山西省呂梁市2023-2024學年高二上學期期中物理試題（含答案）

山西省呂梁市2023-2024學年高二上學期期中物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、選擇題（本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個選項中，第1~7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1．下列說法中正確的是（）A．電場中任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向B．電流是矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向C．磁通量的大小為BS，方向為磁感應強度的方向，故磁通量為矢量D．電磁波是一份一份的，麥克斯韋用實驗證明了電磁波的存在2．如圖所示，電路A、B兩端電壓U=10V，A．AB間電阻為12Ω B．電流表A1示數(shù)為C．電流表A2示數(shù)為7.5A D．3．如圖所示，勻強電場平行于十六宮格所在平面，十六宮格上每小格正方形邊長為L=4cm，已知a、b、c三個格點電勢分別為φaA．電場強度大小為50V/mB．十六宮格25個格點中電勢最高為12VC．十六宮格25個格點中電勢最低為?2VD．十六宮格中央格點電勢為2V4．如圖所示，由四段粗細相同的同種材料導體棒構成等腰梯形線框ABCD，其中AB=BC=AD，∠A=∠B=120°，水平方向的勻強磁場垂直線框所在平面，當在線框中C、D兩端加恒定電壓時，水平導體棒CD受安培力大小為A．AB棒受安培力為12B．AB棒受安培力為43C．整個線框受的安培力大小為53D．整個線框受的安培力大小為2F5．如圖所示，空間內(nèi)存在勻強磁場，磁感應強度大小B=4T，方向與墻面和水平面均成45°角，墻角處有邊長L=1m的正方形線框abcd，初始時線框與水平面間夾角為60°角，ab邊與墻底邊平行，線框ab邊沿墻角下落到地面過程中，已知cos15°=6+A．磁通量先增加后減小 B．線框能產(chǎn)生感應電流C．磁通量最大值為4Wb D．磁通量最小值為(6．如圖所示，建立平面直角坐標系xOy，在y軸上放置垂直于x軸的無限大接地的導體板，在x軸上x=2L處P點放置點電荷，其帶電量為+Q，在xOy平面內(nèi)有邊長為2L正方形，正方形的四個邊與坐標軸平行，中心與O點重合，與x軸交點分別為M、N，四個頂點為a、b、c、d，靜電力常量為k，以下說法正確的是（）A．M點場強大小為8kQB．a(chǎn)點與b點的電場強度相同C．正點電荷沿直線由a點到b點過程電勢能先減少后增加D．電子沿直線由a點到b點的過程電場力先增大后減小7．如圖所示，在足夠長的光滑水平滑桿的正上方某點固定正的點電荷，帶正電的小球穿過滑桿，從a點以速度v0=6m/s向右運動，小球在a點的加速度大小為23m/s2A．小球運動到b點時速度大小為5m/sB．小球運動到c點加速度大小為6m/C．小球最終速度大小為8m/sD．小球最大電勢能為20J8．如圖所示，平行板電容器水平放置并接有電源，有a、b兩個帶電小球，所帶電量相等，電性相反，分別從上、下兩板附近由靜止同時釋放，結果兩小球同時經(jīng)過平行板中央水平線，不考慮兩球間的作用力，以下說法正確的是（）A．a(chǎn)球質量大于b球質量B．a(chǎn)球帶負電，b球帶正電C．此過程兩球電勢能變化量大小相同D．兩球過中央線時a球動能小于b球動能9．如圖所示，電源電動勢為E=10V，內(nèi)阻為r=4Ω，定值電阻為R0=2Ω，滑動變阻器R（最大阻值為R=10Ω），閉合開關S，現(xiàn)將滑動變阻器滑片由最右端向最左端滑動，三個電壓表讀數(shù)分別為A．電壓表U1變大，U2變大，B．電壓表U1變小，U2變大，C．電源最大輸出功率為6.25WD．滑動變阻器功率先減小后增大10．如圖所示，半徑為R=30cm的圓桶側壁上有一細縫，圓桶內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，帶負電粒子以v0=3m/A．粒子在磁場中運動的半徑為15B．磁感應強度大小為30TC．粒子在圓桶中的運動時間為3D．粒子從射入磁場到第一次碰撞前速度變化量大小為3二、實驗題（本題共2小題，共18分）11．實驗小組測定一個小金屬圓筒的電阻率，圓筒橫斷面如圖甲所示，進行了如下操作：（1）用游標卡尺測量圓筒的長度為L，如圖乙所示，則L=mm；圓筒內(nèi)徑已測出為d，用螺旋測微器測圓筒的外徑D如圖丙所示，則外徑為D=mm．（2）為了精確測量該圓筒電阻，實驗小組設計如圖丁所示電路，測出多組電流、電壓數(shù)值，畫出伏安特性I?U圖線如圖戊所示．則圓筒電阻R=Ω（結果保留一位小數(shù)）；用此電路測量的電阻值（選填“大于”“等于”或“小于”）真實值．（3）若用此電路同時測量圓筒功率，當圓筒兩端電壓U=2.4V時，圓筒電功率為P=W（結果保留兩位小數(shù)），這樣測出電功率（4）圓筒材料的電阻率ρ=（測得物理量分別用L，12．興趣小組要測量兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了以下實驗器材：A．兩節(jié)干電池組成的電池組B．電流表A1：量程Ig1C．電流表A2：量程Ig2D．定值電阻RE．定值電阻RF．定值電阻RG．滑動變阻器RH．導線與開關（1）實驗時設計了如圖甲所示電路，需要先將電流表A2改裝成量程為3V的電壓表，將電流表A1量程擴大為0.5A，另一定值電阻作為保護電阻，則三個定值電阻選擇為：a；b（2）在圖示乙器材中按照電路圖連接成測量電路．（3）電路連接準確無誤后，閉合開關K，移動滑動變阻器，得到多組電流表A1、A2的示數(shù)，作出了I2?I1（4）用本實驗電路進行測量，僅從系統(tǒng)誤差方面分析，電動勢及內(nèi)阻的測量值均（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值．三、計算題（本題共3小題，共計36分．解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13．如圖所示，間距為L=1m的導軌豎直固定在絕緣地面上，導軌頂端連接電動勢為E=40V、內(nèi)阻為r=1Ω的電源，質量為m=1kg的金屬桿垂直接觸導軌，其接人電阻也為R=1Ω．當在導軌所在的平面內(nèi)加上方向豎直向上，磁感應強度大小為B=1T的勻強磁場后，金屬桿沿著導軌恰好不向下運動．重力加速度取g=10m/（1）金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)；（2）將磁場方向改為向右上方與水平方向夾角為30°，若使金屬桿再次平衡，則磁感應強度至少是多大．14．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系，勻強電場方向沿x軸正方向，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小B=10T，一帶電小球質量m=30g，電荷量q=1×10?2C，以某一速度v0勻速通過原點，速度方向與x軸正方向成53°，sin（1）電場強度E的大小和通過原點時速度大小v0（2）帶電小球通過原點時突然撤去磁場，不考慮撤去磁場時對電場的影響，求小球再次通過x軸的坐標和時間（結果可用分數(shù)表示）．15．如圖所示，在示波管中電子槍產(chǎn)生電子，經(jīng)過電壓U0=50V的加速電壓加速，然后沿平行板中央軸線射入偏轉電場，平行板長L=20cm，板間距離d=20cm，距離平行板右端D=20cm處有豎直屏幕，在屏幕上建立坐標y軸，與中央軸線交點為O點，當偏轉電壓為U=50V時，電子打在屏幕上，設電子電荷量（1）電子離開偏轉電場時的動能；（2）電子打在屏幕上的位置坐標；（3）電子能打到屏幕上時，平行板偏轉電壓所加電壓的最大值和打在屏幕上離O點的最遠距離．

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.沿電場方向電勢降落最快，A符合題意；

B.規(guī)定正電荷定向運動方向為電流方向，但電流運算時遵守代數(shù)加減法則，所以電流是標量，B不符合題意；

C.磁通量雖然有方向，但是運算時遵守代數(shù)加減法則，是標量，C不符合題意；

D.電磁波是不連續(xù)的，而是一份一份的，麥克斯預言了電磁波的存在，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】沿電場方向電勢降落最快；電流是標量，運算遵循代數(shù)加減法；磁通量也是標量，運算遵循代數(shù)加減法；根據(jù)物理學史分析。2．【答案】C【解析】【解答】A.畫出A、B間的簡化電路如圖所示

根據(jù)并聯(lián)電路特點可得1RAB=1R1+1R2+1R3，解得RAB=1211Ω，A不符合題意；

B.由歐姆定律可得，電流表A13．【答案】B【解析】【解答】A.根據(jù)勻強電場中同一直線上電勢均勻變化的特點，可知b點右側格點d電勢為6V，連接cd，則cd為等勢線，根據(jù)電場線與等勢線處處垂直且沿電場線方向電勢降低，做出電場線如圖所示，由E=Ud可得，該勻強電場的電場強度大小為E=φc-φbLcos45°=502V/m4．【答案】C【解析】【解答】AB.設導體棒AB=L，由幾何關系得CD=2L，DA+AB+BC=3L，設每一段導體棒的電阻為R，通過CD棒電流強度為I1，由于DC與DABC并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路特點可得，通過DC的電流I1=U2R，DABC的電流I2=U3R，由安培力的公式F=BIL可得，CD棒受到的安培力F0=BI1·2L，AB棒受的安培力5．【答案】D【解析】【解答】A.由幾何關系可得，線框由圖示位置沿墻邊下落到地面過程中，線框與磁場的方向夾角由75°增大到135°，根據(jù)磁通量的公式?=BSsinθ可知，穿過線框的磁通量先增大后減小，A不符合題意；

B.框由圖示位置沿墻邊下落到地面過程中，線框中的磁通量發(fā)生變化，所以線框中能產(chǎn)生感應電流，B不符合題意；

C.當線框平面與磁場方向垂直時，通過線框磁通量最大，為?m=BL2=4Wb，C不符合題意；

D.由A項分析可知，線框由圖示位置沿墻邊下落到地面過程中，線框與磁場的方向夾角由75°增大到135°，根據(jù)磁通量的公式?=BSsinθ可知，線框與磁場成135°角時穿過線框的磁通量最小，為?=BL26．【答案】D【解析】【解答】A.無限大接地導體板達到靜電平衡后，是一個等勢體，因為導體板接地，所以電勢為零，所以點電荷與無限大接地導體板構成的電場，可以等效成放在P點的+Q與原點O左側2L處放置-Q的電荷，所形成的等量異種電荷的電場，根據(jù)電場的疊加原理可得，M點場強大小為E=kQL2+kQ3L2=10kQ9L7．【答案】B【解析】【解答】A.小球帶正電，小球由a點到b點，由動能定理，有qUab=12mvb2-12mv02，其中Uab=φa-φb，得vb=4m/s8．【答案】A,C【解析】【解答】B.因為b球向上運動，所以b球受到的電場力方向一定向上，則a受到的電場力向下，可知b球帶負電，a球帶正電，B不符合題意；

A.兩球同時經(jīng)過平行板中央水平線，由勻變速直線運動位移與時間的關系式x=12at2可知，兩球加速度大小相等，由牛頓第二定律可得，a球aa=g+qEma，b球ab=qEm9．【答案】B,C【解析】【解答】AB.滑動變阻器滑片由右向左滑動，其接入電路的阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，回路中電流I增大，外電壓U外=E-Ir，減小，即電壓表V1示數(shù)變小，R0兩端電壓U0=IR0，增大，即V2示數(shù)增大，滑動變阻器兩端電壓UR=U外-U0，減小，即V3示數(shù)減小，A不符合題意，B符合題意；

C.電源的輸出功率P出=10．【答案】B,C【解析】【解答】A.由題意可知，粒子與圓桶發(fā)生兩次碰撞又從細縫中射出，碰撞前后速度大小不變，方向相反，做出粒子在圓桶中運動軌跡如圖示：

設粒子在磁場中做圓周運動半徑為r，由幾何關系可得tanθ=Rr，θ=30°，可得r=Rtan30°=303cm，A不符合題意；

B.粒子在磁場中做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，由牛頓第二定律可得qv0B=mv02r，解得B=30T，B符合題意；

11．【答案】（1）50.15；10.500（10.499或10.500）（2）6.0；小于（3）0.96；大于（4）πR(【解析】【解答】（1）圖乙中的游標卡尺的精確度為0.05mm，游標卡尺主尺讀數(shù)為50mm，可動尺讀數(shù)為3×0.05mm=0.15mm，故圓筒長度L=50mm+0.15mm=50.15mm，圖丙中螺旋測微器的精確度為0.01mm，主尺讀數(shù)為10.5mm，可動尺讀數(shù)為0.0×0.01mm=0.000，故圓筒外徑D=10.5mm+0.000=10.500mm。

（2）由圖戊中數(shù)據(jù)可得，電阻值的測量值R=UI=2.40.4Ω=6.0Ω，由于電流表外接，電壓表的分流使電流表的測量值偏大，所以電阻測量值小于真實值。

（3）由圖戊可知，當電壓U=2.4V時，I=0.4A，圓筒功率為P=UI=0.96W，由于電流表所測電流偏大，所以功率大于實際功率。

（4）根據(jù)電阻定律可得12．【答案】（1）F；D；E（2）（3）2.91；1.35（4）等于【解析】【解答】（1）將電流表A2改裝成3V的電壓表，應串聯(lián)一個電阻，可得U=Ig2(Rg2+R)，解得R=13Ω，即電阻a應選F；

電流表A1改裝成0.5A電流表，應并聯(lián)一個電阻，可得I=Ig1+Ig1Rg1R，解得R=1Ω，故b應選D；

保護電阻c應選E。

（2）實物連線如圖所示

（3）擴大量程后電壓表內(nèi)阻為RV=Rg2+R3=15Ω，電流表內(nèi)阻為13．【答案】（1）解：由平衡關系得金屬桿與導軌間壓力與安培力等大，則F豎直方向上μI=解得μ=0（2）解：由Bμ聯(lián)立解得B【解析】【分析】（1）分析金屬桿靜止時的受力，由共點力平衡條件求出金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)；（2）磁場改變后，重新分析金屬桿的受力，金屬桿恰好不下滑時，磁感應強度最小，由共