广东省广州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案）

广东省广州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、选择题（共7小题，满分28分，每小题4分）1．关于公式B=FIL和A．由B=FB．由B=FC．B=FIL和D．由B=F2．如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60∘的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该A．0 B．0.5BIl C．BIl D．2BIl3．六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O为六边形的中心，通过长直导线a、b、c、d、e、f的电流分别为I1、I2、I3、IA．0 B．B C．3B D．4．一横截面积为2.4×10A．电阻率随温度的升高而减小B．热功率跟导体中电流的平方成正比C．两端电压为1V时，功率为0D．两端电压为2V时，电阻率为6×15．关于科学家及他们的物理成果，下列说法正确的是（）A．牛顿提出了分子电流假说B．库仑通过实验研究得出了库仑定律C．特斯拉发现了电流的磁效应D．奥斯特利用电磁场理论发明了回旋加速器6．有一个孤立的平行板电容器，两个极板带有等量的正、负电荷。在保持所带电量不变的情况下，仅改变两极板间的距离d，下列说法正确的是（）A．极板间的距离d加倍，极板间的场强E变为原来的1B．极板间的距离d加倍，极板间的场强E变为原来的2倍C．极板间的距离d减半，极板间的场强E变为原来的4倍D．极板间的距离d减半，极板间的场强E没有发生变化7．某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，RL为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现减小光照强度，则下列判断正确的是（）A．电源的效率变小 B．A灯和B灯都变亮C．R0两端电压变大 D．电源内部发热的功率不变二、多选题（共3小题，满分18分，每小题6分）8．如图，矩形闭合导线框与匀强磁场垂直，下列做法一定能使线框中产生感应电流的是（）A．使线框垂直于纸面平动 B．使线框在纸面内平动C．将线框的形状逐渐变为圆形 D．以线框的某一条边为轴转动9．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图，A为带电极板，实线为除尘器内电场的电场线，虚线为某粒带电粉尘的运动轨迹，P、Q为其运动轨迹上的两点，下列说法正确的是（）A．带电粉尘在P点的动能大于在Q点的动能B．带电粉尘在P点的电势能大于在Q点的电势能C．该带电粉尘带负电D．该带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小FP>FQ10．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为l。在C、D两点分别固定电荷量均为+q的两个点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A．A、B两点的场强大小相等B．A点的场强大小为2kqC．A点电势高于B点D．将一负电荷从A点移动到B点，电场力做功为零三、实验题（共2小题）11．（1）用螺旋测微器（千分尺）测金属导线的直径，其示数如甲图所示，该金属导线的直径为____mm。用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是____mm。（1）用多用电表的欧姆挡测电阻．机械调零、欧姆调零后，用“×100”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是____。A．被测电阻值很大B．被测电阻值很小C．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×1k”挡，重新欧姆调零后再测量D．为了把电阻值测得更准一些，应换用“×10”挡，重新欧姆调零后再测量12．硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用实验研究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系，实验电路如图甲所示，图中R0为定值电阻。（1）实验①：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I关系如图乙中的曲线a所示。由此可知该电池的电动势约为V，短路电流约为μA，该电池的内阻（选填“是”或“不是”）常数。（2）实验②：减小实验①中光的强度，重复实验，测量得到该电池的U-I关系如图乙中的曲线b所示。若用该硅光电池给阻值不变的用电器供电，为使电源效率更高，应选择用实验（选填“①”或“②”）中的光强度照射硅光电池，理由是。四、计算题（共3小题）13．如图所示，一带电粒子比荷为qm（1）带电粒子到达PQ位置时的速率v1；（2）PQ、MN间匀强电场的电场强度E的大小；（3）a、b两点间的电势差。14．如图所示，一电荷量为q的带电粒子，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，射出磁场时的速度方向与入射方向的夹角θ=30°，求：（1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径r；（2）带电粒子的质量m；（3）带电粒子穿过磁场的时间t。15．如图所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹．它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出．设两轨道间距离为d=0.10m，匀强磁场的磁感应强度为B=40T，电流恒定，I=2000A，轨道长度为L=20m，炮弹的质量为m=20g，忽略一切阻力．求：（1）弹体的加速度大小；（2）弹体最终获得的速度大小；（3）磁场力对弹体的最大功率．

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】AB、一个磁场中某点的磁感应强度与磁场自身性质有关，与电荷和导线所受磁场力大小无关，AB错误。

C、根据B=和B=都是比值形式定义的磁感应强度，不存在正反比关系，C正确。

D、当速度方向与磁场方向平行时，电荷不受磁场力的作用。D错误。

故答案为：C

【分析】B=FIL和2．【答案】C【解析】【解答】v形导线的有效长度为l，则所受安培力的大小为F=BIlC正确。

故答案为：C

【分析】安培力的表达式为F=BIl，l为垂直磁场方向通电导线的有效长度，即初末位置的连线。3．【答案】A【解析】【解答】由磁场的叠加原理和导线产生磁场的表达式B=k可知，移除导线e之前，O点的磁感应强度为6B，则b、d、f导线的电流时a、c、e电流的2倍，移除导线e后，根据B=k和矢量的平行四边形定则可知，e处的磁感应强度为0，A正确。

故答案为：A

【分析】根据电流周围磁感应强度的表达式B=kI4．【答案】D【解析】【解答】A、由图可知该导体的电阻随温度升高而增大，则电阻率随温度升高而增大，A错误。

B、导体电阻发生变化，由P=可知热功率与电流的平方不成正比，B错误。

C、由图像可知导体两端电压为1v时，电流为0.26A，则功率为0.26W，C错误。

D、两端电压为2v时，电流为0.4A，电阻为5Ω，则电阻率为ρ=D正确。

故答案为：D

【分析】根据导体的伏安特性曲线和欧姆定律计算电阻的大小，再由电阻定律计算电阻率。5．【答案】B【解析】【解答】A、安培提出了分子电流假说，A错误。

B、库仑通过实验得到了库仑定律，B正确。

C、安培发现了电流的磁效应，C错误。

D、劳伦斯发明了回旋加速器，D错误。

故答案为：B

【分析】安培提出了分子电流假说，发现了电流的磁效应；库仑通过实验得到了库仑定律，劳伦斯发明了回旋加速器。6．【答案】D【解析】【解答】对于平行板电容器，两板间的电场强度E=其中k为静电力常量，ε为介电常数，S为两板正对面积，Q为电容器所带电量，这些都为常量，且与两板间距d无关，所以电场强度E不变。故答案为：D。

【分析】当板间距离变化可以判别电容的大小变化，结合电容的定义式可以判别当电荷量不变时其电场强度保持不变。7．【答案】B【解析】【解答】A、光照强度减小，光敏电阻阻值增大，外电阻增大，电源效率变大，A错误。

B、光照强度减小，光敏电阻阻值增大，由串反并同可知，通过两个灯泡的电流均增大，则两灯均变亮，B正确。

C、由串反并同可知，通过R0的电压和电流均减小，C错误。

D、总电阻增大，电源电动势不变，则通过电源内部的电流减小，内部发热功率减小，D错误。

故答案为：B

【分析】对电路进行分析，根据闭合电路欧姆定律和“串反并同”的规律分析各个电路元件的电压和电流变化情况。8．【答案】C,D【解析】【解答】A、线框垂直于纸面平动，磁通量不变，无感应电流产生，A错误。

B、使线框在纸面内平动，磁通量不变，无感应电流产生，B错误。

C、将线框形状变为圆形，面积变大，磁通量发生改变，有感应电流产生，C正确。

D、以线框某一条边为轴转动，穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生，D正确。

故答案为：CD

【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会有感应电流产生。9．【答案】B,C【解析】【解答】D、由图可知Q点的电场强度大于P点的电场强度，则所受电场力FD错误。

C、粉尘做曲线运动，所受合外力指向运动轨迹的凹侧，则电场力与电场线方向相反，粉尘带负电，C正确。

AB、沿电场线方向电势逐渐降低，则P点电势小于Q点电势，粉尘带负电，则P点电势能大于Q点的电势能，故P点的动能小于Q点的动能，B正确，A错误。

故答案为：BC

【分析】根据电场线的疏密判断两点电场强度的大小关系，再由运动轨迹判断所受电场力的方向，进而判断电荷的电性。10．【答案】A,D【解析】【解答】A、A和B距离两点电荷的距离和角度都相同，则两点电场强度叠加后大小相等，A正确。

B、A点的电场强度为两电荷产生的电场强度的矢量和，由平行四边形定则，可知A点的电场强度大小为3B错误。

CD、由电场线的分布情况可知，A点电势和B点电势相等，将负电荷从A移动到B电场力做功为零，C错误，D正确。

故答案为：AD

【分析】根据点电荷周围电场强度的决定式E=kq11．【答案】（1）A；C【解析】【解答】（1）金属丝的直径为d=8.471铅笔的长度为L=100.60（2）欧姆表指针偏角很小，说明待测电阻过大，需要更换更大的倍率进行测量，故答案为：AC

【分析】（1）螺旋测微器需要进行估读，游标卡尺不需要估读

（2）欧姆表测量电阻时指针从无穷大开始偏转，偏角过小，说明电阻过大，需要更换大的倍率进行测量。12．【答案】（1）2.67（2.60～2.70）；295（290～300）；不是（2）①；分别用实验①②中所用光的强度照射硅光电池时，电池的电动势相差不大，过原点做一条倾斜直线分别与a、b相交，交点纵坐标即对应路端电压，由此可知：两电源分别对同一阻值不变的电阻供电时，a图线对应路端电压明显大于b图线，根据电源效率η=I2R外【解析】【解答】（1）由图像可知该电池的电动势为2.67v，短路电流为295μA，图像斜率发生变化，则内阻不是常数。

（2）分别用实验①②中所用光的强度照射硅光电池时，电池的电动势相差不大，过原点做一条倾斜直线分别与a、b相交，交点纵坐标即对应路端电压，由此可知：两电源分别对同一阻值不变的电阻供电时，a图线对应路端电压明显大于b图线，根据电源效率η=外电路电阻相等时，电源内阻越小，电源效率越高，（过坐标原点作斜线，与图线a、b相交）用实验①中的光强度照射硅光电池，电池的内电阻比较小，所以电源效率比较高。

【分析】图像与纵轴的交点是电源的电动势，与横轴交点为短路电流，图像的斜率表示电源的内电阻。13．【答案】（1）由动能定理得qU=代入数据得v1=104m/s（2）带电粒子在PQ、MN间匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向d=v1t沿电场方向vy=at牛顿第二定律qE=ma由题意得tan代入数据得E=1.0×103N/C=1.0×103N/C（3）由动能定理得q代入数据得Uab=200V【解析】【分析】（1）对粒子进行受力分析，根据动能定理计算到达PQ位置时速度的大小。

（2）带电粒子在PQ、MN间匀强电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的运动规律和牛顿第二定律计算电场强度的大小。

（3）对ab两点间进行分析，根据动能定理计算两点的电势差大小。14．【答案】（1）由几何关系可知，粒子的轨迹半径为r=（2）由牛顿第二定律得qvB=m解得m=（3）由几何知识得到，轨迹的圆心角为θ=30t=【解析】