福建省南平市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（原卷版）

南平市2023—2024学年第一学期高二期末质量检测物理试题满分：100分。考试时间：75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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.下列各图中，电流I与其产生的磁场的磁感应强度B的方向关系正确的是（）A. B.C. D.2.如图所示是甲、乙两个点电荷电场的电场线，P、Q为同一电场线上的两点，下列说法正确的是（）A.P点的电场强度小于Q点B.P点的电势高于Q点C.电子在P点时的电势能大于在Q点时的电势能D.若电子从Q点由静止释放，只受电场力作用，则电子会沿电场线运动到P点3.如图所示，电源电动势，内阻，电阻箱的最大阻值为99Ω，定值电阻。合开关S，调节电阻箱的阻值，则（）A.电源总功率最大值为6W B.R1的最大电功率为C.的最大电功率为18W D.r的最大电功率为9W4.如图所示，一充电后与电源断开平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，则下列说法中正确的是（已知重力加速度为g）（）A.两极板间电压B.板间电场强度大小为C.整个过程中质点的重力势能增加D.若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在M上二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.如图是回旋加速器的结构示意图，主要由两个半圆形的中空铜D形盒构成，两盒间留有一狭缝，置于真空中。匀强磁场B垂直穿过盒面，由高频振荡器产生的交变电压加在两盒间的狭缝处。关于回旋加速器，下列说法正确的是（）A.图中两D形盒内所加磁场使粒子发生偏转B.图中两D形盒间所加电场使粒子发生偏转C.粒子在磁场中的运动周期随粒子速度的增大而减小D.图中D形盒的半径越大，同一粒子最终获得的动能越大6.如图所示，自感线圈L的自感系数很大，电阻可忽略不计，定值电阻的阻值为，小灯泡的电阻为，已知，则（）A.开关闭合瞬间，小灯泡立即变亮B.开关闭合瞬间，小灯泡逐渐变亮C.开关断开瞬间，小灯泡逐渐变暗D.开关断开瞬间，小灯泡先闪一下，而后逐渐变暗7.如图甲所示，连接电流传感器的线圈套在长玻璃管上。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中穿过线圈，并不与玻璃管接触。实验观察到的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示，则（）A.磁铁下落过程机械能守恒B.过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向下C.时刻穿过线圈磁通量的变化率不为零D.若将强磁铁两极翻转后重复实验，则感应电流先沿负方向后沿正方向8.如图所示，在平面等腰直角三角形区域内存在一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量带正电的粒子先后以速度垂直边从不同位置射入磁场，有些粒子能在边界上相遇。已知。粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子重力，不考虑各粒子之间的相互作用。下列判断正确的是（）A.磁场方向垂直纸面向外B.磁场方向垂直纸面向里C.相遇粒子的入射时间差的最大值为D.相遇且入射时间差最大的两粒子入射点之间的距离为三、非选择题：共60分。其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16为计算题。考生根据要求作答。9.如图为某匀强电场的等势面分布图，已知每两个相邻等势面相距2，则该匀强电场的电场强度___________；将一电荷量的试探电荷从a点移到d点，则试探电荷的电势能___________（选填“增加”或“减少”）___________J。10.在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻（），为滑动变阻器，定值电阻大于电源内阻r。将滑动变阻器滑动端向右滑动，则电压表的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”）；在此过程中理想电流表、、的示数变化量的绝对值分别为、和，理想电压表示数变化量的绝对值为，则_________（选填“小于”“等于”或“大于”），_______（选填“小于”“等于”或“大于”）。11.2023年9月17日，全球单机容量最大的福建平潭海上风电场全容量并网发电，其电能输送示意图如图所示。若将输送电压由220升级为1100，保持输送的总电功率、发电机输出电压、用户得到的电压和输电线的电阻不变，则升压变压器匝数比变为升级前的_______倍，输电线上电流变为升级前的_________倍；输电线损失的功率变为升级前的_________倍。12.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象，其中、为两个线圈，G为灵敏电流计。（1）在答题卡上将图中所缺导线补接完整______；（2）用导线将器材连接好，闭合开关瞬间，产生电磁感应现象，其原因是穿过线圈______（选填“”或“”）的______发生了变化；（3）如果闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏，电路稳定后，将迅速从中抽出时，电流计的指针将偏______（选填“向右”“向左”或“不会”）；（4）将插入中，闭合开关后，下列操作可使中感应电流与中电流的绕行方向相反的是______A.在中插入软铁棒B.拔出C.将变阻器滑片向右移动D.断开开关13.某同学在实验室用如图甲的电路测量一新材料的电阻率。其中为该新材料制成的圆柱体电阻丝，其横截面积为S，是阻值为0.6Ω的定值电阻。正确接线后，闭合开关，读出电压表示数U、电流表示数I以及对应的长度L。调节滑片P的位置，记录多组U、I、L的值。（1）某次实验过程中，电流表的指针位置如图乙所示，该示数为___________A；（2）根据实验数据绘出的图像如图丙所示，则图甲中电源的电动势__________V，内阻_________Ω。（3）根据实验数据可进一步绘出，如图丁所示，则电阻丝电阻率的表达式__________（用a、b、S表示）14.半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。其原理简化如图所示，Ⅰ区域为速度选择器，存在着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为；Ⅱ域为磁感应强度大小可调的匀强磁场，其边界是边长为2L的正方形。一长度为L的半导体材料放在边上，下端与C点重合，上端为F点。一束正离子流从狭缝射入速度选择器，沿着直线通过速度选择器，并从边的中点垂直边射入Ⅱ区域。已知每个离子的电量均为q，质量均为m，不考虑离子重力以及离子间的相互作用。（1）求离子从射入的速度大小v；（2）若离子打在F点，求Ⅱ区域的磁感应强度大小。15.如图所示，长轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中的A点，此时绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强大小，重力加速度，，。求：（1）小球所受电场力F的大小；（2）小球的质量m；（3）将小球从最低点O静止释放，小球回到A点时轻绳对小球的拉力大小，16.如图所示，沿水平固定的平行导轨之间的距离，导轨的左侧接有定值电阻R，图中虚线的右侧存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。质量、阻值的导体棒垂直导轨放置，在导体棒上施加水平外力F，进入磁场前导体棒向右做匀加速运动，进入磁场后保持水平外力F的功率不变，经过一段时间导体棒