2023-2024年辽宁省六校协作体高二上学期11月期中联考物理试题（解析版）

2023－2024学年度（上）六校协作体高二联考物理试题考试时间：75分钟满分：100分命题校：北镇高中东港二中第Ⅰ卷（选择题46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。）1.下列说法正确的是（）A.电场是假想的，并不是真实存在的B.电场线上某点的切线方向就是电荷在该点的运动方向C.电场中某点场强的大小，与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关D.带电体的电荷量可以不是元电荷e的整数倍【答案】C【解析】【详解】A．电场是一种客观存在的物质，A错误；B．电场线上某点的切线方向表示该点电场的方向，不一定是电荷在该点的运动方向，B错误；C．电场中某点场强的大小由电场本身决定，与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关，C正确；D．带电体的电荷量是元电荷e的整数倍，D错误；故选C。2.许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时电压是600μV，短路电流是30μA，下列说法正确的是（）A.该电池板电动势约为0.6VB.该电池板内阻约为20ΩC.该电池板最大输出功率为D.该电池板连接的外电阻越大，输出效率越低【答案】B【解析】【详解】A．电池不接负载时电压是600μV，即电池板的电动势为600μV，即0.6mV，A错误；B．电池板内阻约为B正确；C．当外电阻与内电阻相等时电池板输出功率最大，即C错误；D．根据可知，外电阻R越大，输出效率越高，D错误。故选B。3.如图所示，在直角坐标系中，、两点的坐标分别为和，点在轴上，为等边三角形的顶点，在、点分别固定电荷量为和的点电荷。已知、连线中点处的电场强度大小为，则点的电场强度大小为（）A. B. C. D.E【答案】A【解析】【详解】设等边三角形的边长为，、连线中点处的电场强度大小为点的电场强度大小为故选A。4.如图所示，两根固定的长直导线A、B平行放置，分别通有电流、，且，两根导线所在平面有一条虚线与两导线垂直，且与两导线分别相交于N、P两点，且。下列说法正确的是（）A.导线A对导线B的作用力大于导线B对导线A的作用力B.O点处的磁场方向垂直于纸面向外C.同一带电粒子在M点受到的洛伦兹力大于其在Q点受到的洛伦兹力D.若施加力F使某带正电粒子自N点沿虚线加速运动至P点，则该过程中力F做正功【答案】D【解析】【详解】A．由牛顿第三定律可知，导线A对导线B的作用力大小等于导线B对导线A的作用力大小，A错误；B．电流在O点产生的磁场垂直于纸面向里，电流在O点产生的磁场垂直于纸面向外，又因为，所以O点的合磁场方向垂直于纸面向里，B错误；C．同一带电粒子在M点和Q点的速度大小和方向未知，因此其在M点和Q点受到的洛伦兹力大小关系不确定，C错误；D．若施加力F使某带正电粒子自N点沿虚线加速运动至P点，因为洛伦兹力不做功，又由动能定理可知，力F做正功，D正确。故选D。5.在某电场中建立x坐标轴，一个质子沿x轴正方向运动，途中经过间距相等的A、B、C三点，该质子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示，若该质子只受电场力作用。则（）A.A点电势高于B点电势B.A点的电场强度小于B点的电场强度C.质子经过A点的速率小于经过B点的速率D.C、B两点电势差等于B、A两点电势差【答案】B【解析】【详解】A．如图，质子电势能增大，则电场力做负功，电场力方向与质子运动方向相反，质子带正电，说明电场方向与质子运动方向相反，则A点电势低于B点电势，A错误；B．质子经过相等距离的电势能增加量增大，则电场力做功变多，电场强度增大，说明A点的电场强度小于B点的电场强度，B正确；C．质子做减速运动，质子经过A点的速率大于经过B点的速率，C错误；D．根据由于AB段电场力做功小于BC段电场力做功，则C、B两点电势差UCB大于B、A两点电势差UBA，D错误。故选B。6.人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（）A.A点电势低于B点电势B.钠离子的电势能增大C.若膜电位不变，当d增大时，钠离子加速度变小D.若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大【答案】C【解析】【详解】A．因为钠离子带正电，其仅在电场力作用下从图中的A点运动到B点，说明电场力的方向沿A指向B，电场线方向由A指向B，所以A点电势高于B点电势，故A错误；B．钠离子从A点运动到B点的过程中，电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B错误；C．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据可知，若膜电位不变，当d增大时，钠离子加速度变小。故C正确；D．钠离子从A点运动到B点的过程中，根据动能定理，有可知，若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不变，故D错误。故选C。【点睛】确定粒子所受电场力方向，再根据电场力方向和场强方向的关系确定电场方向。沿电场方向电势逐渐降低。根据牛顿第二定及功能关系分析粒子加速度和末速度的变化情况。7.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为＋q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.若小球在竖直平面内绕O点恰好做完整圆周运动，则它运动过程中的最小速度B.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到D点时机械能最大C.若将小球在A点由静止开始释放，小球到达B点速度为D.若剪断细线将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点【答案】D【解析】【详解】A．由于电场强度故将重力场和电场的总和等效成另一个“合场”，物体的加速度大小为故若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为v，则有解得故A错误；B．除重力和弹力外其他力做功等于机械能的变化量，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时，电场力做功最多，故到B点时的机械能最大，故B错误；C．小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将要沿合力方向做匀加速直线运动，由动能定理可知小球到达C点时的速度当绳绷紧后小球沿切线速度为由当绳绷紧后至B由动能定理得故C错误；D．若将小球在A点以大小为速度竖直向上抛出，小球将不会沿圆周运动，因此小球在竖直方向做竖直上抛，水平方向做匀加速；因故水平加速度与竖直加速度大小均为g，当竖直方向上的位移为零时，时间则水平位移则说明小球刚好运动到B点，故D正确。故选D。8.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，运动轨迹如图所示，其中∠AOa=90°，∠AOb=120°，∠AOc=150°。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）A.三个粒子都带正电B.b粒子的速率是a粒子速率的倍C.a粒子在磁场中的运动时间最短D.三个粒子在磁场中运动的时间之比为3：4：5【答案】AB【解析】【详解】A．带电粒子在磁场中向上偏转，根据左手定则可知三个粒子都带正电，故A正确；B．设磁场半径，由几何关系可知根据洛伦兹力提供向心力可得可得故B正确；C．三个粒子在磁场中的运动周期为运动时间为由粒子运动轨迹图可知故a粒子在磁场中的运动时间最长，故C错误；D．由粒子运动轨迹图可知，，三个粒子在磁场中运动的时间之比为故D错误。故选AB。9.如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（）A.甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能B.乙图可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势C.丙图可以判断出带电粒子的电性，但带电粒子不能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器D.丁图中产生霍尔效应时，若载流子带负电，则稳定后D点电势比C点高【答案】AB【解析】【详解】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得粒子的最大速度为粒子的最大动能为当回旋加速器的半径增大时，粒子的最大动能增大，故A正确；B．当磁流体发电机稳定时，带电粒子在A、B两极板间受到的电场力与洛伦兹力平衡，有则电源电动势为所以增加两板间距可以增大电源电动势，故B正确；C．粒子恰能沿直线匀速运动时，电场力与洛伦兹力平衡改变电性时，电场力和洛伦兹力方向同时发生改变，仍然满足电场力与洛伦兹力平衡，故无法确定粒子的电性，故C错误；D．如果载流子带负电，根据左手定则可知，带负电的载流子向D偏转，则稳定时D板电势低，故D错误。故选AB。10.如图所示，足够长的荧屏板MN的上方分布了水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。距荧屏板d处有一粒子源S，能够在纸面内不断均匀地向各个方向发射速度大小为，电荷量为q、质量为m的带正电粒子，不计粒子的重力，已知粒子源发射粒子的总个数为n，则（）A.粒子能打到板上的区域长度为B.打到板上的粒子数为C.从粒子源出发到板的最短时间为D.同一时刻发射的粒子打到荧光板上的最大时间差为【答案】BD【解析】【详解】A．粒子受到的洛仑兹力充当向心力，粒子运动的半径粒子运动到绝缘板的两种临界情况如图设SC垂直于MN于C点，由几何关系可知，左侧最远处与S之间的距离恰好是圆的直径，则左侧最远处A离C距离为，右侧离C最远处为B，距离为d，所以粒子能打在板上的区域长度是，A错误；B．根据以上分析可知有一半的粒子能达到极板上，粒子源发射粒子的总个数为n，则打到板上的粒子数为，B正确；CD．在磁场中运动时间最长和最短的粒子运动轨迹示意图如下粒子做整个圆周运动的周期由几何关系可知最短时间如图所示粒子在磁场中最长时间所以C错误，D正确。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题54分）二、实验题（本题共两小题，第13题6分，第14题8分，每空2分，共计14分。）11.在“测量金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻约为，实验室备有下列实验器材：A.电压表V（量程3V，内阻约）B.电流表A（量程0.6A，内阻约为）C.滑动变阻器R（，额定电流0.5A）D.电源E（电动势为3V，内阻约为）E.开关S，导线若干（1）为减小实验误差，应选用图中______（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图。（2）用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为______mm。（3）如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、为金属丝电阻值，则该金属的电阻率______（用d，L，表示结果）【答案】①.乙②.0.606##0.607##0.608##0.609③.【解析】【详解】（1）[1]因，则为减小实验误差，应选用电流表外接电路，即选择图中乙为该实验的电路原理图。（2）[2]用螺旋测微器测得其直径示数为0.5mm+0.01mm×10.8=0.608mm。（3）[3]如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、为金属丝电阻值，则该金属的电阻率12.某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻，并探究滑动变阻器消耗的功率P。（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，该小组同学在思考后将R0=8Ω的定值电阻串入图甲电路中的______（选填“A”或“B”），可以解决该问题。（2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像，蓄电池的内阻r0=______Ω（此空结果保留两位有效数字），滑动变阻器R消耗的最大功率为______W。（3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。下图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像：虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是______。A．B．C．D．【答案】①.A②.2.0③.0.225④.B

【解析】【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律可得由于r太小，U值变化较小，所以串联电阻应置于干路。故选A。（2）[2]A图闭合电路欧姆定律为结合图线可知，纵截距表示电动势，即斜率绝对值为所以[3]加电阻后，设所以当滑动变阻器的阻值等于r时，滑动变阻器消耗的功率最大，所以（3）[4]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在I轴相交。故选B。三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13.如图所示，在倾角的斜面上固定一间距L＝0.5m的两平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.10T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计），取。（1）若导轨光滑，要保持金属棒在导轨上静止，求金属棒受到的安培力大小；（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，金属棒要在导轨上保持静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值；【答案】（1）；（2）在3Ω和11Ω之间。【解析】【详解】（1）要保持金属棒在导轨上静止，对金属棒受力分析可得（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，则金属棒受到的最大摩擦力大小①当摩擦力沿斜面向上时，有此时解得②当摩擦力沿斜面向下时，有此时解得故滑动变阻器R接入电路中的阻值在3Ω和11Ω之间。14.在坐标系xOy内，半径为R圆形区域内有平行纸面的匀强电场，圆与坐标轴的交点分别为坐标原点O、y轴上的A点和x轴上的B点，AB为圆的直径，。质量为m，电荷量为的带电粒子在纸面内自O点以不同的速度先后进入电场区域。已知进入电场时速度为零的粒子，从y轴上的A点以速率穿出电场（粒子仅受电场力作用）。（1）求圆形区域内电场强度的大小；（2）求所有沿x轴正方向进入电场的粒子中，动能增量最大的粒子穿出电场时的动能；【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意知，在O点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于，则电场线沿y轴正方向，根据几何关系可知根据动能定理有解得电场强度的大小（2）根据题意可知，要使粒子动能增量最大，则沿电场线方向移动的距离最远。作与x轴平行的直线与圆相切于C点，与y轴相交于P点，粒子从C点射出时沿电场线方向移动的距离最远，如图所示粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有，由电场力提供加速度有联立各式解得粒子由O点到C点根据动能定理有解得15.如图所示，平行板器件中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度B1=0.20T，