福建省龙岩市2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题

龙岩市2023~2024学年第一学期期末高二教学质量检查物理试题（考试时间：75分钟满分：100分）注意：请将试题的全部答案填写在答题卡上。一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。）1.如图所示是当年法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，下列情况不可能使电流计G产生感应电流的是（）A.开关S接通瞬间B.开关S断开的瞬间C.开关S接通后一段时间D.开关S接通后，不断移动滑动变阻器滑片P时【答案】C【解析】【详解】AB．将开关S接通或断开的瞬间，磁场由无到有，磁场由有到无，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故AB正确，不符合题意；C．开关S接通一段时间之后，磁场不变，通过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不能产生感应电流，故C错误，符合题意；D．开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时，A线圈电流发生变化，磁场变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，故D正确，不符合题意。故选C。2.如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上。则磁感应强度方向垂直MN连线沿纸面向下的点是（）A.a点 B.b点 C.c点 D.d点【答案】A【解析】【详解】AB．M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，a处的磁场较大；N在a处产生的磁场方向竖直向上，b处产生的磁场方向竖直向上，b处的磁场较大；根据场强的叠加知，如图：a点处合成后磁场方向垂直MN连线竖直向下，b点处合成后磁场方向垂直MN连线竖直向上，故A正确，B错误；CD．M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d出产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏上，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏上，如图：根据平行四边形定则，知c处的合磁场方向水平向右，d处的磁场方向水平向左，故CD错误。故选A。3.交警部门所用酒驾检测仪中的“电子鼻子”是氧化锡半导体，它是一种气敏电阻，吸附酒精气体后表面能态会发生改变，从而引起电阻率发生变化。的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图甲，图乙是含有气敏电阻的电路。图中电源内阻很小，可忽略不计。当吸附酒精气体浓度升高时（）A.电阻的阻值减小 B.干路中的电流增大C.小灯泡L变亮 D.消耗的功率增大【答案】C【解析】【详解】如图可知，当吸附酒精气体浓度升高，电阻的阻值增大，电路总电阻增大，干路电流减小，干路部分电阻R1、R2的电压减小，并联部分电阻的电压增大，小灯泡L中电流增大，灯泡变亮，支路中电流减小，的电压减小，所以的电压增大，所以消耗的功率不一定增大。故选C。4.如图所示，在直角坐标系第一象限存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的粒子从x轴上的P点射入磁场中，入射方向与x轴成，射入后恰好能垂直于y轴射出磁场，不计粒子重力，已知。则（）A.粒子带正电荷B.射出点与O点距离为C.若只改变，粒子射出点与O点最远距离为D.若只改变，粒子在磁场中运动时间最长为【答案】D【解析】【详解】A．粒子受洛伦兹力做匀速圆周运动垂直于y轴射出磁场，即水平向左离开，由左手定则可知粒子带负电，故A错误；B．粒子的运动轨迹如图所示由几何关系可得可得圆周的半径为则射出点与O点距离为故B错误；C．若只改变，出射点与入射点为直径时，购成的直角三角形使得粒子射出点与O点最远，如图所示则故C错误；D．若只改变，粒子在磁场中运动时间由圆心角决定，圆心角最大时时间最长，则当时，即粒子速度水平向右进入磁场时运动时间最大，如图所示有解得则最长运动时间为故D正确。故选D。二、双项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。）5.如图所示，螺线管连接电阻R放置在水平地面上，上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动过程中（未插入线圈内部），下列说法正确的是（）A.穿过螺线管的磁通量减少B.通过R的感应电流方向为从C.磁铁与螺线管相互吸引D.螺线管对地面的压力变大【答案】BD【解析】【详解】A．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）。穿过螺线管的磁通量增大，故A错误；B．由图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，由右手螺旋定则可知电流方向为从，故B正确；CD．根据“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，故线圈对地面的压力变大，故C错误，D正确。故选BD。6.扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r，当它正常工作时，下列说法正确的是（）A.电动机的电流B.电动机消耗的电功率C.电动机输出的机械功率为D.电动机产生的热量【答案】BC【解析】【详解】AC．电动机是非纯电阻，根据能量守恒有即明显得电动机输出的机械功率为故A错误，C正确；B．经过时间t，电动机消耗的电能为电动机消耗的电功率为故B正确；D．经过时间t，电动机产生的热量为故D错误。故选BC。7.反射式速调管：是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量，电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则（）A.坐标原点左侧和右侧场强大小之比为B.该粒子在一个周期内运动距离为C.该粒子运动过程中的最大动能为D.该粒子运动的周期【答案】AD【解析】【详解】A．根据结合图像可得，坐标原点左侧的场强为坐标原点右侧的场强为故A正确；B．带负电的粒子在原点左侧受向右的电场力，匀加速运动，在原点右侧受向左的电场力，匀减速运动到速度为0，后匀加速至原点，再匀减速到初始位置，设在原点左侧运动的位移大小为，在原点右侧运动的位移大小为，根据动能定理，有解得所以该粒子在一个周期内运动距离为故B错误；C．该粒子在原点有最大速度，根据动能定理，有解得故C错误；D．根据可得，粒子运动到原点的速度为设在原点左侧的加速时间为，在原点右侧的加速时间为，有周期为联立，解得故D正确。故选AD。8.2023年12月26日，“龙龙”高铁（龙岩段）正式开通，高铁起于福建省龙岩市，终到广东省河源市龙川县，对促进闽西革命老区和粤港澳大湾区发展合作具有重要意义。如图所示，一列动车水平驶入新建的武平车站，其进站的电磁制动原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场方向竖直向上，其区域足够长，左边界与ab平行，磁感应强度大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。则（）A.列车进站过程中电流方向为badcbB列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小C.列车从进站到停下来的过程中，线框产生的热量D.列车从进站到停下来的过程中，通过回路的电荷量【答案】BD【解析】【详解】A．根据右手定则可知，列车进站过程中电流方向为abcda，故A错误；B．列车ab边进入磁场瞬间，感应电动势为感应电流为根据牛顿第二定律有解得故B正确；C．列车从进站到停下来的过程中，有铁轨及空气阻力的合力做功，因此有内能产生，根据能量守恒定律可知，线框产生的热量故C错误；D．令线框进入磁场中有感应电流产生过程的位移为x，可知感应电动势的平均值为感应电流为解得故D正确。故选BD。三、非选择题（共60分，考生根据要求作答）9.某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，不计烟尘颗粒的重力。由电场的分布特点可知，a点电场强度_________b点电场强度（填“大于”“小于”或“等于”）；根据烟尘颗粒的运动轨迹，判断该颗粒是_________（填“正电荷”“负电荷”或“不带电”），在a点烟尘颗粒的动能_________在b点烟尘颗粒的动能（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】①.大于②.负电荷③.小于【解析】【详解】[1]由电场的分布特点可知，a点电场线较b点密集，可知a点的电场强度大于b点电场强度；[2][3]根据烟尘颗粒的运动轨迹，粒子受电场力大致向上，可知该颗粒是负电荷，从a到b电场力做正功，动能增加，则粒子在a点烟尘颗粒的动能小于在b点烟尘颗粒的动能。10.用某合金制成的甲、乙两根电阻丝的粗细相同，长度不同，其横截面积为，乙电阻丝的长度为，甲、乙电阻的图像如图所示，则电阻大的电阻丝为_________（填“甲”或“乙”），甲电阻丝的长度为_________，该合金的电阻率为_________。【答案】①.乙②.16③.【解析】【详解】[1]根据可知IU图像的斜率的倒数等于电阻，可知电阻大的电阻丝为乙；[2]因根据而可得甲电阻丝的长度为[3]根据R甲=8Ω该合金的电阻率为11.如图甲所示，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段电流为I、长度为L的直导线ab，此时直导线所受安培力大小为_________；若将金属导线ab绕b点在纸面内顺时针转过，如图乙所示，则导线所受安培力大小为_________；若将直导线在中点处弯折成如图丙所示的导线，则此时导线ab所安培力大小为_________。【答案】①.②.③.【解析】【详解】[1]图甲直导线所受安培力大小[2]图乙将金属导线ab绕b点在纸面内顺时针转过，电流方向与磁场方向仍然垂直，故安培力[3]图丙中若将直导线在中点处弯折，根据左手定则可得上半段导线受到的安培力方向垂直导线斜向上，大小为同理下半段导线受到的安培力方向垂直导线斜向下，大小为两力的夹角为，根据力的合成可得此时导线所受磁场力大小为12.小明同学欲将满偏电流、内阻的电流计G改装成量程为的电流表，他应选择下面_________（填“甲”或“乙”）实验电路设计图，电阻R的阻值应为_________（保留两位有效数字）：改装完成后，在某次测量中，电流表的指针指到图丙所示位置，则该电流为_________。【答案】①.甲②.0.50③.1.70【解析】【详解】[1][2]根据并联分流的原理知，小明同学欲将电流计G改装成量程为的电流表，他应选择下面甲实验电路设计图，有解得电阻R的阻值应为[3]改装完成后，在某次测量中，电流表的指针指到图丙所示位置，则该电流为。13.某兴趣小组利用多用电表测量某种电池的电动势E和内阻r（约），其实验电路如图甲所示，其中R为电阻箱，定值电阻，实验步骤如下：（1）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，将一支表笔接电路中的a点，闭合开关S，另一支表笔接电路中的_________（选填“b”或“c”）点，调节电阻箱并记下其阻值R和电压表的示数U，接a点的那支表笔是_________（选填“红”或“黑”）表笔；（2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U；（3）以为纵轴、为横轴，根据实验数据作出图线如图乙所示；（4）若不考虑多用电表对电路的影响，结合图乙可知，电池的电动势_________，内阻_________（计算结果均保留两位有效数字）。若考虑多用电表内阻的影响，则电源内阻的测量值_________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】①.②.黑③.9.1④.1.7⑤.小于【解析】【详解】（1）[1]由于电池内阻r较小，为了使路端电压变化明显，应增大电源的等效内阻，即另一支表笔接电路中的b点。[2]电路中的a点电势最高，根据多用电表“红进黑出”原则可知，接a点的表笔应当是黑表笔。（2）[3][4]由闭合电路的欧姆定律有即结合图像有，解得，[5]考虑到多用电表的分流，设直流电压挡的内阻为，电动势的真实值为，测量值为，则即测量值小于真实值。14.如图甲所示，一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值为，线圈与电阻R、平行板电容器C组成闭合回路。电阻值，电容器电容，板间距离。在线圈中有垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。求：（1）线圈产生的感应电流的大小；（2）a、b两端的电压的大小；（3）电容器所带的电荷量和两板间的场强。【答案】（1）I=0.5A；（2）4.5V；（3）4.5×103C，22.5V/m，从上极板指向下极板【解析】【详解】（1）设线圈产生的感应电动势为E，有又解得E=5VI=0.5A（2）设a、b两端的电压为U，有解得U=4.5V（3）电容器所带的电荷量解得Q=4.5×103C两板间的场强解得E=22.5V/m场强方向从上极板指向下极板（“向下”、“竖直向下”等等描述也正确）。15.如图所示，电荷量为Q的正点电荷固定于O点，倾角的绝缘斜面体固定在水平面上，质量为m的光滑带电小球（可视为点电荷）放在斜面上的A点时处于静止。OA连线水平，长度为L，B、C为斜面上两点，，OB垂直于斜面。已知静电力常量为k，重力加速度为g。（1）求小球所带电荷量的大小q；（2）若在A点给小球一个沿斜面向下的初速度。①求小球运动到C点时的动能。②已知在电荷量为Q的正点电荷电场中，一个电荷量为q的正点电荷从无穷远移到距离Q为r处克服电场力做功为，求小球经过B点的动能。【答