浙江省杭州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案）2

浙江省杭州市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：__________题号一二三总分评分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1．下列物理量是标量的是（）A．电场强度 B．电流强度 C．磁感应强度 D．冲量2．下列关于书中的几幅图片说法正确的是（）A．真空冶炼炉是利用交变电流直接产生热能，从而融化炉内金属的B．运输毫安表时正负极连接导线利用了电磁驱动C．显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在水平方向偏转D．根据穿过铅板的正电子的轨迹变化可以知道空间的磁场方向是垂直纸面向里3．如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器．它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时（）A．电路中的电流减小，油箱油面降低B．电路中的电流减小，油箱油面升高C．电路中的电流增大，油箱油面降低D．电路中的电流增大，油箱油面升高4．如图所示电路中，E为电池，R1、R2为可变电阻，R为定值电阻，C为平行板电容器，闭合开关SA．增大R1的阻值 C．减小R2的阻值 5．如图所示的电路中，理想变压器的原线圈的匝数n1=800匝，副线圈的匝数n2=200匝，交流电源的电动势A．V1的示数约为311V B．AC．交流电源的输出功率为27.5W D．交流电源的频率为100Hz6．如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（）A．男孩和木箱组成的系统机械能守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量7．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（）A．充电宝输出的电功为UItB．充电宝产生的热功率为IC．手机电池产生的焦耳热为UD．手机电池储存的化学能为UIt−8．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48N/C，则A．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷B．把q＝10－9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9NC．EC＝12N/CD．EC＝24N/C9．如图所示为远距离输电原理图，图中的电压表、电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，发电机输出的电压恒定．若电压表V2A．电压表V1示数减小 B．电流表AC．电流表A2示数增大 10．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（）A．开关S闭合时，灯泡A比B先亮B．开关S闭合时，灯泡A，B同时亮，最后一样亮C．开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后保持不变D．开关S断开瞬间，A，B都闪亮一下逐渐熄灭11．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0<θ<π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（）A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B．若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短12．如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（）A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的T2B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的T4C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的3T4D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷13．如图所示，一个半径为L的金属圆盘在水平向右的匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，这样构成一个法拉第圆盘发电机。假设其电动势为E，等效内阻为r。下列说法正确的是（）A．法拉第圆盘发电机的电动势为E=BL2ωB．流过电阻R的电流方向为C→R→DC．电阻R越大，电源的效率越高D．电源的输出功率为B二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）14．磁流体发电是一项新兴技术．如图所示，平行金属板之间有一个很强的匀强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向以一定速度喷入磁场．图中虚线框部分相当于发电机．把两个极板与用电器相连，则（）A．用电器中的电流方向从B到AB．用电器中的电流方向从A到BC．若只增强磁场，发电机的电动势增大D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大15．如图是交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈abcd绕垂直于磁场方向的水平轴OOA．交流电压表示数为10VB．线圈转速为2.5r/sC．当线圈处于图示与磁感线平行位置时穿过线圈的磁通量变化率最大D．线框由图示与磁感线平行位置转14三、非选择题（本题共5小题，共55分）16．用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件：（1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。（2）若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，若要使电流计指针向左偏转，请写出一项可行的操作：。17．某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：电流表A1滑动变阻器R1滑动变阻器R2电压表V1电流表A2开关，导线若干（1）选用合适器材后，为减小误差，应选择（填写A或B）电路进行测量。（2）某次测量时电压表示数如图1，则读数为V；（3）另外一个同学为了减小计算误差，将测得的数据在坐标纸上描点如图2，并根据图像上的点利用合适的方法求出电动势E为V，内阻r为Ω。（均保留小数点后两位）18．在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为m1的钢球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的空心钢球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，（1）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1>m（2）某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向，如图2所示。下列相关说法正确的是____。A．造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球碰撞后速度过大B．测出OP、OM、ON之间的距离，可探究两球在碰撞过程中是否有机械能的损失C．两球在碰撞过程中动量不守恒19．如图所示，光滑的冰面上有一质量为M=2kg的小车处于静止状态，小车上表面为一半径为R的14光滑圆弧曲面。某一时刻，一质量为m=1kg的小球自左端以水平速度v0=3m/s冲上小车，已知当m处于最高点时，m上升高度小于R（1）当m处于最高点时，小车M的速度。（2）m上升的最大高度。（3）小球自左端以水平速度v0冲上小车到小球到达最高点的过程中，小车M对小球m20．如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器（1/4圆弧）和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经水平的加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直水平边界PQ进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。则：（1）极板M和极板N哪个极板的电势高？（2）极板M、N间的电压U多大？（3）粒子从进入静电分析器开始到打到胶片上Q点所经历的时间？21．如图所示，两根相距为L=0.5m的金属导轨平行固定放置，左半部分倾斜且粗糙，倾角θ=37°，处在磁感应强度为B=0.5T的竖直向上的匀强磁场中；右半部分水平且光滑，处在磁感应强度为B=0.5T的竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻均不计。在导轨上水平放置金属杆ab、cd，两杆的质量均为m=0.01kg，长度恰好与导轨间距相同。其中，ab棒电阻为r=0.5Ω，cd棒和R的电阻均为（1）当cd杆所受静摩擦力为0时，求流过cd杆电流的大小和方向；（2）求从ab杆开始运动，经过多少时间cd杆所受静摩擦力变为0？（3）从ab杆开始运动到cd杆所受静摩擦力变为0的过程中，求通过ab杆的电荷量。22．某环保设备可用于离子的检测和分离，其简化原理如图所示。Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为电场检测区，Ⅲ区为磁场分离区。已知Ⅰ区中AB和CD两极间电压为U1。Ⅱ区中CE和DF两极板间电势差为U2，两板间距离为d，板长为L。Ⅲ区中分布有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B0，方向垂直纸面向里。EF边上安装有离子收集板GP，收集板下端留有狭缝PF。已知U1=U2=200V，（1）要使比荷为k=4.0×106C/kg的离子，能沿直线通过CE、DF两极板间电场，可在CE、DF（2）要使尽量多离子从EP下方狭缝进入磁场，求狭缝PF宽度的最小值dmin；（3）若要将两种比荷分别为k1=4.0×108C/kg和k

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】磁感应强度、电场强度、冲量为矢量，既有大小，又有方向；电流是标量，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】利用矢量和标量的定义可得出结论。2．【答案】D【解析】【解答】A.真空冶炼炉是利用交变电流形成变化的磁场，从而在金属中产生涡流利用涡流的热效应融化炉内金属，A不符合题意；

B.运输毫安表时正负极连接导为了防止运输过程指针摆动损坏电表，故利用了电磁阻尼，B不符合题意；

C.显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在竖直方向偏转，C不符合题意；

D.根据穿过铅板的正电子的轨迹向右偏，可以知道空间的磁场方向是垂直纸面向里，D符合题意。

故答案为：D

【分析】利用实验器材的工作机理得出结论。3．【答案】D【解析】【解答】解：当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，R接入电路的有效电阻减小，则回路的总电阻减小，由欧姆定律知，电路中的电流增大，故ABC错误，D正确．故选：D【分析】根据油箱油面升高或降低，分析R有效电阻的变化，由欧姆定律判定电路中电流的变化．4．【答案】C【解析】【解答】闭合开关后，电容器支路短路，两端电压与R两端电压相同；

A.增大R1，对电路无影响，A不符合题意；

B.增大电容器两极板间距离，由C=可知电容减小，由C=可知，电荷量减小，B不符合题意；

C.减小R2阻值，可知电路电流增大，R两端电压增加，由C=可知，电荷量增加，C符合题意；

D.将电容器两极板错开，即电容器正对面积减小C=可知电容减小，由C=可知，电荷量减小，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用电容器的定义式和决定式，结合电容器在闭合电路中的动态分析可得出结论。5．【答案】C【解析】【解答】A.电压表测量的是有效值，所以电压表V1的示数U1=Em2=22022V=220V，A不符合题意；

B.副线圈电压U2=n2n1U1=55V，副线圈电流I2=U6．【答案】C【解析】【解答】A.两物体动能增加，系统机械能不守恒，A不符合题意；

BC.男孩、小车与木箱三者组成的系统只有内力作用，则系统的动量守恒，B符合题意；

D.小孩推力的冲量等于木箱的动量的变化量，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用机械能守恒定律和动量守恒定律的涵义可得出结论。7．【答案】A,D【解析】【解答】A.充电宝的输出电功为W=UItA符合题意；

B.假设充电宝内部电阻为r'，则充电宝产生的热功率为I2r'，I2U则焦耳热不等于U2rtE=UIt−D符合题意。

故答案为：AD

【分析】利用电功和电功率的表达式，结合非纯电阻电路的特点可得出结论。8．【答案】C【解析】【解答】A.由题可知，A处点电荷在B处的场强方向向右，大小为48N/C，要使EB=0，则可在C处放一个+Q的点电荷，A不符合题意；

BCD.可知，AC=2AB，由E=可知E若把q＝10－9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为1.2×10－8N，C符合题意，BD不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用点电荷的场强表达式，结合场强的叠加原理，可得出结论。9．【答案】C【解析】【解答】ABC.若电压表V2示数减小，则降压变压器原线圈电压U减小，输电电路电压关系有UU1不变，说明电流增加，则A1、A2示数增大，AB不符合题意，C符合题意；

D.由P=UI可知，发电机功率增大，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用变压器的基本原理，结合输电电路的特点可得出结论。10．【答案】C【解析】【解答】ABC．当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，C符合题意，AB不符合题意；

D．S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；而A中由于电感中产生感应电动势，使A闪亮一下后逐渐熄灭，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】电感在内部电流发生变化时会产生一种阻碍作用，当电流增大时会产生反向电动势使电流缓慢增大，在接通瞬间看作是电阻极大；当电流减小时，会产生同向电动势，使电流缓慢减小，相当于电源。11．【答案】A【解析】【解答】A.若v一定，则粒子做圆周运动半径R=一定，粒子在磁场中偏转的时间t=故θ越大，粒子在磁场中运动的时间越短，A符合题意；

B.粒子离开磁场的O距离为d=2Rθ为锐角时，θ越大，距离越大；θ为钝角时，θ越大，距离越小，B不符合题意；

C.粒子做圆周运动的角速度为ω=可知角速度与速度无关，C不符合题意；

D.若θ一定，则粒子在磁场中偏转时间一定，D不符合题意。

故答案为：A.

【分析】利用带电粒子在有界磁场中偏转的特点，结合几何关系可得出偏转时间和偏转距离的特点。12．【答案】B【解析】【解答】A.图乙中的a是电场能最大的时刻，之前电容器充电，电流方向沿顺正方向，对应图甲中的T时刻，A不符合题意；

B.图乙中的b是磁场能最大的时刻，此后电容器放电，则此后T4时间内回路电流为顺时针，电流方向为正，B符合题意；

C.图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，电容器充电，由楞次定律可得电流为逆时针，对应图中的T4时刻，C不符合题意；

D.图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，电容器充电，由楞次定律可得电流为顺时针，则上极板充上正电荷，D不符合题意。

故答案为：B13．【答案】C【解析】【解答】A.法拉第圆盘发电机电动势为E=A不符合题意；

B.由右手定则可知，电流方向由C→D→R，B不符合题意；

C.电源的效率η=可知电阻R越大，电源的效率越高，C符合题意；

D.电源的输出功率为P=D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用动生电动势的表达式，可求出电动势的大小；结合电路结构，可求出电源的效率和输出功率的大小。14．【答案】B,C,D【解析】【解答】首先对等离子体进行动态分析：开始时由左手定则判断正离子所受洛伦兹力方向向上（负离子所受洛伦兹力方向向下），则正离子向上板聚集，负离子则向下板聚集，两板间产生了电势差，即金属板变为一电源，且上板为正极下板为负极，所以通过用电器的电流方向从A到B，B符合题意，A不符合题意；此后的正离子除受到向上的洛伦兹力f外还受到向下的电场力F，最终两力达到平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，因f=qvB，F=qEd，则qvB=qE故答案为：BCD．

【分析】利用左手定则可以判别离子的偏转方向进而判别电流的方向；利用平衡可以判别电动势的影响因素。15．【答案】B,C【解析】【解答】A.交流电压表的示数为U=A不符合题意；

B.由图乙可知周期T=0.4由n=B符合题意；

C.当线圈处于图示与磁感线平行位置时，下一时刻速度与磁感线垂直切割，则穿过线圈的磁通量变化率最大，C符合题意；

D.线框由图示与磁感线平行位置转14圈，小灯泡消耗的电能为

Q=I2RT416．【答案】（1）（2）将线圈B往上拔出【解析】【解答】（1）灵敏电流计接下端闭合线圈A，电路结构接上端闭合线圈B；

（2）电流计指针右偏，可知产生感应电流的磁通量减小，故将线圈B往上拔出。

【分析】（2）根据楞次定律的规律可得出结论。17．【答案】（1）B（2）1.20（3）1.48；1.09【解析】【解答】（1）电池内阻较小，电压表分流忽略不计，故使用B进行测量；

（2）电压表选择3V量程的V1，故读数为1.20V；

（3）描点作图，如图

由E=U+Ir可知U=-rI+E由图可知，电动势E=1.48内阻r=1.09【分析】（3）利用电源电动势的U-I图特点，结合图线斜率和截距可得出电动势和内阻的大小。18．【答案】（1）m（2）B【解析】【解答】（1）可知，若两球相碰前后动量守恒，则有m即m整理可得m（2）A.造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球碰撞过程不是正碰，A不符合题意；

B.测出OP、OM、ON之间的距离，可探究两球在碰撞过程中是否有机械能的损失，B符合题意；

C.两球在碰撞过程中动量守恒，C不符合题意。

故答案为：B。

【分析】利用动量守恒定律，结合实验特点可得出结论。19．【答案】（1）解：小球、小车水平方向动量守恒，当m处于最高点时，有m解得小车M的速度为v=1m/s（2）解：根据机械能守恒有1m上升最大高度为h=0（3）解：小球自左端以水平速度v0W−mgh=解得小车M对小球m做的功为W=−1J【解析】【分析】（1）当m处于最高点时，两物体共速，利用动量守恒定律可求出速度的大小；（2）在共速的基础上，利用机械能守恒定律可求出上升的最大高度；（3）利用动能定律可求出小车对小球做的功。20．【答案】（1）解：粒子进入静电分析器后在电场力作用下偏转，可知粒子带正电，极板M比极板N电势高才能使粒子加速，所以M比极板N电势高；（2）解：对于加速过程，有qU=在静电分析器中，由电场力充当向心力，则有qE=m由上两式可知U=（3）解：在磁