2023-2024學年天津市四校高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年天津市四校高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.在物理學發(fā)展過程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明發(fā)展的進程。以下說法正確的是(

)A.洛倫茲發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，并制作了首臺發(fā)電機

B.麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲通過實驗證實了電磁場理論

C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系

D.庫侖首先提出了電場的概念，并引用電場線形象地表示電場的強弱和方向2.如圖所示，M、N為兩個固定的等量同種正點電荷，在其連線的中垂線上的P點有一帶正電的試探電荷q自P點以初速度v0沿直線向O點運動，已知粒子恰好到達O點，粒子僅受電場力作用，下列說法中正確的是(

)

A.從P到O的過程中，速度可能先變大，再變小

B.整個運動過程中，粒子的電勢能一直減小

C.整個運動過程中，粒子在O點時，加速度最大

D.從P到O的過程中，加速度可能先變大，再變小3.小紅同學家里有一盞“智能”臺燈，它能根據(jù)環(huán)境的光照強度自動調(diào)節(jié)亮度，也可以手動調(diào)節(jié)臺燈的亮度。小紅查閱資料后，猜想臺燈內(nèi)部的電路結構可能如圖所示，已知光敏電阻在光照強度減小時，電阻會增大。則當閉合開關后，小紅的分析不正確的是(

)

A.夜晚時，光照強度減小，小燈泡L將變亮

B.光照強度增大時，光敏電阻當中的電流增大

C.光照強度增大時，光敏電阻兩端電壓減小

D.在光照條件不變時，滑動變阻器的滑片向左滑，電源的輸出功率一定增加4.如圖所示，大小和形狀完全相同的金屬板正對水平放置，構成一個平行板電容器，將兩金屬板分別與電源相連，把與電源正極相連的金屬極板接地。在兩極板間有一帶電液滴p恰好處于靜止狀態(tài)。下列判斷中正確的是(

)

A.液滴一定帶負電

B.液滴的電性無法確定

C.若斷開開關S，僅增大兩極板間距，則液滴靜止不動

D.若斷開開關S，僅增大兩極板間距，則液滴向下運動5.如圖所示，一根均勻的金屬導體棒在電場的作用下，其內(nèi)部的自由電子沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動。若棒橫截面積為S，單位長度上可以自由移動的電子個數(shù)為n，已知一個電子的電荷量為e，則通過導體棒電流的大小(

)A.nev B.sv C.n6.2023年12月1日北京地區(qū)大范圍同時記錄到極光現(xiàn)象，地球上的極光是來自磁層和太陽風的高能帶電粒子被地磁場引導進入地磁大氣層，并與高層大氣的原子碰撞造成發(fā)光的現(xiàn)象，實際上每時每刻都有大量宇宙射線向地球。假設某時刻有一個帶負電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(如圖所示，地球自西向東轉，圖中箭頭方向表示地球自轉方向，虛線表示地軸)，則該宇宙射線粒子將(

)A.向東偏轉 B.向西偏轉 C.向南偏轉 D.向北偏轉二、多選題：本大題共4小題，共20分。7.下列裝置中都涉及到磁場的具體應用，關于這些裝置的說法正確的是(

)

A.甲圖為回旋加速器，粒子可以從磁場中獲得能量

B.乙圖為磁流體發(fā)電機，可判斷出A、B極板的正對面積越大兩極板間的電勢差越大

C.丙圖為質譜儀，打到照相底片D點的帶電粒子距離射入點S3越遠，粒子比荷越小

D.8.如圖所示為美國物理學家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的平行金屬板間距離為d。油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間。若在實驗中觀察到某一個帶負電的油滴向下加速運動，實驗中要設法使帶負電的油滴懸浮在電場之中，下列說法正確的是(

)A.當油滴加速向下時，增大兩金屬板間的電壓有可能使其懸浮

B.當油滴加速向下時，減小兩金屬板間的電壓有可能使其懸浮

C.油滴加速向下的過程，電場力對油滴做正功，電勢能逐漸減小

D.油滴加速向下的過程，重力勢能的減少量大于機械能的減小量9.如圖所示，正確連接電路后，下列圖示情景中能產(chǎn)生感應電流的是(

)

A.圖甲中使導體棒AB平行于磁感線豎直向下運動

B.圖乙中使條形磁鐵插入或拔出線圈

C.圖丙中開關S保持閉合，改變滑動變阻器接入電路的阻值的過程中

D.圖丙中開關S保持閉合，A、B10.如圖為雙量程的電流表電路示意圖，其量程分別為0～1A和0～10A，已知表頭內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為2A.當使用a、c兩個端點時，量程為0～1A

B.當使用a、c兩個端點時，量程為0～10A

三、實驗題：本大題共1小題，共15分。11.(1)某同學利用如圖1所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。實驗時，電流傳感器與計算機相連，可以顯示出電流i隨時間t變化關系的圖線。

①充電后為使電容器放電，應將開關S與______(選填“1”或“2”)端相連。

②在對該電容器充電的過程中，充電電流i隨時間t變化關系的圖線可能是圖中的______。

．

③圖像法是處理實驗數(shù)據(jù)的重要方法，上一問中i?t圖象對應的圖線和橫軸(時間t)圍成的“面積”表示______。

(2)某實驗小組的同學探究一種特制合金金屬絲的電阻率，步驟如下：

①用螺旋測微器測量其直徑如圖3，由圖可知其直徑為______mm。

②用多用電表歐姆擋粗略測量此合金金屬絲(長度為L)的電阻，所選倍率擋為×100擋，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉角度過小，為了較準確地進行測量，應換到______擋。如果換擋進行歐姆調(diào)零后立即用表筆連接待測電阻進行讀數(shù)，表盤的示數(shù)如圖4，則該電阻的阻值是______Ω。

該小組同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：

現(xiàn)有電源(3V，內(nèi)阻約0.1Ω)、滑動變阻器(0～10Ω)、開關和導線若干，以及下列電表：

A.電流表(0～150μA，內(nèi)阻約10Ω)

B.電流表(0～1.5A，內(nèi)阻約0.125Ω)

C.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)

D.電壓表(0～15V四、簡答題：本大題共3小題，共41分。12.如圖所示，長為l的絕緣細線(不可伸長)一端懸于O點，另一端系一質量為m、電荷量為q的帶正電小球?，F(xiàn)將此裝置放在水平方向的勻強電場中，小球靜止在A點，此時細線與豎直方向夾角為θ，重力加速度為g。求：

(1)判斷電場強度的方向；

(2)電場強度的大小E；

(3)如果將小球拉至O13.如圖所示，水平放置的兩等長導軌P、Q間的距離L=0.4m，垂直于導軌平面的豎直方向的勻強磁場的磁感應強度B=5T，垂直于導軌放置的ab棒的質量m1=0.1kg，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與質量為m2=0.21kg的小物塊相連(小物塊懸掛在空中)。已知ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，電源的電動勢E=2V、內(nèi)阻r=0.1Ω，導軌的電阻及ab棒的電阻均不計?；瑒幼冏杵骰聊骋晃恢脮r小物塊恰好不下落。(14.如圖甲所示，兩塊金屬板M、N水平正對放置，板間有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，豎直向下的電場強度大小為E，磁場方向垂直于紙面平面向里。一束帶正電的粒子以一定的初速度v0從兩板的左端中央，沿極板方向射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動。已知板長為L，板間距為d。粒子質量m、電荷量q，不計粒子所受重力，忽略邊緣效應。

(1)求磁感應強度B；

(2)若僅撤去磁場，在MN間只保留如圖乙所示的電場，粒子能從右端離開電場，求粒子離開電場時的側移量y和粒子電勢能的變化；

(3)若僅撤去電場，在MN

答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，并制成了人類歷史上第一臺發(fā)電機，故A錯誤；

B、麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲通過實驗證明了電磁波的存在，證實了電磁場理論，故B正確；

C、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，故C錯誤；

D、法拉第首先提出了電場的概念，并引用電場線形象地表示電場的強弱和方向，故D錯誤。

故選：B。

根據(jù)物理學史和常識解答，記住著名物理學家的主要貢獻即可。

本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內(nèi)容之一2.【答案】D

【解析】解：A.在等量同種電荷連線中垂線上電場強度方向由O到P，正電的試探電荷q從P點到O點運動的過程中，電場力方向由O到P，則速度一直減小，故A錯誤；

B.試探電荷動能減小，電勢能增加，故B錯誤；

C.粒子在O點時，電場強度為0，加速度為0，故C錯誤；

D.從P到O的過程中，電場線的疏密情況不確定，電場強度大小變化情況不確定，可能先變大后變小，也可能一直減小，則加速度可能是先變大后變小，故D正確。

故選：D。

在等量同種電荷連線中垂線上電場強度方向由O到P，根據(jù)力與速度的方向分析速度變化，根據(jù)功能關系分析B，粒子在O點時，電場強度為0，根據(jù)牛頓第二定律分析CD。3.【答案】D

【解析】解：A、夜晚時，光照強度減小，光敏電阻值增大，電路的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知干路中電流減小，則滑動變阻器的電壓和內(nèi)電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大，燈泡電流變大，亮度變亮，故A正確；

BC、光照強度增大時，光敏電阻值減小，電路的總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知干路中電流增大，則滑動變阻器的電壓和內(nèi)電壓增大，并聯(lián)部分電壓減小，燈泡電流變小，亮度變暗，根據(jù)并聯(lián)分流作用可知光敏電阻電流增大，故BC正確；

D、設外電阻為R，電源的輸出功率P出=UI=RE2(R+r)2=E2(R?r)2R+4r

由上式可知，當外電路的電阻R=r時，電源的輸出功率最大；4.【答案】C

【解析】解：AB.由圖可知，平行板下極帶正電，電場方向為下極板指向上極板。帶電液滴靜止在P點故帶電液滴所受電場力方向與重力方向相反，大小相等。故帶電液滴帶正電，故AB錯誤；

CD：若斷開開關S，則極板所帶電荷量不變，根據(jù)電容的定義式與決定式有

C=QU,C=?rS4πkd

結合電場與電勢差的關系有5.【答案】A

【解析】解：時間t內(nèi)通過某一截面的電子個數(shù)為N=nvt

則時間t內(nèi)通過該截面的電荷量為q=Ne

則通過導體棒的電流大小為I=qt=Net=6.【答案】B

【解析】解：地球的磁場由南向北，當帶負電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向為向西，所以粒子將向西偏轉，故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

根據(jù)左手定則，結合磁場的方向、粒子速度的方向和粒子所帶電荷的電性判斷粒子所受洛倫茲力的方向，即可判斷粒子偏轉的方向。

本題考查左手定則的應用，要求學生熟練掌握左手定則的內(nèi)容及其應用。7.【答案】CD【解析】解：A、在回旋加速器中，粒子在電場中獲得能量，粒子在磁場中受到的洛倫茲力不做功，故A錯誤；

B、當電場力和洛倫茲力相等時，則

qUd=qvB

解得：U=Bdv

所以兩極板間的電勢差與兩極板的正對面積無關，故B錯誤；

C、帶電粒子進入磁場的動能為：

qU=12mv2

帶電粒子在磁場中，粒子受到的洛倫茲力提供向心力，則

qvB=mv2r

解得：qm=28.【答案】AD【解析】解：ABC、由圖可知上極板帶正電，帶負電的油滴所受電場力向上，電場力對油滴做負功，電勢能增大，根據(jù)

E=Ud

可知增大兩金屬板間的電壓，電場強度增大，電場力增大，有可能使其懸浮，故A正確，BC錯誤；

D、油滴加速向下的過程，動能增大，電勢能增大，根據(jù)能量守恒定律可知，重力勢能的減小量大于機械能的增加量，故D正確；

故選：AD。9.【答案】BC【解析】解：A、圖甲中使導體棒AB平行于磁感線豎直向下運動，穿過導體棒AB與導線組成的回路磁通量不變，沒有感應電流，故A錯誤；

B、圖乙中使條形磁鐵插入或拔出線圈，穿過線框的磁通量發(fā)生變化，將產(chǎn)生感應電流，故B正確；

C、圖丙中開關S保持閉合，改變滑動變阻器接入電路的阻值的過程中，螺線管A中電流變化，產(chǎn)生的磁場變化，穿過螺線管B的磁通量發(fā)生改變，將產(chǎn)生感應電流，故C正確；

D、圖丙中開關S保持閉合，A、B螺線管相對靜止一起在水平桌面上平移，穿過螺線管B的磁通量不變，沒有感應電流，故D錯誤。

故選：BC。

10.【答案】AC【解析】解：當使用a、b兩個端點時，量程為0～10A，由歐姆定律得

10A=Ig+Ig(R2+Rg)R1

當使用a、c兩個端點時，量程為0～111.【答案】2

A

充電過程結束時電容器的帶電量

8.600

×1k

22000

C

A

πd【解析】解：(1)①放電時將單刀雙擲開關連接2給定值電阻提供電流；

②電容器充電時，隨著電荷的增加，所以電流逐漸減小且電流減小得越來越慢，電流為零，故A正確，BCD錯誤；

故選：A。

③根據(jù)q=It可得i?t圖像對應的圖線和橫軸(時間t)圍成的“面積”表示充電過程結束時電容器的帶電量。

(2)①螺旋測微器精度為0.01mm，讀數(shù)為8.5mm+10.0×0.01mm=8.600mm；

②表頭指針偏轉角度過小，說明擋位選擇過小，應換×1k擋，該電阻的阻值是22×1000Ω=22000Ω；

③電源電壓為3V，電壓表選擇C，電路的電流約為I=ERx=322000A=1.36×10?4A=136μA

則電流表選擇A；

④金屬絲電阻遠大于電流表內(nèi)阻，故采用電流表內(nèi)接法，實物圖連接如圖

⑤根據(jù)歐姆定律有12.【答案】解：(1)由題圖可知，帶電小球靜止時電場力水平向左，因為小球帶