山西省太原市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試 物理 含答案

2023～2024學(xué)年第一學(xué)期高二年級(jí)期末學(xué)業(yè)診斷物理試卷（考試時(shí)間：上午10∶30——12∶00）說(shuō)明：本試卷為閉卷筆答，答題時(shí)間90分鐘，滿分100分。題號(hào)一二三四總分得分一、單項(xiàng)選擇題：本題共10小題，每小題3分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前字母標(biāo)號(hào)填入下表內(nèi)相應(yīng)位置。題號(hào)12345678910答案1.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電源電動(dòng)勢(shì)是反映電源把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量本領(lǐng)大小的物理量B.電動(dòng)勢(shì)與電壓中的W都是指電場(chǎng)力做的功C.外電路斷路時(shí)，路端電壓的大小等于電源電動(dòng)勢(shì)的大小D.電動(dòng)勢(shì)越大表明電源儲(chǔ)存的電能越多2.下列說(shuō)法正確的是（）A.丹麥物理學(xué)家法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B.兩條通電導(dǎo)線平行且電流方向相同時(shí)會(huì)相互排斥C.電流周圍的磁場(chǎng)方向是用右手螺旋定則來(lái)判斷的D.安培認(rèn)為磁體的磁場(chǎng)是由靜止的電荷產(chǎn)生的3.關(guān)于電流做功，下列說(shuō)法正確的是（）A.電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力在做功B.R是電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流與其兩端的電壓滿足U=IRC.焦耳定律Q=I2Rt是由焦耳通過(guò)公式推導(dǎo)得到的D.W=UIt只適用于純電阻電路計(jì)算電流做的功4.關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法正確的是（）A.磁感線是不閉合的有向曲線，從N極出發(fā)到S極終止B.磁感線是為了研究磁場(chǎng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)而假想出來(lái)的C.磁感線是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡D.沒(méi)有磁感線的地方就沒(méi)有磁場(chǎng)存在5.下列說(shuō)法正確的是（）A.安培力的方向一定與磁場(chǎng)的方向垂直B.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用C.判定通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向用右手定則D.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力不做功，安培力也不做功6.如圖所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，關(guān)于穿過(guò)兩環(huán)的磁通量Φa和Φb，下列說(shuō)法正確的是（）A.a、b環(huán)內(nèi)磁通量由下向上，Φa>ΦbB.a、b環(huán)內(nèi)磁通量由上向下，Φa<ΦbC.a、b環(huán)內(nèi)磁通量由下向上，Φa<ΦbD.a、b環(huán)內(nèi)磁通量由上向下，Φa>Φb7.R1和R2是兩個(gè)材料相同、厚度相同、表面為正方形的電阻，R2的尺寸小于R1的尺寸?，F(xiàn)給R1、R2加以相同的電壓U，下列選項(xiàng)正確的是（）A.R1、R2的電阻R1>R2B.通過(guò)R1、R2的電流I1>I2C.R1、R2的電功率P1=P2D.R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q1<Q28.單根長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小（k為常數(shù)，I為導(dǎo)線中電流的大小，r為到導(dǎo)線的距離）。等邊三角形PMN的三個(gè)頂點(diǎn)處，三根完全相同的長(zhǎng)直導(dǎo)線通有等大、垂直紙面向外的電流I。每根導(dǎo)線在中心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0，若將P處導(dǎo)線的電流變?yōu)?I，中心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)椋ǎ〢.B0 B.B0 C.2B0 D.3B0

9.某帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子使沿途的空氣電離，動(dòng)能逐漸減小，一段徑跡如圖所示。若粒子帶電量不變，重力不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）A.粒子從a到b運(yùn)動(dòng)，帶正電B.粒子從b到a運(yùn)動(dòng)，帶正電C.粒子從a到b運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電D.粒子從b到a運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電10.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)不變，金屬桿ab處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與水平導(dǎo)軌平面成θ角，ab始終保持靜止。下列選項(xiàng)正確的是（）A.θ角由0°增加到90°的過(guò)程中，ab所受摩擦力先變大再變小B.θ角由0°增加到90°的過(guò)程中，ab所受摩擦力先變小再變大C.θ角由0°增加到180°的過(guò)程中，ab所受摩擦力先變大再變小D.θ角由0°增加到180°的過(guò)程中，ab所受摩擦力與安培力的合力方向豎直向上二、多項(xiàng)選擇題：本題包含5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有兩個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有錯(cuò)者或不答的得0分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在下表內(nèi)相應(yīng)位置。題號(hào)1112131415答案11.電源的電動(dòng)勢(shì)為5V、內(nèi)阻為0.5Ω，“1V1W”的燈泡與一個(gè)線圈電阻為0.5Ω的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作，燈泡也正常發(fā)光，下列選項(xiàng)正確的是（）A.電路中的電流為1AB.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為0.5VC.電源的輸出功率為4WD.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3W12.電源電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為1Ω，定值電阻R=9Ω，滑動(dòng)變阻器電阻最大阻值為20Ω，下列選項(xiàng)正確的是（）A.滑動(dòng)變阻器的最大功率為0.225WB.定值電阻的最大功率為0.72WC.滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右移動(dòng)，R上消耗的功率一直減小D.滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右移動(dòng)，電源的輸出功率一直增大13.如圖所示，在MNQP中有一垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量和電荷量大小都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點(diǎn)垂直于PQ射入磁場(chǎng)，圖中實(shí)線是它們的軌跡。已知O是PQ的中點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列選項(xiàng)正確的是（）A.射入磁場(chǎng)時(shí)粒子a的速率最大B.粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期最小C.粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最小D.若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改成垂直于紙面向外，a、b、c粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期均不變14.如圖所示，大量重力不計(jì)的不同帶電粒子，以不同速度從小孔O射入速度選擇器，通過(guò)速度選擇器的粒子，再垂直射入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并打在底片上，下列選項(xiàng)正確的是（）A.打在底片上不同位置的粒子進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)速度不同B.打在底片上不同位置的粒子在右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同C.如果速度選擇器平行板電荷量不變，板間距增大，能沿直線通過(guò)選擇器的粒子速度不變D.如果增大速度選擇器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1，比荷相同的粒子在右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑變小15.圖甲是回旋加速器的示意圖，圖乙為其加速電壓U的變化情況，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子每次加速后的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示。忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不計(jì)粒子重力，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列選項(xiàng)正確的是（）圖甲 圖乙 圖丙A.粒子在電場(chǎng)區(qū)域速度增大，在磁場(chǎng)區(qū)域速度也增大B.圖丙中，C.加速電壓U越大，粒子的加速次數(shù)越多D.時(shí)間內(nèi)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為三、實(shí)驗(yàn)題：本題包含2小題，共14分。請(qǐng)將答案填在題中橫線上或按要求作答。16.（6分）實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量某品牌手機(jī)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室可供使用的器材如下：A.待測(cè)電池（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻約為9Ω）B.電壓表eq\o\ac(○,V)（量程0~3V，內(nèi)阻約3000Ω）C.電流表eq\o\ac(○,A)（量程0~50mA，內(nèi)阻為18Ω）D.定值電阻R1（阻值20Ω）E.定值電阻R2（阻值2Ω）F.滑動(dòng)變阻器R′（最大阻值10Ω）G.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）為了獲取多組數(shù)據(jù)并保證實(shí)驗(yàn)測(cè)量的精度，該小組先改裝了電流表eq\o\ac(○,A)，圖中的定值電阻R應(yīng)選（填“R1”或“R2”）；（2）他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖，按照電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′的阻值，讀出幾組相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I，將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了如圖乙所示的U-I圖象。則由圖乙可以得到，電源的電動(dòng)勢(shì)為E=V，經(jīng)過(guò)計(jì)算求得電源的內(nèi)阻r=Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；甲 乙17.（8分）實(shí)驗(yàn)室提供了量程為0~5mA，內(nèi)阻為140Ω的電流表eq\o\ac(○,G)，要求小明根據(jù)如下電路圖，把它改裝成簡(jiǎn)易的多用電表，該多用電表有5個(gè)擋位，分別為直流電壓1V、5V擋，直流電流10mA、100mA擋，歐姆表×10Ω擋。（1）圖甲中B接（填“紅”或“黑”）表筆；（2）當(dāng)選擇開關(guān)連接觸點(diǎn)（選填“1、2、3、4、5”）時(shí)，對(duì)應(yīng)直流電流100mA擋；（3）根據(jù)題設(shè)條件可得R4=Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（4）選擇開關(guān)與“3”相連，歐姆調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量某電阻阻值，指針位置如圖乙所示，讀數(shù)為Ω。實(shí)際上因?yàn)殡姵乩匣?，電源電?dòng)勢(shì)已經(jīng)由1.5V變?yōu)?.4V，內(nèi)阻已經(jīng)由1.0Ω變?yōu)?.8Ω，該電阻阻值應(yīng)為Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。四、計(jì)算題：本題包含4小題，共41分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。18.（10分）如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為圓心，P為圓形邊界上的一點(diǎn)。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速率v在紙面內(nèi)沿PO方向射入磁場(chǎng)，粒子又從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)，PQ之間的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的，不計(jì)粒子重力。求：（1）圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向；（2）圓形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。19.（10分）如圖所示，豎直平面直角坐標(biāo)系xOy第一象限內(nèi)，存在水平向右的電場(chǎng)、垂直紙面向里的磁場(chǎng)。質(zhì)量m=1kg、電荷量q=+0.1C的小球由O到A恰好做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到A（0.1m，0.1m）點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)方向瞬間變?yōu)樨Q直向上，小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，垂直于y軸射出第一象限。不計(jì)一切阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）小球在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。20.（10分）如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右，將一帶正電的小球從A點(diǎn)豎直上拋，小球經(jīng)M點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)。M為軌跡最高點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)在同一水平線上。小球拋出時(shí)動(dòng)能為2024J，在M點(diǎn)動(dòng)能也為2024J，不計(jì)空氣阻力。求：（1）小球水平位移x1與x2的比值；（2）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中的最小動(dòng)能Ek。21.（11分）水平分界線MN上方有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。MN下方存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，PQ分界線與MN平行。質(zhì)量為m的帶電粒子在O處由靜止釋放，下落一定高度h后穿過(guò)MN，進(jìn)入寬度為d、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。粒子穿過(guò)PQ后進(jìn)入垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后返回出發(fā)點(diǎn)O。不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子的帶電量；（2）粒子從O點(diǎn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后返回O點(diǎn)。

2023～2024學(xué)年第一學(xué)期高二年級(jí)期末學(xué)業(yè)診斷物理參考答案及評(píng)分建議一、單項(xiàng)選擇題：本題包含10小題，每小題3分，共30分。題號(hào)12345678910選項(xiàng)CCABAACBDC二、多項(xiàng)選擇題：本題包含5小題，每小題3分，共15分。題號(hào)1112131415選項(xiàng)ADADCDBCDBD三、實(shí)驗(yàn)題：共14分。16.（6分）（1）R2（2分） （2）3.8（2分） （3）8.2（2分）17.（8分）（1）紅（1分） （2）1（1分）（3）30（2分） （4）140（2分） （5）131（2分）四、計(jì)算題：共41分。18.（10分）（1）根據(jù)左手定則，可判斷磁場(chǎng)方向垂直紙面向里（2）根據(jù)題意，由幾何關(guān)系得帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)19.（10分）（1）小球在到達(dá)A點(diǎn)之前做勻速直線運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)方向變化后，小球所受重力與電場(chǎng)力平衡，小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由幾何關(guān)系得（2）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間20.（10分）（1）帶電小球水平方向只受電場(chǎng)力做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向只受重力做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，從A到M