浙江省浙东北联盟（ZDB）2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题2

浙东北联盟（ZDB）2023/2024学年第一学期期中考试高二物理试卷总分100分考试时间90分钟选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列物理量属于矢量的是（）A.电流 B.磁通量C.磁感应强度 D.电动势2.新SI（单位制）自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响，根据所学知识判断，下列选项正确的是（）A.“焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位B.“电子伏特（eV）”表示的是电势的单位C.“毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位D.“磁通量”用国际单位制中的基本单位表示为3.下列说法正确的是（）A.如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的总磁感应强度大小是B.小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有如图乙所示电流时，小磁针的N极将会垂直纸面向外转动C.如图丙所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则此时通过线框的磁通量为BSD.如图丁所示，两条通电导线之间的相互作用是通过电场产生的4.近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）A.按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高B.松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低C.按住按钮不动，螺线管上的导线两端PQ间仍有电势差D.按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等5.成人体液主要成分是水和电解质，因此容易导电，而体内脂肪则不容易导电，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率，脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示：测量时，闭合开关S，测试者两手分别握住两手柄M、N，则（）A.人体内水和脂肪导电性不同，两者中脂肪电阻率更小一些B.体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电压表示数较小C.由电阻公式可知，个子高的一定比个子矮的电阻大D.刚沐浴后，人体水分增多，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小6.如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述不正确的是（）A.ab杆中的电流与速率v成正比B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比D.外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比7.如图，空间固定一条形磁体（其轴线水平），以下说法正确的是（）A.圆环a沿磁体轴线向右运动，靠近磁体N极时感应电流为逆时针（从左往右看）B.圆环b竖直下落时磁通量不变C.圆环c经过磁体右边的位置2时磁通量为0，感应电流为0D.圆环c经过位置2前后一小段时间内感应电流方向不变8.如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器A正下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片D上的不同位置。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（）A.加速电场的电场强度方向竖直向上B.三个带电粒子进入磁场中的速度大小一定相同C.三个带电粒子进入磁场动能与带电量成正比D.三个带电粒子的比荷一定相同9.家用风力发电机可分布在用户附近，是一种可靠的发电模式。某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某段时间内该地区的风速是10m/s，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，π取3，则此风力发电机发电的功率大小为（）A. B. C. D.10.在图甲所示的电路中，电源的图像对应图乙中的图线a，定值电阻的图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器的总电阻为，下列说法正确的是（）A.电源的内阻为B.当时，消耗的功率为C.当时，电源效率最高D.在时，电源输出的功率最大11.如图所示，匝数、面积、电阻的线圈处在竖直向下的均匀磁场中，磁感应强度为，通过软导线分别与边长为、每个边的阻值均为、质量分布均匀的正方形线框的d、c相连接，正方形线框用两个劲度系数为的轻质绝缘弹簧悬吊在天花板上，整个线框处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，已知随时间的变化规律为，开关闭合前线框静止，开关闭合，稳定后，两弹簧的长度均变化了。忽略软导线对线框的作用力。则下列说法正确的是（）A.线框中的电流方向为由c到d B.ab边与cd边所受的安培力相等C.流过线圈的电流为 D.磁感应强度的大小为12.某学习小组用霍尔元件测定我国某市地磁场磁感应强度。现有一块宽为a、高为b、长为c的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。先将霍尔元件按图甲所示水平放置，并通入水平向右、大小为I的电流，测得元件的前、后表面的电压为；再将霍尔元件按图乙所示竖直放置，使棱M沿东西方向，元件中通入竖直向上、大小为I的电流，测得元件的前、后表面的电压为，已知甲、乙图中电子定向移动的速率均为v，则（）A.甲图中前表面的电势比后表面的电势低B.测量处磁感应强度在竖直方向上的分量大小为C.测量磁感应强度在水平（南北）方向上的分量大小D.测量处磁感应强度的大小为13.如图所示，半径为L的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC，辐条互成角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷P和导线与一个阻值也为r的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上，在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是（）A.金属辐条OA、OB、OC进出磁场前后，辐条中电流的大小不变，方向改变B.定值电阻两端电压为C.通过定值电阻的电流为D.圆环转动一周，定值电阻产生的热量为二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，图乙为其中沿管道方向的一个磁场，越靠管的右侧磁场越强。不计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是（）A.离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功B.离子在磁场中运动时，磁场对其一定不做功C.离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径增大D.离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小15.如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡标有“，”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示。以下说法中正确的是（）A.小灯泡正常发光时的电阻为B.滑动变阻器接入电路的阻值为时，小灯泡正常发光C.滑动变阻器接入电路的阻值为时，小灯泡的电功率为D.当电压表的示数为时，整个电路在内消耗的电能是非选择题部分三、非选择题（本题共5小题，共55分）16.多用电表可以测量电阻，也可以测量电流与电压，下列测量电路是某同学设计的有关测量电路：（甲开关处于断开状态，乙、丙、丁开关处于闭合状态）已知这位同学已经正确调节选择开关，他能顺利完成测量，且不会损坏仪器的是（）A.用图甲方案测量小灯泡的电阻 B.用图乙方案测量小灯泡的电流强度C.用图丙方案测量小灯泡两端的电压 D.用图丁方案测量二极管的正向电阻17.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。①应该选择的实验电路是图中的______（选填“戊”或“己”）。②关于戊和己两个实验图，下面说法正确的是（）。A.戊图中实验的误差主要来源于电流表分压B.戊图中实验的误差主要来源于电压表分流C.己图中实验的误差主要来源于电流表分压D.己图中实验的误差主要来源于电压表分流③有如下滑动变阻器提供：A.滑动变阻器B.滑动变阻器C.滑动变阻器滑动变阻器应选用______（选填相应器材前的字母）。18.在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中：（1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径______mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测量该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度__________mm；（2）该同学先用多用电表粗测其电阻值约为，现要进一步精确测量其阻值，实验电路如图所示，实验室提供了下列可选用的器材：A．电流表（量程为，内阻约为）B．电流表（量程为，内阻约为）C．电压表（量程为，内阻约为）D．滑动变阻器（最大阻值为）E．滑动变阻器（最大阻值为）F．电源E（电动势为，内阻可忽略）G．开关、导线若干。为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（均填器材前面的字母即可）：电流表选______；滑动变阻器选______，实验开始前滑动触头应置于滑动变阻器的______边（填“左”或“右”）。（3）根据实验电路，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则该金属丝的电阻率__________（用k、L、D三个物理量表述）。19.如图所示，两平行导轨间距为，导轨电阻忽略不计。导体棒质量为，位于导轨间的电阻，与导轨竖直部分接触良好。已知电源电动势为，内阻为，定值电阻。在导体棒所在空间加一匀强磁场（图中仅用一根磁感线表示），磁场方向垂直于导体棒，且与竖直方向夹角可变，导体棒始终处于静止状态，重力加速度，则：（1）若磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的大小；（2）若导轨竖直部分与导体棒间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），且磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的最小值；（3）若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的最大值。20.《流浪地球2》电影中的很多科幻设定都是基于现有的科学技术。如图甲所示的机器人是基于生活中的扫地机器人设计。市面上某款具有“智能充电规划”功能的扫地机器人，它可以按照打扫面积的大小进行充电规划，其铭牌如图表所示。已知当电池电量只剩20％时机器人将返回充电基站充电，机器人平均每分钟可打扫。忽略机器人往返过程的时间及消耗的电能。额定工作电压电池容量额定功率充电电流正常工作时输出功率工作噪音（1）该机器人正常工作时的电流及机器人电动机的内阻？（2）求充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间？（3）机器人打扫面积为的空间至少需要多少时间？21.如图甲，半径为R的圆内有垂直平面向外的匀强磁场，其左侧x轴上方的离子源沿x轴正方向射出宽为，沿y轴方向均匀分布的离子流。离子的质量为m（重力不计），电量为q，速度均为，x轴下方的区域足够大的匀强磁场，其磁感应强度大小与上方磁场相同，方向垂直纸面向里。已知从处进入x轴上方磁场的离子恰好能从O点进入x轴下方的磁场，则：（1）磁场的磁感应强度的大小。（2）若处进入x轴上方磁场的离子也能从O点进入x轴下方的磁场，求该离子离开x轴下方磁场时位置坐标。（3）如图乙所示若在处放置一个上端与x轴相齐，下端足够长的感光板用于探测和收集离子。感光板有且仅有一个区域，该区域中的同一位置会先后接收到两个离子，这一区域称为二次发光区。①感光板接收到离子的区域的长度；②二次发光区的长度；22.如图1所示某种风力发电装置，如图2所示为简化原理图，两线圈与磁铁共轴，薄膜以原点O建立竖直向上x轴，线圈与磁铁相距均为，当风力作用时薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动时，振动的最高点与最低点到O的距离均为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S；磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图3所示，图中、、为已知量，忽略线圈的长度，线圈内各处磁感应强度的竖直