山东省青岛市即墨区2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题

这是一份山东省青岛市即墨区2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题，共15页。试卷主要包含了01等内容，欢迎下载使用。
2024.01
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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.本试卷共18小题，考试时间为90分钟，考试结束后，将答题卡交回。
一.单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.匀强磁场中放置一根通电导线，流过导线的电流为2.5A，导线长度为1cm，它受到的磁场力为5.0×10-2N，关于该磁场，下列说法正确的是
A.该匀强磁场的磁感应强度大小为2T
B.该匀强磁场的磁感应强度大小为4T
C.该匀强磁场的磁感应强度大小可能为1T
D.该匀强磁场的磁感应强度大小最小为2T
2.我国超远距离输电技术世界领先，白鹤滩—江苏输电工程全长2087km，采用±800千伏特高压直流输电，如图为白鹤滩—江苏输电线路中3根水平导线a、b、c，3根导线互相平行且间距相等，其中a、b导线位于同一水平面内，3根导线流过的电流大小关系为，方向如图。已知通电直导线周围磁场磁感应强度大小（r为磁场中某点到直导线的距离，k为常数），下列说法正确的是
A.a、c两根导线相互吸引
B.b、c两根导线对a的安培力方向竖直向下
C.a、b两根导线对c的安培力方向竖直向下
D.图中三角形中心处的磁场磁感应强度为零
3.如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是
A.在a、b间串接干电池和灵敏电流计B.在a、b间接灵敏电流计
C.在a、b间串接交流电源和灵敏电流计D.在a、b间电压表
4.如图，回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A位于盒的圆心，两D形盒的半径为R，两盒间的狭缝很小。粒子源释放的粒子电荷量为q，质量为m，下列说法正确的是
A.所接交流电源的频率
B.粒子加速后获得的最大动能
C.若增大两盒间的加速电压，则粒子离开出口时的动能也增大
D.若两盒间加速电压为U，则粒子从释放到离开出所需时间为
5.同位素质谱仪是用来分离和检测不同同位素的专用仪器，如图是同位素质谱仪结构示意图，电离室A中产生质量不同、带电量相同的两种离子，它们从电离室A下方小孔S1不断飘入电压为U的加速电场中，沿直线S1S2垂直磁场进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，最后打在照相底片D上。由于实际加速电压在U±△U范围内有微小变化，离子打到底片上是一个区域，因而这两种离子在底片D上的落点可能会发生重叠。离子初速度及重力不计，下列说法正确的有
A.两种离子都带负电荷
B.打到底片上P区域的离子比荷较大
C.若△U一定，U越大越容易发生重叠
D.若U一定，△U越大越容易发生重叠
6.如图，条形磁铁竖直放置，磁铁固定不动，在磁铁正上方有一个金属圆环，圆环轴线与磁铁轴线重合。现让圆环由静止开始下落，圆环最终通过磁铁远离磁铁而去。图中圆环的虚线位置为圆环经过磁铁中点O时的中间位置，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.圆环通过磁铁过程中，圆环的机械能先减小后增大
B.圆环经过中间位置时，其加速度等于g，穿过圆环的磁通量变化率最小
C.圆环向中间位置运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向扩大的趋势
D.圆环从中间位置向下运动过程中，圆环加速度小于g，圆环有沿径向收缩的趋势
7.如图甲，某实验小组用电压传感器研究电感线圈特性，图甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u随时间t变化的u-t图像如图乙所示。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻，下列说法正确的是
A.图乙中电压U1与U2的比值为3：4
B.开关S闭合瞬间，L2、L3同时点亮
C.开关S断开瞬间，灯L2闪亮一下再逐渐熄灭
D.从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯L1的电流保持不变
8.如图，足够长柱形绝缘直杆与水平面间夹角θ=30°，直杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，杆上套有一个带电量为-q、质量为m的小球，小球孔径略大于杆的直径，球与直杆间的动摩擦因数。现将小球由静止释放，当小球下滑距离x1时其加速度最大，当球再下滑距离x2时其速度刚好达到最大，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.小球的最大加速度为
B.小球的最大速度为
C.小球下滑距离x1过程中克服摩擦力做的功
D.小球下滑距离x2过程中克服摩擦力做的功为
二.多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不选得0分。
9.如图所示的LC电路中，电容C的电容量为0.4μF，电感L的自感系数为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置，开关S断开时，极板间有一颗带电灰尘在靠近上极板处恰好静止；t=0时刻闭合开关S，灰尘在电容器内运动，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是
A.带电灰尘在两极板间做往复运动
B.t=2π×10-5s时刻，带电灰尘的加速度大小为20m/s2
C.t=4π×10-5s时刻，带电灰尘运动的速度最大
D.当带电灰尘的加速度大小为10m/s2时，电感线圈中的磁场磁感应强度最大
10.如图甲，为革命战争时期我军常用的手摇交流发电机，可以随时方便地为发报联络提供可靠电力。图乙为该发电机结构示意图，大轮与小轮通过皮带传动，大小轮半径之比为2：1，小轮与线圈固定在同一转轴上；线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为r；磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。转动手柄使大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值为R的灯泡。发电时灯泡两端电压不超出其额定电压，皮带不打滑，下列说法正确的是
A.若增大大轮转速，灯泡亮度不变
B.若增大小轮半径，灯泡亮度变暗
C.灯泡两端电压有效值为
D.若绕制线圈的漆包线总长度不变，改绕成矩形线圈，其他都不变，则灯泡亮度不变
11.风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2=1:10。变压器均为理想变压器，下列说法正确的是
A.降压变压器的匝数比n3:n4=11:1
B.输电线上的电流为40A
C.该输电系统的输电效率为96.8%
D.深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变大
12.如图甲，MN、PQ为两根间距为L的足够长固定平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角θ=30°，上端M、P间接一个阻值为R的定值电阻，两导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，长为L、质量为m的金属棒ab放置在导轨上。现将棒由静止释放，同时对棒施加一个沿导轨向下的恒定拉力F，当棒下滑距离d时，棒刚好达到匀速运动状态，此过程中棒的加速度大小随其速度变化的关系图像如图乙。重力加速度为g，金属棒及导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是
A.拉力的大小
B.匀强磁场的磁感应强度
C.金属棒的运过程中已过棒是一截面的电最为
D.金属棒加速过程中，电阻R上产生的焦耳热
三.非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题：
（1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）；
（2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）；
（3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化。
14.（8分）水的硬度是指水中钙、镁离子含量，水的硬度可以用水的电阻率来反映。某自来水厂的技术人员要通过测量水样的电阻率来判断水质是否达标，技术人员先将水样注入绝缘性能良好的圆柱形细直透明塑料管，再用圆形金属电极将管中水密封，如图甲所示。请回答下面问题：
（1）技术人员用游标卡尺测量塑料管的内径，读数如图乙，则塑料管的内径d=__________mm；
（2）技术人员用图丙所示电路来测量水样的电阻率，方法如下：
①调整电阻箱R的阻值，使灵敏电流表满偏，记录电阻箱的读数R，并用刻度尺测量管中水柱长度L；
②改变管中水柱长度，重复步骤①，得到多组R、L值；
③根据测得数据，以管中水柱长度L为横轴，以电阻箱读数R为纵轴，作R-L图像，如图丁所示，图像中图线的纵、横截距分别为R0、L0，则水样的电阻率为__________（用d、R0、L0表示）；
（3）测中，当塑料管中水柱的长度为时，水柱的电阻为__________；
（4）本实验中灵敏电流表的内阻Rg对实验结果__________（选填“有”或“无”）影响，电源内阻r对实验结果__________（选填“有”或“无”）影响。
（5）本实验在操作中，如果发现在调整电阻箱R的阻值时灵敏电流表不能达到满偏，__________（选填“能”或“不能”）实现对水样电阻率的测量。
15.（8分）光伏发电可以有效解决偏远农村地区用电难的问题，相对于传统发电机，光伏发电系统更为便捷，电池板只需安装在屋顶上，就可直接将太阳能转化为电能供应，完全不受供电通道的限制。如图，某户农家将输出电压U0=220V交流电的光伏发电系统接到变压器上，通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和一台电动机供电，电动机线圈电阻r=1.0Ω，原线圈上所接灯泡L的额定电压UL=40V，副线圈n2的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都正常工作，光伏发电系统的输出功率P0=440W，电压表的示数为36V，变压器为理想变压器，求：
（1）原线圈上所接灯泡L消耗的功率PL；
（2）变压器原线圈的匝数n1；
（3）电动机输出的机械功率P机。
16.（10分）如图，在直角坐标xOy平面内，存在半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为圆形边界的直径。质量为m、电荷量为-q的带电粒子从b点以某一初速度v0沿平行于x轴方向射入磁场，粒子从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。
（1）求初速度v0；
（2）若粒子以某一初速率v1在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，粒子从a点射出磁场时离b点最远，求粒子初速率v1的大小；
（3）若粒子以大小的速率在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间tm。
17.（13分）如图，两根平行光滑金属导轨处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L=1m，导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，质量均为m=1kg、电阻均为R=2.5Ω的金属体棒a和b垂直导轨放置。将b棒锁定，t=0时刻开始对金属棒a施加垂直于棒的水平拉力F作用，使其由静止开始以a0=0.4m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，t1=5s后保持拉力F的功率不变，使a棒继续运动。导轨电阻忽略不计，金属棒与导轨接触良好。
（1）求a棒运动的最大速度vm；
（2）若t1=5s时撤去拉力F，求此后a棒继续向前滑动的距离△x；
（3）若在a棒刚好达到最大速度vm时解除对b棒的锁定，同时撤去拉力F，求解除b棒的锁定后a棒上产生的焦耳热Qa。
18.（15分）如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为-q的粒子，从y轴上P（0，L）点，以大小为v0的初速度沿x轴正方向射入电场，粒子通过电场后从x轴上的Q（2L，0）点进入磁场，在磁场中的运动轨迹恰好与y轴相切，然后经过x轴返回电场。粒子重力不计，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子第4次经过x轴时的x坐标；
（4）粒子从开始进入电场到第6次经过x轴过程经历的时间。
高二物理参考答案及评分标准
2024.01
一.单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
二.多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不选得0分。
三.非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）（1）增大（1分）、相反（1分）
（2）减小（1分）、相同（1分）
（3）阻碍（2分）
14.（8分）（1）5.80（2分）
（2）（2分）
（3）（1分）
（4）无（1分）、无（1分）
（5）能（1分）
15.（8分）参考答案及评分标准:
（1）设原线圈上的电流为，有
（1分）
（1分）
解得: （1分）
（2）设原线圈匝数为，有
（1分）
解得：匝 （1分）
（3）设副线圈上的电流为，有
（1分）
（1分）
解得： （1分）
16.（10分）参考答案及评分标准:
（1）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，有
（1分）
由几何关系得（1分）
解得：（1分）
（2）设粒子在磁场中运动半径为，粒子运动轨迹如图，有
（1分）
由几何关系得（1分）
解得：（1分）
（3）若粒子以大小的速度射入磁场，设粒子在磁场中运动半径为，粒子在磁场中运动时间最长时的运动轨迹如图，有
（1分）
（1分）
（1分）
解得: （1分）
17.（13分）参考答案及评分标准:
（1）设时棒的速度为，拉力大小为，后拉力的功率为，对棒，有
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
当棒匀速运动时速度最大，有
（1分）
解得: （1分）
（2）若时撤去拉力，设经时间棒停止，对棒，有
（1分）
（1分）
解得: （1分）
（3）在解除对棒的锁定，同时撤去拉力后，设两棒的最终速度为，有
（1分）
（1分）
解得: （1分）
18.（15分）参考答案及评分标准:
（1）设粒子从到运动时间为，有
（1分）
（1分）
解得： （1分）
（2）设粒子到达点时速度大小为，方向与轴正向间夹角为，在磁场中运动半径为，有
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
由几何关系得 （1分）
解得： （1分）
（3）粒子第4次经过轴时，由运动的对称性得
（1分）
解得: （1分）
（4）在粒子从开始进入电场到第6次经过轴过程中，设粒子在磁场中做圆周运动的周期为，在电场中运动时间为，在磁场中运动时间为，有
（1分）
（1分）
（1分）
解得: （1分）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
B
C
A
D
B
A
D
题号
9
10
11
12
答案
BD
BC
AC
CD