安徽省黄山市2023-2024学年高二上学期期末质量检测物理试题

这是一份安徽省黄山市2023-2024学年高二上学期期末质量检测物理试题，共18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。


一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射
B．只有温度高的物体才会有热辐射
C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值
2．当条形磁铁相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则（ ）
A．条形磁铁正在向下运动B．螺线管A有收缩的趋势
C．通过螺线管A的磁通量正在变小D．螺线管A对水平桌面的压力将变大
3．电磁炮是利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进武器。据报道，我国最新电磁武器系统成功将一枚的重型炮弹以的速度发射，使其成为世界上威力最强的同类型武器之一。如图所示为电磁炮的原理简图，炮弹为阻值为R的导体，放置在光滑的电阻不可忽略的金属轨道上，轨道水平放置，电源内阻为r。当炮弹放入轨道后，受到垂直纸面向内的匀强磁场对其的安培力作用，使其加速后射出。下列说法正确的是（ ）

A．电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能
B．炮弹所受到的安培力大小恒定不变
C．整个过程中电路的路端电压逐渐增大
D．只要不断增加轨道的长度，炮弹出膛时获得的动能就能不断增加
4．如图所示，有一矩形匀强磁场区域，磁感应强度方向垂直纸面向内，AD长为d，CD长为，磁感应强度为B。质量为m，电荷量为q的带正电粒子沿AB方向以的速度射入磁场区域，粒子重力忽略不计。则下列说法正确的是（ ）

A．粒子在磁场中运动的时间为
B．粒子刚好可以从C处射出
C．粒子在磁场区域做圆周运动的半径为
D．只改变粒子运动速度大小，粒子在磁场中运动的时间可以为
5．如图所示，一光滑绝缘的水平桌面置于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一质量为m，带电荷量大小为q的小球以速度v在水平桌面上做匀速圆周运动。若突然在该空间加一竖直向上的匀强电场（图中未标出），电场强度大小,则下列说法正确的是（ ）
A．小球一定带正电B．小球对桌面的压力一定变小
C．小球做匀速圆周运动的半径可能发生变化D．小球做匀速圆周运动的半径保持不变
6．如图所示，A、B两点各放有带电荷量为Q的正点电荷，A、B两点相距为。在A、B两点连线的中垂面上C点处，有一质量为m带电荷量为的粒子刚好可以绕O点做匀速圆周运动，C距A、B中点O的距离为L，粒子重力忽略不计。则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在C处受到的电场力为
B．若C点距O点距离增大时，粒子在中垂面上仍绕O点做匀速圆周运动，则粒子的速率v增大
C．点电荷A、B在C处产生的电场强度方向从C指向O
D．粒子在C处绕O做匀速圆周运动的速率为
7．如图所示，半径为R的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，金属圆环中通以逆时针方向的电流，图中A、C与圆心O连线的夹角为，只在直线AC上方区域内加一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属圆环处于静止状态时，细线中的拉力大小为；若只在直线AC下方区域内加与上述相同的磁场，金属圆环处于静止状态时，细线中的拉力大小为，则金属圆环中的电流大小为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
8．如图所示，某同学在实验室模拟奥斯特的电流磁效应实验时，发现小磁针在水平方向上不发生偏转，可能的原因是（ ）
A．通电直导线中电流方向自西向东，小磁针放在通电直导线附近等高的水平位置
B．通电直导线中电流方向自东向西，小磁针放在通电直导线附近正上方
C．通电直导线中电流方向自南向北，小磁针放在通电直导线附近正下方
D．通电直导线中电流方向自北向南，小磁针放在通电直导线附近正上方
9．如图所示电路图，竖直平面内平行板电容器A、B水平放置，开关、均闭合时，两极板间一带正电荷的油滴刚好静止，下列说法正确的是（ ）
A．A板上移，则油滴向上运动
B．滑动变阻器滑片P向左移动，则油滴向上运动
C．保持闭合，断开，则油滴向下运动
D．同时断开、，B板上移，液滴仍静止不动
10．如图所示，AC是长度为L的光滑绝缘杆，杆与水平面的夹角为。在A的正下方与C等高的B点放有电荷量为的点电荷，杆上端A处套有一质量为m带电荷量为可看作质点的圆环。若圆环从A处由静止释放，到达C处时速度大小为v，BM与AC垂直，，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．圆环向下一直做匀加速运动B．圆环在M点时的加速度大小为
C．NC间的电势差为D．AC间的电势差为
三、实验题
11．如图甲所示，为一个双量程电流表内部电路图，其中小量程为，大量程为。若现在选择的是小量程则选择的接线柱是“公共”和 （选填“a”或“b”），如图乙为该量程下测量某电路时指针所指的位置，则电流值为 A。已知表头G的满偏电流，定值电阻未知，，则表头G的内阻的值为 。
12．物理兴趣小组使用废旧的针筒设计电路来测量某浓度氯化钠溶液的电阻率。设计电路如图1所示，导线连接在固定于针筒内部的两个电极上，将针筒内部的圆柱形溶液接入电路中，通过伏安法测得针筒内溶液的阻值。已知针筒内横截面积为S，可通过针筒上的刻度读出针管内溶液的长度L。实验中有以下实验器材可供选择：
A．电源（电动势）
B．电流表（）
C．电流表（）
D．电压表V（）
E．滑动变阻器R（）
F．开关、导线若干，保护电阻一个。
（1）小红同学将针筒内吸入一定的溶液之后，先使用多用电表粗测该部分溶液的电阻。当使用“”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，应将多用电表的欧姆挡位换到 （选填“”或“”）挡进行再次测量，并重新进行 （选填“机械调零”或“欧姆调零”）。在正确完成以上步骤后，测量时指针位置如图2所示，则示数为 。
（2）为了保证数据记录的准确和电路的安全，需要选择适当的器材进行实验。则电流表应当选择 （选填“”或“”），由图1电路测出的电压和电流根据欧姆定律计算出溶液的电阻测量值比实际溶液电阻的真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（3）小明同学重新设计了如图甲所示电路测溶液的电阻率。改变针筒内溶液的长度L， 同时记录电流表的示数1，收集多组数据后得到的图像如图乙所示，图像斜率为k，纵坐标截距为a，电流表内阻不计，用于保护电路的定值电阻为R，则电源的内阻r大小为 ，该溶液的电阻率为 。（用题中给出的物理量符号表示）
四、解答题
13．如图所示，质量带电荷量的小球（可视为质点），用长的绝缘轻绳悬挂于O点。当在该空间中加上水平向右的匀强电场时，小球可以静止在B点，OB与竖直方向夹角为，重力加速度，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）若从O点正下方A点静止释放小球，则小球可以上升的最大高度为多少？
14．在磁感应强度为B的竖直向下的匀强磁场中，有两根长为s，相距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘的水平面上。如图所示，金属导轨a、c端接有一阻值为R的定值电阻，一长度等于L，电阻为r，质量为m的金属导体棒放置在金属导轨左端ac处。金属导体棒在水平向右的恒力F作用下从静止开始由ac端运动到bd端时速度恰好达到最大值。金属导体棒运动过程中与金属导轨接触良好，不考虑两金属导轨的电阻，重力加速度取g求：
（1）导体棒运动到bd端时的最大速度v大小；
（2）导体棒从ac运动到bd过程中，流经电阻R的电荷量q的大小；
（3）导体棒从ac运动到bd过程中，电流流经电阻R过程中产生的焦耳热。
15．如图所示，金属板M、N竖直平行放置，中心开有小孔，板间电压为U，金属板E、F水平平行放置板间电压为，上极板E的电势高于下极板F的电势，板间距和板长均为L。现有一质量为m、电荷量为的带电粒子，从极板M的中央小孔处由静止释放，经M、N加速后穿过小孔沿E、F板间中轴线方向进入E、F偏转电场。粒子从E、F间离开偏转电场，后从D点进入半径为的半圆形有界匀强磁场区域，半圆形有界匀强磁场左侧紧挨着E、F金属板区间右侧，AOC在竖直方向，圆心O和、等高，磁场方向垂直纸面向里。忽略粒子的重力及平行板间电场的边缘效应，求：
（1）粒子到达小孔时速度的大小；
（2）粒子离开偏转电场时速度v的大小及速度v与水平方向的夹角；
（3）若带电粒子从AC边离开半圆形磁场区域时速度方向斜向上与水平方向的夹角也为，则磁场区域的磁感应强度大小为多少？

参考答案：
1．A
【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，A正确；
B．任何物体都会有热辐射，B错误；
C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，C错误；
D．一个物体所具有的能量是量子化的，是一个非连续值，D错误；
故选A。
2．C
【详解】根据右手定则判断，感应电流在螺线管中产生向下的磁场，因为管中原磁场方向向下，所以根据楞次定律，通过螺线管的磁通量变小，即条形磁铁向上运动，为了阻碍磁通量的减小，螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势，所以螺线管对水平桌面的压力将减小。
故选C。
3．C
【详解】A．电源输出的电能转化为炮弹的动能和电热，故A错误；
B．金属轨道的电阻不可忽略，则炮弹运动过程中，电路中电阻变大，电流变小，根据可知，炮弹所受到的安培力变小，故B错误；
C．整个过程中电路的电流变小，则内电压变小，根据U=E-Ir可知，路端电压逐渐增大，故C正确；
D．炮弹运动过程中切割磁感线产生感应电动势，当炮弹速度增大到一定程度，则炮弹不再受安培力作用，速度不会增大，故D错误；
故选C。
4．B
【详解】ABC．根据洛伦兹力提供向心力有
解得
AD长为d，CD长为，根据几何关系可知粒子刚好可以从C处射出，圆心角为
则圆心角为60°，运动时间为
故AC错误，B正确；
D．改变粒子运动速度大小，粒子在磁场中运动的时间最多为
故D错误；
故选B。
5．D
【详解】A．未加电场时，小球竖直方向重力与支持力平衡，洛伦兹力提供向心力，由于速度方向未知，则粒子的电性无法判断，故A错误；
B．加电场后，小球受电场力可能向上，也可能向下，则支持力可能增大，也可能减小，根据牛顿第三定律可知小球对桌面的压力可能变大，也可能变小，故B错误；
CD．由于速度不变，根据洛伦兹力提供向心力有
解得
可知小球做匀速圆周运动的半径保持不变，故C错误，D正确；
故选D。
6．D
【详解】A．由几何关系可知A、C和B、C两点相距为
则粒子在C处受到的电场力为
故A错误；
B．如图设当A、C连线与x轴的夹角为
则有C点的场强为
由于
则令
则有
对上式求导可得
令上式求导式子为0，可得
则
所以
可知此时点电荷A、B在C处产生的电场强度最大，C处距离O点距离为
所以若C点距O点距离增大时，粒子所受电场力也变小，则粒子的速率v也将变小，故B错误；
C．负电荷所受电场力反方向为电场强度方向，所以点电荷A、B在C处产生的电场强度方向从O指向C，故C错误；
D．由牛顿第二定律有
结合A选项可得粒子在C处绕O做匀速圆周运动的速率为
故D正确。
故选D。
7．A
【详解】通电导线在磁场中的有效长度均为
只在直线AC上方区域内加一垂直于纸面向里的匀强磁场，根据左手定则可知安培力的方向向下，细线中的拉力大小为
若只在直线AC下方区域内加与上述相同的磁场，根据左手定则可得安培力的方向向上，则
联立解得
故选A。
8．AB
【详解】A．通电直导线中电流方向自西向东，根据安培定则，放在通电直导线附近等高的水平位置的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场竖直向上或竖直向下，所以小磁针不发生偏转，故A正确；
B．通电直导线中电流方向自东向西，根据安培定则，放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场水平向北，小磁针N极受力方向向北，所以小磁针不发生偏转，故B正确；
C．通电直导线中电流方向自南向北，根据安培定则，放在通电直导线附近正下方的小磁针所在位置，通电直导线产生的磁场水平向西，小磁针N极受力方向向西，所以小磁针N极向西偏转，故C错误；
D．通电直导线中电流方向自北向南，根据安培定则，放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置，，通电直导线产生的磁场水平向西，小磁针N极受力方向向西，所以小磁针N极向西偏转，故D错误。
故选AB。
9．BD
【详解】A．开关、均闭合时，两极板间一带正电荷的油滴刚好静止，则重力等于电场力，A板上移，则
则电场力减小，故油滴向下运动，故A错误；
B．滑动变阻器滑片P向左移动，则总电阻减小，总电流增大，故电容器两端电压增大，则根据
可知电场力增大，则油滴向上运动，故B正确；
C．保持闭合，断开，则电容器两端电压增大，可知电场力增大，则油滴向上运动，故C错误；
D．同时断开、，则电容器带电量不变，则根据

则B板上移，液滴所受电场力不变，则液滴仍静止不动，故D正确。
故选BD。
10．BC
【详解】A．因为点电荷之间的电场力为
随着圆环的下滑，两电荷之间的电场力在不断发生改变，所以圆环受到的合外力在不断改变，所以圆环不可能做匀加速运动，A错误；
B．圆环在M点受到的电场力垂直于直的杆子，所以垂直于杆方向上平衡，因此时加速度大小为
B正确；
CD．因为，所以，而，所以，所以，所以A点电势与N点电势相等，从A到B用动能定理，有
解得
因为A点电势与N点电势相等，所以
C正确，D错误；
故选BC。
11． b 0.44 100
【详解】[1]当接线柱接在a处时，所测电流的量程为
当接线柱接在b处时所测电流的量程为
所以选择小量程时选择的接线柱为b。
[2]根据电流表的读数原理可知电流值为
[3]当量程为时
当量程为时
解得
12． ×100 欧姆调零 1500 A1 偏大 Ea-R kES
【详解】（1）[1] 使用“”挡测量时，发现指针偏转角度过小,说明倍率偏小，应选倍率。
[2]改变挡位重新测量时应进行欧姆调零。
[3]根据欧姆表的读数原理可知该电阻的阻值为
（2）[4]根据图1可知电路中的最大电流为
所以电流表应选择A1。
[5]根据
可知由图1电路测出的电压大于真实值，所以由图1电路测出的电压和电流根据欧姆定律计算出溶液的电阻测量值比实际溶液电阻的真实值偏大。
[6]根据电阻定律
解得
结合图像可知
则
由
得
13．（1）；（2）
【详解】（1）由小球受力平衡可知
得
（2）设上升的最大高度为H，则小球上升到最高点过程中由动能定理
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒达最大速度时做匀速运动，由受力平衡知
由安培力公式
由闭合电路欧姆定律可得
导体棒产生的感应电动势的大小为
联立以上各式可解得
（2）从ac到bd磁通量的变化为
平均感应电动势
经过电路的平均电流
经过R的电荷量
由上各式可解得流经R的电荷量
（3）由能量守恒定律知，电路中产生的总焦耳热为
则R上产生的焦耳热为
其中由（1）知
得
15．（1）；（2）；；（3）
【详解】（1）粒子在MN之间加速运动：
（2）粒子在EF偏转电场中：
可得
故
（3）粒子在EF间的偏转距离为：
设粒子在磁场中运动的半径为r，TK距离为d。由题意可知粒子在磁场中轨迹对应的圆心角为90°
联立可解得：
在磁场中由洛伦兹力提供向心力
得