浙江省杭州市2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題（含答案）2

浙江省杭州市2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1．下列物理量是標量的是（）A．電場強度 B．電流強度 C．磁感應(yīng)強度 D．沖量2．下列關(guān)于書中的幾幅圖片說法正確的是（）A．真空冶煉爐是利用交變電流直接產(chǎn)生熱能，從而融化爐內(nèi)金屬的B．運輸毫安表時正負極連接導線利用了電磁驅(qū)動C．顯像管頸部的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的水平磁場能使電子束在水平方向偏轉(zhuǎn)D．根據(jù)穿過鉛板的正電子的軌跡變化可以知道空間的磁場方向是垂直紙面向里3．如圖所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置．R是滑動變阻器．它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表（由電流表改裝而成）指針所指的刻度，就可以知道油箱內(nèi)油面的高度，當滑動變阻器的金屬滑片向下移動時（）A．電路中的電流減小，油箱油面降低B．電路中的電流減小，油箱油面升高C．電路中的電流增大，油箱油面降低D．電路中的電流增大，油箱油面升高4．如圖所示電路中，E為電池，R1、R2為可變電阻，R為定值電阻，C為平行板電容器，閉合開關(guān)SA．增大R1的阻值 C．減小R2的阻值 5．如圖所示的電路中，理想變壓器的原線圈的匝數(shù)n1=800匝，副線圈的匝數(shù)n2=200匝，交流電源的電動勢A．V1的示數(shù)約為311V B．AC．交流電源的輸出功率為27.5W D．交流電源的頻率為100Hz6．如圖所示，小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（）A．男孩和木箱組成的系統(tǒng)機械能守恒B．小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒C．男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒D．小孩推力的沖量小于木箱的動量的變化量7．如圖1所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，設(shè)手機電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)（）A．充電寶輸出的電功為UItB．充電寶產(chǎn)生的熱功率為IC．手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為UD．手機電池儲存的化學能為UIt?8．如圖所示，B為線段AC的中點，如果在A處放一個＋Q的點電荷，測得B處的場強EB＝48N/C，則A．若要使EB＝0，可在C處放一個－Q的點電荷B．把q＝10－9C的點電荷放在C點，則其所受電場力的大小為6×10－9NC．EC＝12N/CD．EC＝24N/C9．如圖所示為遠距離輸電原理圖，圖中的電壓表、電流表均為理想電表，變壓器為理想變壓器，發(fā)電機輸出的電壓恒定．若電壓表V2A．電壓表V1示數(shù)減小 B．電流表AC．電流表A2示數(shù)增大 10．如圖所示，L是電感足夠大的線圈，其直流電阻可忽略不計，A和B是兩個參數(shù)相同的燈泡，若將開關(guān)S閉合，等燈泡亮度穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)S，則（）A．開關(guān)S閉合時，燈泡A比B先亮B．開關(guān)S閉合時，燈泡A，B同時亮，最后一樣亮C．開關(guān)S閉合后，燈泡A逐漸熄滅，燈泡B逐漸變亮，最后保持不變D．開關(guān)S斷開瞬間，A，B都閃亮一下逐漸熄滅11．如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。在xOy平面內(nèi)，從原點O處沿與x軸正方向成θ角（0<θ<π）以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子（重力不計）。則下列說法正確的是（）A．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短B．若v一定，θ越大，則粒子離開磁場的位置距O點越遠C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短12．如圖所示，圖甲是LC振蕩回路中電流隨時間的變化關(guān)系，若以圖乙回路中順時針方向的電流為正，a、b、c、d均為電場能或磁場能最大的時刻，下列說法正確的是（）A．圖乙中的a是電場能最大的時刻，對應(yīng)圖甲中的T2B．圖乙中的b是電場能最大的時刻，此后的T4C．圖乙中的c是磁場能最大的時刻，對應(yīng)圖甲中的3T4D．圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后電容C的下極板將充上正電荷13．如圖所示，一個半徑為L的金屬圓盤在水平向右的勻強磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，這樣構(gòu)成一個法拉第圓盤發(fā)電機。假設(shè)其電動勢為E，等效內(nèi)阻為r。下列說法正確的是（）A．法拉第圓盤發(fā)電機的電動勢為E=BL2ωB．流過電阻R的電流方向為C→R→DC．電阻R越大，電源的效率越高D．電源的輸出功率為B二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不選全的得2分，有選錯的得0分）14．磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)．如圖所示，平行金屬板之間有一個很強的勻強磁場，將一束含有大量正、負帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向以一定速度噴入磁場．圖中虛線框部分相當于發(fā)電機．把兩個極板與用電器相連，則（）A．用電器中的電流方向從B到AB．用電器中的電流方向從A到BC．若只增強磁場，發(fā)電機的電動勢增大D．若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機的電動勢增大15．如圖是交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈abcd繞垂直于磁場方向的水平軸OOA．交流電壓表示數(shù)為10VB．線圈轉(zhuǎn)速為2.5r/sC．當線圈處于圖示與磁感線平行位置時穿過線圈的磁通量變化率最大D．線框由圖示與磁感線平行位置轉(zhuǎn)14三、非選擇題（本題共5小題，共55分）16．用如圖所示的實驗器材來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：（1）圖中已經(jīng)用導線將部分器材連接，請補充完成實物間的連線。（2）若連接好實驗電路并檢查無誤后，在閉合開關(guān)的瞬間，觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，若要使電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，請寫出一項可行的操作：。17．某同學想要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供了如下器材和參考電路：電流表A1滑動變阻器R1滑動變阻器R2電壓表V1電流表A2開關(guān)，導線若干（1）選用合適器材后，為減小誤差，應(yīng)選擇（填寫A或B）電路進行測量。（2）某次測量時電壓表示數(shù)如圖1，則讀數(shù)為V；（3）另外一個同學為了減小計算誤差，將測得的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點如圖2，并根據(jù)圖像上的點利用合適的方法求出電動勢E為V，內(nèi)阻r為Ω。（均保留小數(shù)點后兩位）18．在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓質(zhì)量為m1的鋼球A從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復寫紙上，在復寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為m2的空心鋼球B放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，（1）為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1>m（2）某同學記錄小球三個落點的平均位置時發(fā)現(xiàn)M和N偏離了OP方向，如圖2所示。下列相關(guān)說法正確的是____。A．造成M和N偏離了OP方向的原因是兩小球碰撞后速度過大B．測出OP、OM、ON之間的距離，可探究兩球在碰撞過程中是否有機械能的損失C．兩球在碰撞過程中動量不守恒19．如圖所示，光滑的冰面上有一質(zhì)量為M=2kg的小車處于靜止狀態(tài)，小車上表面為一半徑為R的14光滑圓弧曲面。某一時刻，一質(zhì)量為m=1kg的小球自左端以水平速度v0=3m/s沖上小車，已知當m處于最高點時，m上升高度小于R（1）當m處于最高點時，小車M的速度。（2）m上升的最大高度。（3）小球自左端以水平速度v0沖上小車到小球到達最高點的過程中，小車M對小球m20．如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器（1/4圓?。┖痛欧治銎鹘M成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)水平的加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直水平邊界PQ進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點。不計粒子重力。則：（1）極板M和極板N哪個極板的電勢高？（2）極板M、N間的電壓U多大？（3）粒子從進入靜電分析器開始到打到膠片上Q點所經(jīng)歷的時間？21．如圖所示，兩根相距為L=0.5m的金屬導軌平行固定放置，左半部分傾斜且粗糙，傾角θ=37°，處在磁感應(yīng)強度為B=0.5T的豎直向上的勻強磁場中；右半部分水平且光滑，處在磁感應(yīng)強度為B=0.5T的豎直向下的勻強磁場中，導軌的電阻均不計。在導軌上水平放置金屬桿ab、cd，兩桿的質(zhì)量均為m=0.01kg，長度恰好與導軌間距相同。其中，ab棒電阻為r=0.5Ω，cd棒和R的電阻均為（1）當cd桿所受靜摩擦力為0時，求流過cd桿電流的大小和方向；（2）求從ab桿開始運動，經(jīng)過多少時間cd桿所受靜摩擦力變?yōu)?？（3）從ab桿開始運動到cd桿所受靜摩擦力變?yōu)?的過程中，求通過ab桿的電荷量。22．某環(huán)保設(shè)備可用于離子的檢測和分離，其簡化原理如圖所示。Ⅰ區(qū)為電場加速區(qū)，Ⅱ區(qū)為電場檢測區(qū)，Ⅲ區(qū)為磁場分離區(qū)。已知Ⅰ區(qū)中AB和CD兩極間電壓為U1。Ⅱ區(qū)中CE和DF兩極板間電勢差為U2，兩板間距離為d，板長為L。Ⅲ區(qū)中分布有范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B0，方向垂直紙面向里。EF邊上安裝有離子收集板GP，收集板下端留有狹縫PF。已知U1=U2=200V，（1）要使比荷為k=4.0×106C/kg的離子，能沿直線通過CE、DF兩極板間電場，可在CE、DF（2）要使盡量多離子從EP下方狹縫進入磁場，求狹縫PF寬度的最小值dmin；（3）若要將兩種比荷分別為k1=4.0×108C/kg和k

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】磁感應(yīng)強度、電場強度、沖量為矢量，既有大小，又有方向；電流是標量，B符合題意，ACD不符合題意。

故答案為：B。

【分析】利用矢量和標量的定義可得出結(jié)論。2．【答案】D【解析】【解答】A.真空冶煉爐是利用交變電流形成變化的磁場，從而在金屬中產(chǎn)生渦流利用渦流的熱效應(yīng)融化爐內(nèi)金屬，A不符合題意；

B.運輸毫安表時正負極連接導為了防止運輸過程指針擺動損壞電表，故利用了電磁阻尼，B不符合題意；

C.顯像管頸部的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的水平磁場能使電子束在豎直方向偏轉(zhuǎn)，C不符合題意；

D.根據(jù)穿過鉛板的正電子的軌跡向右偏，可以知道空間的磁場方向是垂直紙面向里，D符合題意。

故答案為：D

【分析】利用實驗器材的工作機理得出結(jié)論。3．【答案】D【解析】【解答】解：當油箱油面升高時，由于浮力作用使金屬滑片向下移動，R接入電路的有效電阻減小，則回路的總電阻減小，由歐姆定律知，電路中的電流增大，故ABC錯誤，D正確．故選：D【分析】根據(jù)油箱油面升高或降低，分析R有效電阻的變化，由歐姆定律判定電路中電流的變化．4．【答案】C【解析】【解答】閉合開關(guān)后，電容器支路短路，兩端電壓與R兩端電壓相同；

A.增大R1，對電路無影響，A不符合題意；

B.增大電容器兩極板間距離，由C=可知電容減小，由C=可知，電荷量減小，B不符合題意；

C.減小R2阻值，可知電路電流增大，R兩端電壓增加，由C=可知，電荷量增加，C符合題意；

D.將電容器兩極板錯開，即電容器正對面積減小C=可知電容減小，由C=可知，電荷量減小，D不符合題意。

故答案為：C

【分析】利用電容器的定義式和決定式，結(jié)合電容器在閉合電路中的動態(tài)分析可得出結(jié)論。5．【答案】C【解析】【解答】A.電壓表測量的是有效值，所以電壓表V1的示數(shù)U1=Em2=22022V=220V，A不符合題意；

B.副線圈電壓U2=n2n1U1=55V，副線圈電流I2=U6．【答案】C【解析】【解答】A.兩物體動能增加，系統(tǒng)機械能不守恒，A不符合題意；

BC.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)只有內(nèi)力作用，則系統(tǒng)的動量守恒，B符合題意；

D.小孩推力的沖量等于木箱的動量的變化量，D不符合題意。

故答案為：C

【分析】利用機械能守恒定律和動量守恒定律的涵義可得出結(jié)論。7．【答案】A,D【解析】【解答】A.充電寶的輸出電功為W=UItA符合題意；

B.假設(shè)充電寶內(nèi)部電阻為r'，則充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2r'，I2U則焦耳熱不等于U2rtE=UIt?D符合題意。

故答案為：AD

【分析】利用電功和電功率的表達式，結(jié)合非純電阻電路的特點可得出結(jié)論。8．【答案】C【解析】【解答】A.由題可知，A處點電荷在B處的場強方向向右，大小為48N/C，要使EB=0，則可在C處放一個+Q的點電荷，A不符合題意；

BCD.可知，AC=2AB，由E=可知E若把q＝10－9C的點電荷放在C點，則其所受電場力的大小為1.2×10－8N，C符合題意，BD不符合題意。

故答案為：C

【分析】利用點電荷的場強表達式，結(jié)合場強的疊加原理，可得出結(jié)論。9．【答案】C【解析】【解答】ABC.若電壓表V2示數(shù)減小，則降壓變壓器原線圈電壓U減小，輸電電路電壓關(guān)系有UU1不變，說明電流增加，則A1、A2示數(shù)增大，AB不符合題意，C符合題意；

D.由P=UI可知，發(fā)電機功率增大，D不符合題意。

故答案為：C

【分析】利用變壓器的基本原理，結(jié)合輸電電路的特點可得出結(jié)論。10．【答案】C【解析】【解答】ABC．當S閉合時，由于L的阻礙，電流從兩燈中流過，故兩燈同時亮，并且流過的電流相等，故兩燈的亮度相同；但電路穩(wěn)定后，燈泡A被短路而熄滅，B燈更亮，最后保持不變，C符合題意，AB不符合題意；

D．S斷開時，B中電流消失，故立即熄滅；而A中由于電感中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使A閃亮一下后逐漸熄滅，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】電感在內(nèi)部電流發(fā)生變化時會產(chǎn)生一種阻礙作用，當電流增大時會產(chǎn)生反向電動勢使電流緩慢增大，在接通瞬間看作是電阻極大；當電流減小時，會產(chǎn)生同向電動勢，使電流緩慢減小，相當于電源。11．【答案】A【解析】【解答】A.若v一定，則粒子做圓周運動半徑R=一定，粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的時間t=故θ越大，粒子在磁場中運動的時間越短，A符合題意；

B.粒子離開磁場的O距離為d=2Rθ為銳角時，θ越大，距離越大；θ為鈍角時，θ越大，距離越小，B不符合題意；

C.粒子做圓周運動的角速度為ω=可知角速度與速度無關(guān)，C不符合題意；

D.若θ一定，則粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時間一定，D不符合題意。

故答案為：A.

【分析】利用帶電粒子在有界磁場中偏轉(zhuǎn)的特點，結(jié)合幾何關(guān)系可得出偏轉(zhuǎn)時間和偏轉(zhuǎn)距離的特點。12．【答案】B【解析】【解答】A.圖乙中的a是電場能最大的時刻，之前電容器充電，電流方向沿順正方向，對應(yīng)圖甲中的T時刻，A不符合題意；

B.圖乙中的b是磁場能最大的時刻，此后電容器放電，則此后T4時間內(nèi)回路電流為順時針，電流方向為正，B符合題意；

C.圖乙中的c是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，電容器充電，由楞次定律可得電流為逆時針，對應(yīng)圖中的T4時刻，C不符合題意；

D.圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，電容器充電，由楞次定律可得電流為順時針，則上極板充上正電荷，D不符合題意。

故答案為：B13．【答案】C【解析】【解答】A.法拉第圓盤發(fā)電機電動勢為E=A不符合題意；

B.由右手定則可知，電流方向由C→D→R，B不符合題意；

C.電源的效率η=可知電阻R越大，電源的效率越高，C符合題意；

D.電源的輸出功率為P=D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】利用動生電動勢的表達式，可求出電動勢的大??；結(jié)合電路結(jié)構(gòu)，可求出電源的效率和輸出功率的大小。14．【答案】B,C,D【解析】【解答】首先對等離子體進行動態(tài)分析：開始時由左手定則判斷正離子所受洛倫茲力方向向上（負離子所受洛倫茲力方向向下），則正離子向上板聚集，負離子則向下板聚集，兩板間產(chǎn)生了電勢差，即金屬板變?yōu)橐浑娫?，且上板為正極下板為負極，所以通過用電器的電流方向從A到B，B符合題意，A不符合題意；此后的正離子除受到向上的洛倫茲力f外還受到向下的電場力F，最終兩力達到平衡，即最終等離子體將勻速通過磁場區(qū)域，因f=qvB，F(xiàn)=qEd，則qvB=qE故答案為：BCD．

【分析】利用左手定則可以判別離子的偏轉(zhuǎn)方向進而判別電流的方向；利用平衡可以判別電動勢的影響因素。15．【答案】B,C【解析】【解答】A.交流電壓表的示數(shù)為U=A不符合題意；

B.由圖乙可知周期T=0.4由n=B符合題意；

C.當線圈處于圖示與磁感線平行位置時，下一時刻速度與磁感線垂直切割，則穿過線圈的磁通量變化率最大，C符合題意；

D.線框由圖示與磁感線平行位置轉(zhuǎn)14圈，小燈泡消耗的電能為

Q=I2RT416．【答案】（1）（2）將線圈B往上拔出【解析】【解答】（1）靈敏電流計接下端閉合線圈A，電路結(jié)構(gòu)接上端閉合線圈B；

（2）電流計指針右偏，可知產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量減小，故將線圈B往上拔出。

【分析】（2）根據(jù)楞次定律的規(guī)律可得出結(jié)論。17．【答案】（1）B（2）1.20（3）1.48；1.09【解析】【解答】（1）電池內(nèi)阻較小，電壓表分流忽略不計，故使用B進行測量；

（2）電壓表選擇3V量程的V1，故讀數(shù)為1.20V；

（3）描點作圖，如圖

由E=U+Ir可知U=-rI+E由圖可知，電動勢E=1.48內(nèi)阻r=1.09【分析】（3）利用電源電動勢的U-I圖特點，結(jié)合圖線斜率和截距可得出電動勢和內(nèi)阻的大小。18．【答案】（1）m（2）B【解析】【解答】（1）可知，若兩球相碰前后動量守恒，則有m即m整理可得m（2）A.造成M和N偏離了OP方向的原因是兩小球碰撞過程不是正碰，A不符合題意；

B.測出OP、OM、ON之間的距離，可探究兩球在碰撞過程中是否有機械能的損失，B符合題意；

C.兩球在碰撞過程中動量守恒，C不符合題意。

故答案為：B。

【分析】利用動量守恒定律，結(jié)合實驗特點可得出結(jié)論。19．【答案】（1）解：小球、小車水平方向動量守恒，當m處于最高點時，有m解得小車M的速度為v=1m/s（2）解：根據(jù)機械能守恒有1m上升最大高度為h=0（3）解：小球自左端以水平速度v0W?mgh=解得小車M對小球m做的功為W=?1J【解析】【分析】（1）當m處于最高點時，兩物體共速，利用動量守恒定律可求出速度的大?。唬?）在共速的基礎(chǔ)上，利用機械能守恒定律可求出上升的最大高度；（3）利用動能定律可求出小車對小球做的功。20．【答案】（1）解：粒子進入靜電分析器后在電場力作用下偏轉(zhuǎn)，可知粒子帶正電，極板M比極板N電勢高才能使粒子加速，所以M比極板N電勢高；（2）解：對于加速過程，有qU=在靜電分析器中，由電場力充當向心力，則有qE=m由上兩式可知U=（3）解：在磁