2023-2024学年山东省泰安市肥城市物理高二年级上册期末考试试题 含解析

2023-2024学年山东省泰安市肥城市物理高二上期末考试试题

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框成c,磁场方向垂直于线框平面，讹两点间接一直流电

源，电流方向如图所示，贝!I（）

A.导线ab受到的安培力大于导线讹所受的安培力

B.导线abc受到的安培力大于导线受到的安培力

C.线框受到的安培力的合力为零

D.线框受到的安培力的合力方向垂直于ac向下

2,已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力的大小为F；当这两个质点间的距离变为2i•时，万有引力的大小

变为（）

F

C.—D.2F

8

3、如图所示，三根通电长直导线P、。、R互相平行，垂直放置，其间距均为“，通过的电流均为/,方向均垂直纸面

向里。已知电流为/的长直导线产生的磁场中，到导线距离为r处的磁感应强度为5=二（其中左为常量），则对于P、

r

。连线的中点。处的磁感应强度，下列说法正确的是（）

领

Rf、

a/\

PuQ

A.方向由。指向P,大小为空必B.方向由「指向R,大小为回L

3a3a

klD.方向由。指向尸，大小为仪

C.方向由R指向O,大小为丁

2a2a

4、如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20kHz之间调节，在某一频率时，Ai、A2两只灯泡的炽热程度相同.则

下列说法中正确的是（）

变

频

电

源

A.如果将电源频率增大,Ai炽热程度加强、A2炽热程度加强

B.如果将电源频率增大,Ai炽热程度加强、A2炽热程度减弱

C.如果将电源频率减小,Ai炽热程度减弱、A2炽热程度减弱

D.如果将电源频率减小，Ai炽热程度加强、A2炽热程度减弱

5、医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极

N和S构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极.、，均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方

向两两垂直，如上图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极.、石之间会有微小电势差.在达到

平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触

点间的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160磁感应强度的大小为0.040T.则血流速

度的近似值和电极a、6的正负为（）

A.1.3m/s,〃正、b负B.2.7m/s,。正、力负

C.1.3m/s,a负、bIED.2.7m/s,a负、bIE

6、如图所示，真空中有两个带等量正电荷的0、固定在水平x轴上的A、B两点。一质量为机、电荷量为g的带

电小球恰好静止在A、5连线的中垂线上的C点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。。点是C点关于AB对称

的点，则小球从C点运动到。点的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球做匀加速直线运动

B.小球受到的电场力可能先减小后增大

C.电场力先做正功后做负功

D.小球的机械能一直不变

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场8中.现

给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是（）

•B........................

।3=

A.始终做匀速运动

B.先做减速运动，最后静止于杆上

C.先做加速运动，最后做匀速运动

D.先做减速运动，最后做匀速运动

8、如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，板间场强为E,右边有一挡板，正中间开有一小

孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.从两板左侧中点c处射入一束

粒子（不计重力），这些粒子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成两束，且运动半径不同，则下列判断正确的是（）

XXXXX

XXXdXzxX

->

XXXXX'-、xX

B

X）

X,xXXXX

A.这束粒子中一定有两种不同速度的粒子

B.这束粒子中一定有正负两种粒子

C.这束粒子中一定有两种不同比荷的粒子

D.a、b两板间的匀强电场方向一定由b指向a

9、如图所示，在光滑的水平面上有两个滑块P、Q,滑块。的左端固定连着一轻质弹簧.两个滑块分别以一定大小的

速度V。沿着同一直线相向运动，滑块尸的质量为2山，速度方向向右，滑块。的质量为机.速度方向向左，则下列说

法正确的是（）

%、Jo

~p]vww^

///////////////////

A.P、Q两个滑块（包括弹簧）组成的系统动能始终保持不变

B.当两个滑块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大

C.两个滑块最终能以共同的速度也一起向右运动

3

D.从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块Q的速度大小先减小后增大

10、某一电场的电场线分布如图所示，则下列说法正确的是

A.。点的电势低于6点的电势

B.。点的电场强度小于5点的电场强度

C.一正电荷由。点释放，一定沿着电场线运动到万点

D.一负电荷在。点的电势能大于在6点的电势能

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）某同学在测量一种均匀新材料的电阻率的过程中，对由该材料做成的圆柱形导体的相关测量如下:

⑴用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度乙=—mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,

由图乙可知其直径d-mm。

⑵为了粗测新材料导体的阻值R。该同学先选用多用电表“xlO”挡，调零后进行测量，指针位置测量如图丙所示。

①为了把电阻测量得更准确些，应换用“—”挡（选填“xl”或“X100”）；

②更换挡位后必须将红、黑表笔短接，调节旋钮使表针指向0C;

③重新测量时指针位置如图丁所示，可读出R=_O。

（3）用字母L、d、R表示该材料的电阻率〃=o

12.（12分）某直流电动机M转动时的图象如图甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电

路中使用恒压电源，Ri=15O,凡是滑动变阻器，电流表A是理想电流表，实验操作步骤如下:

⑴闭合开关S2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端.（选填“左”或“右”）

⑵先闭合开关Si,开关8保持断开，此时电流表的示数为0.6A,则恒压电源输出电压为-

（3）再闭合开关S2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8A,直流电动机M实际

消耗的电功率为W,滑动变阻器接入电路中的阻值为.（以上均取两位有效数值）

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板。、方相距d=0.10m,。、6间的电场强度为E=5.0X105N/C,b

板下方整个空间存在着磁感应强度大小为3=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为/M=4.8xl0-25kg,电荷

186

量为9=1.6X10C的带正电的粒子（不计重力），从贴近。板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝尸处穿过％板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到8板的。处（图中未画出）.求P、。之间的距离L

XXXXXXXX

XXXX,®XXXX

14.（16分）A5C表示竖直放在电场强度为E=104v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的3C部分是半径

为氏的L圆环，轨道的水平部分与半圆环相切.A为水平轨道上的一点，而且A5=A=0.2m,把一质量机=O.lkg,带电

4

量为q=+l（）Tc的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴小球到达C点的速度大小

⑵小球在C点时，轨道受到的压力大小

15.（12分）如图，两根间距为L=0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=l。的电源，导轨平面与

水平面间的夹角。=37。.金属杆ab垂直导轨放置，质量m=0.2kg.导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不

计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当Ro=l。时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,对1137。=0.6,

cos370=0.8

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D

【解析】AB.导线粗细均匀，材料相同，则电阻与导线长度成正比，导线He与导线ac并联，导线融c的电阻为导线

ac的电阻的2倍，流过导线abc的电流Z,与流过导线ac的电流h的关系为

［产一12

122

导线成受到的安培力大小为

导线ac所受的安培力大小为

Fa=BI2L=2Fab

导线abc的有效长度为L,受到的安培力大小为

Fabc=gc

故AB错误；

CD.根据左手定则，导线abc受安培力垂直于ac向下，导线ac受到的安培力也垂直于ac向下，故线框受到的安培力

的合力方向垂直于敬向下，故C错误，D正确。

故选D。

2、B

【解析】根据万有引力定律公式尸=0粤，得当这两个质点间的距离变为2r时，则万有引力的大小变为原来的工，

r4

即为£故8正确，ACD错误

4

故选B

3、A

【解析】尸、。两根导线距离。点的距离相等，根据安培定则，在。点产生的磁场方向相反，大小相等，合场强为零,

所以最终场强等于A在。点产生的场强，根据安培定则，方向沿。尸方向，A到。点距离厂那么磁感线强度

2

的大小

nkl26kl

R=——=-------

3a

A.方向由。指向P,大小为马包，与结论相符，选项A正确；

3a

B.方向由尸指向R,大小为且£,与结论不相符，选项B错误；

3a

kJ

C.方向由A指向0,大小为丁，与结论不相符，选项C错误；

2a

D.方向由。指向P,大小为叵£,与结论不相符，选项D错误；

2a

故选Ao

4、B

【解析】AB.二个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过Ai灯泡所在

支路的电流变大，流过灯泡A2所在支路的电流变小.故灯泡Ai变亮，灯泡A2变暗，即Ai炽热程度加强、A2炽热程

度减弱，故A错误，B正确；

CD.当交流电频率变小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，所以流过Ai所在支路的电流变小，流过灯泡A2所在

支路的电流变大.故灯泡Ai变暗，灯泡A2变亮，即Ai炽热程度减弱、A2炽热程度加强；故CD错误。

故选B。

5、A

【解析】血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正

离子向上偏，负离子向下偏.则“带正电，》带负电.最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有

q-=qvB

d

所以

U160x10-6

m/s=1.3m/s

~Bd0.040x3xlO-3

故A正确

6、B

【解析】A.小球初始时能静止，由小球水平方向合力为0可知A、5两电荷电荷量必定相等，设。i=2=Q；小球

下落过程受到重力和电场力作用，由牛顿第二定律可得

mg-2kcos0=ma

r~

由于「和夕均发生变化，故小球不做匀加速运动，故A错误；

B.由等量同种电荷的分布可知，电荷C在中垂线上受到的电场力为

F=2k呼cose

r

其中垂线上从无限远处到两电荷连线中点场强先变大后变小，只要C点位置合适，从C点到。点，小球受到的电场力

先减小，从。点到。点，电场力再增大，故小球受到的电场力可能先变减小后增大，B正确；

C.由题意可知，小球带正电，故从C到O电场力先做负功后做正功，故C错误；

D.小球运动过程中电场力做功了，故小球机械能不守恒，故D错误；

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ABD

【解析】A.当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好等于自身的重力时，则环与杆没有相互作用力，所以

没有摩擦力存在，因此环做匀速运动，故A符合题意；

B.当带负电的环进入磁场时的竖直向上的洛伦兹力小于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在,

因此环在摩擦力作用下，做减速运动，直到停止，故B符合题意；

C.当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力，其大小决定环是否受到摩擦力，所以环不可能加速运动，故C不

符合题意；

D.当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好大于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存

在，因此环做减速运动，导致洛伦兹力大小减小，当其等于重力时，环开始做匀速直线运动，故D符合题意。

故选ABDo

8、BC

【解析】粒子在平行金属板间沿直线运动，说明洛伦兹力和电场力平衡，由此得出两种粒子的速度大小相等，射出小

孔后，偏转方向及半径不同，结合左手定则及半径公式可知电性和比荷关系，由正负粒子的板间匀速直线，通过受力

分析得出电场方向；

p

【详解】A、粒子在速度选择器中沿直线运动，说明=粒子速度丫=下，粒子的速度一定相同，故A错误；

B、粒子从小孔射出后，分成两束，偏转方向不同，根据左手定则知，两种带电粒子电性相反，即这束粒子中一定有

正负两种粒子，故B正确；

2mvm

C、粒子射出小孔后，进入右侧磁场中做匀速圆周运动，根据夕访m=v"，得半径r=一1，半径不同，则一不同，

rqBq

所以这束粒子中一定有两种不同比荷的粒子，故C正确；

D、正负两种粒子从左侧向右侧沿直线运动，对于带正电粒子，洛伦兹力向上，电场力向下，所以电场方向一定由a

指向b,故D错误；

故选BC

【点睛】关键是知道速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选

择电性

9、BD

【解析】对于「、。两个滑块（包括弹簧）组成的系统，由于只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，即系统动

能和弹簧弹性势能之和不变，动能是变化的，故A错误；尸以某一初速度压缩弹簧，在弹簧弹力作用下P做减速运动,

2做加速运动，当尸与。速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大，故B正确；设最终尸、。两个滑块的速度分别为匕

和岭•规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：2mv0-mv0=2mvl+mv2,根据系统的机械能守恒得

^-（2m+m）VQ=^-2mvf+^mvf,解得：匕=一］，%=（%或%=%，6=-%，故C错误；从尸滑块和弹簧

接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块。一直受到向右的弹力，速度先向左减小至零，再向右增大，故D正确

10、AB

【解析】沿着电场线方向电势逐渐降低，因此。点的电势高于b点的电势，故A正确；从电场线的分布情况可知，a

点的电场线比匕点的稀疏，所以。点的电场强度小于入点的电场强度，故B正确；电场线不一定是电荷的运动轨迹，

由。点释放的正电荷不一定沿着电场线运动到万点，故C错误；某一负电荷从a点移到8点，电场力做负功，电势能

增加，因此负电荷在a点的电势能小于在》点的电势能，故D错误.所以AB正确，CD错误

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、①.60.20②.8.300③.X10O④.欧姆调零⑤.1700⑥.友■上

4L

【解析】由图示游标卡尺可知，其示数为60mm+4x0.05mm=6O.2Omm；

⑵由图示螺旋测微器可知，其示数为8mm+30.0x0.01mm=8.300mmo

⑵①⑶选用多用电表“xlO”挡调零后进行测量，欧姆表针偏转角度很小，说明该电阻较大，应换更大倍率的“X100”

挡；

②［4］重新换挡后红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向表盘右侧的0Q；

③［5］由图丁所示可知，欧姆表读数为17x1000=1700。。

（3）⑹由电阻定律

得

12、(1).左(2)90(3).3.8(4).4.8

【解析】(1)口]因变阻器采用限流式接法，开关闭合前为使电路中电路中电流最小，应其接入电路中的阻值为最大.故

滑片应在最左端

(2)[2]根据欧姆定律开关S2保持断开时恒压电源输出电压为：

U=IRi=0.6xl5V=9.0V

(3)[3]知电源电压恒为9.0V,闭合开关S2后根据欧姆定律有通过Ri的电流为：

「U9.0八一

I,—————0.6A

17?!15

所以通过电动机的电流为：

/2=[_I]=1.8—0.6=1.2A

再根据电动机的U-1图象可读出电动机两端电压UM=3.2V,则直流电动机M实际消耗的电功率为：

P=UM/2=1.2X3.2W=3.8W

[4]此时滑动变阻器两端电压为

S=E-U«=9-3.8=5.2V

由欧姆定律可知，接入电阻：

口U35.2,。

R=—=—=4.8Q

41.2

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,