U+I1R3，得U=E−I1R3，则有ΔUΔI1=R3，故|ΔUΔI1|不变，故D错误。
8.【答案】AC
【解析】AC
【详解】A.由左手定则知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，即B板带正电，A板带负电，A正确；
BC.电路稳定后，两板间粒子所受洛伦兹力与电场力平衡，A、B板聚集电荷量基本不变，电阻R中有向上的电流，B错误，C正确；
D.因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不可能做功，D错误。
故选AC。
9.【答案】BC
【解析】【分析】
考查红外线与紫外线的区别与联系，掌握电磁波谱中的无线电波与X射线的特征，明确电磁波谱中不同谱线的性质，同时注意各种电磁波在生产生活中的应用即可正确求解．
【解答】
A、真空中，所有电磁波的传播速度都相同，故A错误。
B、控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故B正确；
C、由于X射线的穿透本领较强，所以机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，故C正确；
D、紫外线可以消毒灭菌，医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D错误．
10.【答案】AD
【解析】【分析】
本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析带电小球的受力情况，分析其运动情况，根据电场力情况，判断加速度大小情况。
【解答】
AB.在等量同种负点电荷连线中垂线上，带正电小球从M点到O点运动的过程中，所受的电场力方向由M→O，电场力做正功，小球的速度增大；
越过O点后，小球所受的电场力方向由N→O，小球做减速运动，则小球C的速度先增大，再减小，故A正确，B错误；
CD.O点的场强为零，小球通过C点时的加速度为零，由于MN间电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不能确定，可能加速度先减小再增大，也可能加速度先增大再减小，过O点后，加速度先增大再减小，故C错误，D正确。
故选AD。
11.【答案】 1.600mm ×10 120Ω
【详解】(1)[1]利用螺旋测微器测定合金金属杆的直径为
1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm
(2)[2]该同学选择“×100”倍率，用正确的操作步骤测量时。发现指针偏转角度太大，说明倍率档选择的过高，应该将“×100”挡换为“×10”档；
[3]重新测量读数为
12×10Ω=120Ω

【解析】略
12.【答案】 丁 V1 R2 2.23##2.24##2.25##2.26 1.05×103 ## 1.06×103 ## 1.07×103 ## 1.08×103 ## 1.09×103
【详解】(2)[1]因水果电池的内阻远大于电流表内阻，且与电压表内阻相差不大，且电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是图中的丁；
[2][3]实验中电池的电动势约为1.50V，电压表应选量程3V的 V1 ，滑动变阻器应选阻值与电池内阻相当的 R2 ；
(3)[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+Ir
即
U=−r×I+E
则 U−I 图像的纵截距即为电动势
E=2.25V
图像斜率的绝对值即为内阻和电流表内阻之和
r=2.25−0.501.6×10−3Ω−25Ω=1.07×103Ω

【解析】略
13.【答案】解：(1)根据电场力的计算公式可得电场力
F=qE=1.0×10−6×3.0×103 N=3.0×10−3 N；
(2)小球受力情况如图所示：
根据几何关系可得mg=qEtanθ，
所以m=Eqgtanθ=3×10−310×tan37∘kg=4×10−4kg。
答：(1)小球所受电场力F的大小为3.0×10−3 N；
(2)小球的质量为4×10−4kg。
【解析】求解此题的关键是能够熟练应用共点力平衡条件解决相关问题。
(1)根据电场力的计算公式求解电场力；
(2)画出小球受力情况示意图，根据平衡条件列方程求解质量。
14.【答案】(1)10m/s2；(2)10m/s；(3)10W
【详解】(1)对导体ab受力分析可知，其开始运动时所受的合力最大，即为重力，由牛顿第二定律可知
Mg=ma
最大加速度为
a=g=10m/s2
(2)导体ab下落的速度最大时，加速度为零，此时有
mg=F安
F安=BIL
I= ER
E=BLvmax
联立以上各式得
vmax= mgRB2L2 = 0.1×10××12 m/s=10m/s
(3)导体ab达到最大速度时其电功率为P=IE，由以上各式得
P= BLvmax2R = (0.1×1×10)20.1 W=10W

【解析】略
15.【答案】解：
(1)运动轨迹如图所示：
设粒子过N点时速度v，有v0v=csθ
所以v=2v0；
(2)粒子进入第四象限后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，则
qvB=mv2r
得粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r=mvqB=2mv0qB
(3)画出轨迹如图，由几何知识得：ON=rsin60°
粒子从M点到N点的时间t1=ONv0= 3r2v0= 3mqB
粒子从N到P所用的时间：t2=120°360∘T=13×2πmqB=2πm3qB
故总时间t=t1+t2= 3mqB+2πm3qB．
【解析】(1)粒子垂直于电场进入第一象限，粒子做类平抛运动，由速度的分解求出粒子到达x轴的速度大小；
(2)粒子以此速度进入第四象限，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，利用洛伦兹力提供向心力的公式，可由牛顿第二定律求出在磁场中运动的半径r；
(3)电场中，根据分位移公式求时间．磁场中，根据轨迹对应的圆心角求时间，即可得到总时间。
粒子在电场中运动偏转时，常用能量的观点来解决问题，有时也要运用运动的合成与分解．粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点，要正确画出粒子运动的轨迹图，能熟练的运用几何知识解决物理问题。