辽宁省2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

辽宁省2023-2024学年高二上学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，管中盐水柱长为30cm时，测得电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至40cm（盐水的体积不变，仍充满橡胶管），则盐水柱的电阻为（）A．34R B．43R C．2．如图所示，三根长度均为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，直线电流C的质量为m，重力加速度为gA．水平向右，μ=3B0C．水平向右，μ=3B03．如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（）A．导体棒向左运动B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELC．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELD．开关闭合瞬间导体棒的加速度BEL4．如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60°，不计重力，则v1A．12 B．33 C．325．一质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度均为1m的绝缘细线悬挂于天花板的顶端，现在金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒从最低点向右摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为37°，已知一切阻力可忽略不计，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列正确的说法是（）A．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能守恒B．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少C．通入金属棒中的电流为9AD．通入金属棒中的电流为4A6．如图所示，线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为n匝和2n匝．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）A．1：1 B．1：n C．1：4 D．1：4n7．如图所示，一通电直导线在竖直向上的匀强磁场中静止于光滑斜面上，电流方向垂直于纸面向外。保持磁场强弱不变，仅把磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至转到水平向右，若要通电导线始终保持静止，则应控制导线内的电流（）A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大8．如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于底面向里，磁感应强度的大小B=0.60T，磁场内有一块较大的平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l=8cm处，有一个点状的α粒子放射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v=1.5×106m/s，已知α粒子的电荷量与质量之比qm=5.0×107A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm二、多选题9．如图所示，平行金属板中有一个带电油滴悬浮在两板间的P点，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4A．油滴带负电，将向下运动B．P点的电势升高C．电源的效率变低D．若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，则|ΔU|10．某同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA，内阻为1.5kΩ）改装成有两个量程的电流表。设计电路如图所示，其中定值电阻R1=60Ω，R2=240Ω。则下列说法正确的是（）A．当开关S接A端时，该电流表的量程为1.5mAB．当开关S接A端时，该电流表的量程为1mAC．当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时大D．当开关S接A端时，该电流表的量程比接在B端时大11．图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率v随时间t变化如图乙，已知乙tn时刻粒子恰射出回旋加速器，不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间，下列判断正确的是（）A．高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1B．vC．粒子在电场中的加速次数为vD．在粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B及D形金属盒的半径r不变的情况下，粒子的加速次数越多，粒子的最大动能一定越大12．如图所示，边长为2a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为−q（q>0）的同种带电粒子（不计重力），从AB边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域（均垂直于磁场方向射入），下列说法正确的是（）A．若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最大速率为3B．若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子速率最小时，在磁场中运动的半径为3C．若粒子均垂直于AB边射入，则粒子不可能从BC边上距B点2−3D．若粒子射入时的速率为3Bqa2m三、实验题13．某物理兴趣小组测量一段某材料制成的电阻丝Rx（1）先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d，示数如图甲所示，其直径d=mm；再用刻度尺测出电阻丝R（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用（选填“×1”或“×100”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示；（3）为了准确测量电阻丝的电阻Rx①闭合S1，当S2接a时，电压表示数为U1，电流表示数为I1；当S2接b时，电压表示数为U2②根据电阻定律计算出该电阻丝的电阻率ρ=（用Rx14．学校物理兴趣小组为了测定某金属探测仪的电池的电动势（9V左右）和内阻（40Ω左右），设计了如图甲所示的电路，允许通过电池的最大电流为100mA，R0（1）实验室备有的保护电阻R0A．10Ω B．50Ω C．1000Ω（2）该小组首先正确得出1U与1R0+R的关系式为1U=（用E、r、R0和R表示），然后根据测得的电阻值R和电压表的示数U，正确作出1U四、解答题15．一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示．电动机内电阻r0=0.4Ω，电路中另一电阻R=10Ω，电源电动势E=180V，内阻r=2Ω，电压表的示数（1）通过电动机的电流；（2）输入电动机的电功率；（3）若电动机以v=1m/s的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量。（g取10m/s16．如图所示电路中，电源电动势E=12V，电源内阻不计，电阻R1=18Ω，R2=6Ω，R3=2Ω，（1）电容器哪个极板带正电，所带的电荷量多大；（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R17．如图所示，在光滑绝缘水平面上建立平面直角坐标系xOy，第一象限存在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场；第四象限存在如图所示的匀强电场，电场线与x轴夹角为45°。一带负电的小球a，质量为m，电量绝对值为q，从坐标原点射入磁场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，其恰好能与静止在（x0，0）处的质量为2m的带电小球b发生弹性正碰。已知碰撞前后两球的电量和电性均没有发生变化，碰撞后的两球不会再次相遇。求：（1）小球a射入磁场时的初速度的大小；（2）碰撞后小球b速度的大小；（3）若碰后经过一段时间，小球b沿着碰前小球a的轨迹回到坐标原点，请确定小球b的电性和电量。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】将管中盐水柱均匀拉长至40cm，则溶液的横截面积为原来的34，根据欧姆定律R=ρ30cm得R故答案为：D。

【分析】根据欧姆定律得出盐水柱的电阻。2．【答案】A【解析】【解答】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，C受力如图所示根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，可得B再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为FC位于水平面恰好处于静止状态，则摩擦力的方向水平向右，且有f=μmg=解得μ=故答案为：A。

【分析】根据点电荷周围电场强度的表达式以及电场强度的合成和共点力平衡得出动摩擦因数的表达式。3．【答案】D【解析】【解答】A．开关闭合，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指向为垂直磁感线向右，从而导致导体棒向右运动。A不符合题意；BC．当开关闭合后，根据安培力公式F=BIL闭合电路欧姆定律I=可得F=BC不符合题意；D．当开关闭合后，安培力的方向与导轨成90∘−θ的夹角，由牛顿第二定律可知ma=解得a=D符合题意。故答案为：D。

【分析】开关闭合后根据左手定则得出安培力的方向，从而得出导体的运动情况，当开关闭合后，利用安培力的表达式和欧姆定律得出F的表达式，结合牛顿第二定律得出加速度的表达式。4．【答案】B【解析】【解答】粒子在磁场中做匀速圆周运动，已知粒子入射方向和出射方向，利用两速法可以画出轨迹的圆心，如图所示：设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系则第一次的半径为：r同理可得第二次的半径为：r根据牛顿第二定律有：qvB=可得v=所以v故答案为：B。

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小比值。5．【答案】D【解析】【解答】AB．金属棒的长度用l表示，细线的长度用R表示，则在金属棒上升过程中，安培力做正功，机械能一直增加，AB不符合题意；CD．由动能定理知W安－W重＝0即BIlRsin37°＝mgR（1－cos37°）代入数据解得I＝4AC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据安培力的表达式以及功能关系得出机械能的变化情况，结合动能定理得出电流的大小。6．【答案】A【解析】【解答】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为Φ=BS半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为S=π结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是Φ=πB与线圈的大小无关，与线圈的匝数无关，A符合题意，BCD不符合题意。A符合题意。故答案为：A

【分析】根据磁通量的表达式得出穿过该面的磁通量，磁通量与线圈的大小和匝数无关。7．【答案】D【解析】【解答】当磁场竖直向上时，由左手定则可判断安培力方向，对小球受力分析，小球受竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，和水平向右的安培力，如图所示由图可知，磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至转到水平向右，则安培力方向也顺时针旋转，直至转到竖直向上，由几何关系可知，安培力先减小后增大，由于安培力为F则导线内的电流先减小后增大。故答案为：D。

【分析】根据左手定则得出啊安培力的方向，对小球进行受力分析，根据共点力平衡和安培力的表达式进行分析判断应控制导线内的电流变化情况。8．【答案】B【解析】【解答】α粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有qvB=m解得R=由于2R>l>R，因此，向不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点；再考虑N的右侧。任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R，以2R为半径、S为圆心作圆，交ab于N右侧的P根据几何关系可得NN则感光板ab上被α粒子打中区域的长度L=N故答案为：B。

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，从而得出轨道半径的表达式，结合几何关系得出感光板ab上被α粒子打中区域的长度。9．【答案】A,C【解析】【解答】A．油滴原来静止在电容器内，受向上的电场力平衡重力，由图可知电容器内部电场方向向下，则油滴带负电。当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，则电容器两端电压减小，电容器内场强减小，油滴所受电场力将小于重力，将向下运动，A符合题意；B．P点的电势等于P点与下极板（接地，电势为零）的电势差，由U=Ed可知，E减小，P与下极板间距不变，所以电势差减小，P点电势降低，B不符合题意；C．电源的效率为η=当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值减小，外电阻R减小，电源的效率变低，C符合题意；D．根据闭合电路欧姆定律U=E−I(r+解得|ΔU|D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】对油滴进行受力分析，根据共点力平衡以及闭合电路欧姆定律得出油滴的电性以及油滴的运动情况，结合闭合电路欧姆定律得出电压表、电流表的示数变化量比值大小。10．【答案】A,C【解析】【解答】AB．由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，满偏时电流表两端的电压为Ug=IgRg=250×10－6×1.5×103V=0.375V此时R1和R2的电流为I=所以总电流为I总=Ig＋I=1.5mA即量程为0~1.5mA，A符合题意、B不符合题意；CD．当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大，所以比接在A端时大，C符合题意、D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】根据欧姆定律得出电流表满偏时电表两端的电压，结合闭合电路欧姆定律和并联电路的分流作用得出改装后电流表的量程，当开关S接B端时利用串并联电路的特点和欧姆定律得出电流表的量程比接在A点时的大小。11．【答案】B,C【解析】【解答】A．带电粒子在回旋加速器中每运行一周电场加速两次，高频电源的变化周期应该等于2（tn-tn-1），A不符合题意；B．根据动能定理得qU=2qU=3qU=解得vB符合题意；C．粒子在电场中的加速次数为n=qU=解得n=C符合题意；D．粒子的最大动能为E根据牛顿第二定律得q解得E在粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B及D形金属盒的半径r不变的情况下，粒子的最大动能不变，D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】带电粒子根据动能定理得出加速三次后的速度之比，结合功能关系得出粒子在电场中加速的次数，通过牛顿第二定律得出粒子的最大动能的变化情况。12．【答案】C,D【解析】【解答】A．从BC边射出的粒子速度最大时，半径最大，则如图由几何关系R解得R根据qvB=m解得vA不符合题意；B．当从BC边射出的粒子速率最小时，半径最小，此时轨迹与BC边相切，则RB不符合题意；C．若粒子均垂直于AB边射入，则当轨迹与BC相切时r+解得BD=r则粒子不可能从BC边上距B点2−3D．若粒子射入时的速率为3Bqa2m粒子从BC边射出的时间最短时，轨迹对应的弦最短，最短弦为射入点到BC的距离，长度为32a，则由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为πD符合题意。故答案为：CD。

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系以及洛伦兹力提供向心力从而得出粒子的最大速度，结合粒子在磁场中的周期和时间的关系得出粒子在磁场中运动的时间。13．【答案】（1）0.200（2）×1（3）U1I【解析】【解答】（1）甲图中，螺旋上的20对应主尺的水平线，主尺上露出的示数是零，所以直径为0.200mm；（2）用多用电表测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明倍率过高，被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，用“×1”挡；（3）①当S2接a时，电压表测的是Rx、RA和R0的电压，电流表测的是Rx、RA和R0的电流，则有R当S2接b时，电压表测的是R0和RA的电压，电流表测的是R0和RA的电流，则R联立两式可得R②根据电阻定律R可得ρ=【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理得出电阻丝的直径；

（2）结合欧姆表的读数原理以及使用原理得出指针偏角过大是由于倍率太大；

（3）根据串联电路的特点以及欧姆定律得出待测电阻的阻值的表达式；结合电阻定律得出电阻率的表达式。14．【答案】（1）B（2）1E+【解析】【解答】（1）当变阻箱短路时，电路中通过的最大电流为100mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值约为R所以定值电阻应选50Ω的，故答案为：B。（2）由闭合电路欧姆定律可得U=变形得1由数学知识可知，图象中的截距0.1斜率5解得E=10Vr=50Ω【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律得出保护电阻的大小；

（2）根据闭合电路欧姆定律得出1U与115．【答案】（1）解：根据闭合电路欧姆定律有E=解得U电动机、电源和电阻R串联，通过的电流相等I=（2）解：输入