2023-2024年河北省保定市部分高中高二上學(xué)期12月期中考試物理試題

高二物理考試一、單項選擇題1.法拉第電動機(jī)原理如圖所示，條形磁鐵（極向上）豎直固定在圓形水銀槽中心，斜插在水銀中的金屬桿上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連，電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。此時從正面看，金屬桿受到的安培力（）A.在紙面內(nèi)斜向上 B.在紙面內(nèi)斜向下C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外【答案】C【解析】電源、金屬棒、導(dǎo)線和水銀組成閉合電路，金屬桿中有斜向上方的電流通過，磁感線方向斜向上，根據(jù)左手定則可知，題中圖示位置導(dǎo)電金屬桿受到的安培力垂直紙面向里。故選C2.如圖所示，是直流電阻可忽略的線圈，、、是三個相同的小燈泡，下列說法正確的是（）A.開關(guān)閉合瞬間，燈立即亮，、燈逐漸變亮B.開關(guān)閉合電路穩(wěn)定后，、燈都亮，燈不亮C.開關(guān)斷開后，、燈立即熄滅，燈逐漸熄滅D.開關(guān)斷開后，燈立即熄滅，、燈逐漸熄滅【答案】D【解析】A．開關(guān)閉合瞬間，、燈立即亮，線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增大，使得燈逐漸變亮，選項A錯誤；B．開關(guān)閉合至電路穩(wěn)定后，相當(dāng)于導(dǎo)線，則三燈都亮，選項B錯誤；CD．開關(guān)斷開后，燈立即熄滅，線圈中產(chǎn)生自感電流阻礙原電流的減小，則電流將在線圈與、燈之間形成新的回路，使得、燈逐漸熄滅，選項C錯誤，D正確。故選D。3.我國研制的新型防空驅(qū)逐艦采用“雙波段（波段和波段）”雷達(dá)系統(tǒng)，雷達(dá)發(fā)射的波段的頻率為，波段的頻率為，下列說法正確的是（）A.在空氣中波段的傳播速度大于波段的B.在空氣中波段的波長比波段的更短C.波段和波段的頻率都比紫外線的小D.波段能量子的能量比波段能量子的能量小【答案】C【解析】A．波段和波段均為電磁波，它們在空氣中的傳播速度相同，故A錯誤；B．根據(jù)，波段的頻率較大，可知在空氣中波段的波長比波段的更長，故B錯誤；C．波段和波段的頻率都比紫外線的小，故C正確；D．能量子的能量與其頻率成正比，波段能量子的能量大于波段能量子的能量，故D錯誤。故選C。4.某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻、的電壓與電流的關(guān)系如圖所示。用此電源和電阻、組成電路，、可以同時接入電路，也可以單獨(dú)接入電路。為使電源輸出功率最大，可采用的接法是（）A.將單獨(dú)接到電源兩端 B.將、并聯(lián)后接到電源兩端C.將、串聯(lián)后接到電源兩端 D.將單獨(dú)接到電源兩端【答案】A【解析】由圖可知，電源內(nèi)阻及、的阻值為，，，當(dāng)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，所以將單獨(dú)接到電源兩端，電源有最大輸出功率。故選A。5.如圖所示，粗細(xì)均勻的正六邊形線框由相同材質(zhì)的導(dǎo)體棒連接而成，頂點(diǎn)、用導(dǎo)線與直流電源相連接，若棒受到的安培力大小為，則整個六邊形線框受到的安培力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)的電阻為，由電阻定律可知的電阻為，若中的電流為，則中的電流為，棒受到的安培力大小，整個六邊形線框受到的安培力大小，故選B。6.如圖所示，真空中的為等邊三角形，點(diǎn)為邊的中點(diǎn)。分別在、、三點(diǎn)固定三個電荷量的絕對值均為的點(diǎn)電荷，固定在、點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電，固定在點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電。為使三角形的中心點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，應(yīng)在點(diǎn)固定電荷量的絕對值為的點(diǎn)電荷。則為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，則固定在、點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小均為；由于固定在、點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向的夾角為，則固定在、點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度的和也為，固定在點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為，該電場方向與固定在、點(diǎn)的點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度的和方向相反，則有，解得，故選A。7.如圖甲所示，一個面積為的匝（圖中只畫了匝）圓形線圈放在垂直紙面向里的磁場中，將線圈外接一個阻值為的電阻和一個理想電壓表，線圈的電阻也為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.時間內(nèi)電壓表的示數(shù)為B.時間內(nèi)上的電流為C.和時間內(nèi)，流過線圈的電流之比為D.和時間內(nèi)，外接電阻消耗的功率之比為【答案】A【解析】A．時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，電壓表測量路端電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)，故A正確；B．時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過回路的電流，故B錯誤；C．通過上述分析可知，和時間內(nèi)，流過線圈的電流之比為，故C錯誤；D．和時間內(nèi)，外接電阻消耗的功率之比為，故D錯誤。故選A。二、多項選擇題8.芯片制造中的重要工序之一是離子注入，速度選擇器是離子注入機(jī)的重要組成部分。如圖所示，從離子源發(fā)射出速度不同的各種離子，僅有部分離子沿平行于紙面的水平直線穿過速度選擇器右側(cè)擋板上的小孔，已知速度選擇器中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為、方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，速度選擇器置于真空中，不計離子受到的重力。下列說法正確的是（）A.穿過小孔的離子一定帶正電荷B.穿過小孔的離子的速度大小一定為C.穿過小孔的離子的比荷一定相同D.若離子受到的重力不能忽略，則從小孔穿過的負(fù)離子的速度大于正離子的速度【答案】BD【解析】AB．假設(shè)離子帶正電，根據(jù)左手定則可知，離子受到的洛倫茲力豎直向下，與其受到的電場力平衡時，離子可沿平行于紙面的水平直線穿過小孔，即，可得離子的速度大小，若離子帶負(fù)電，其受到的洛倫茲力豎直向上，其受到的電場力豎直向下，仍可能受力平衡，故B正確、A錯誤；C．穿過小孔的離子速度大小一定相等，但其電荷量和質(zhì)量均未知且未被限定，故C錯誤；D．若離子受到的重力不能忽略，則正離子受力平衡時有，穿過小孔的正離子速度減小，負(fù)離子受力平衡時有，穿過小孔的負(fù)離子速度增大，故D正確。故選BD9.如圖所示，圓的半徑為，圓內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），為豎直方向的直徑，為水平方向的直徑。一比荷為的帶正電的粒子，從圓形磁場邊界上的點(diǎn)以一定的速度沿水平方向射入磁場，恰好從點(diǎn)射出，且，下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為B.粒子的速度大小為C.若粒子從點(diǎn)以相同的速度入射，則粒子從點(diǎn)射出D.粒子在磁場中運(yùn)動的時間為【答案】AC【解析】A．根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑，故A正確；BD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，則粒子的速度大小，粒子在磁場中運(yùn)動的時間，故BD錯誤；C．若粒子從點(diǎn)以相同的速度入射，根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子一定從點(diǎn)射出，故C正確。故選AC。10.如圖所示，間距為、水平放置的平行形光滑金屬導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，傾斜放置的金屬桿在外力作用下以速度平行于導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，金屬桿與導(dǎo)軌的夾角為，其單位長度的電阻為，運(yùn)動過程中與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。下列說法正確的是（）A.金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為B.閉合回路中的感應(yīng)電流的大小為C.金屬桿所受安培力的大小為D.金屬桿的熱功率為【答案】BC【解析】A．金屬桿切割的有效長度等于導(dǎo)軌間距，故電路中感應(yīng)電動勢，選項A錯誤；B．閉合回路中感應(yīng)電流的大小，選項B正確；C．金屬桿受到的安培力的大小，選項C正確；D．金屬桿的熱功率，選項D錯誤。故選BC。三、非選擇題11.劉同學(xué)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗裝置如圖甲所示，該同學(xué)正確連接電路，閉合開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。（1）閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后，該同學(xué)將滑動變阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移動時，靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）該同學(xué)繼續(xù)用如圖乙所示的實(shí)驗裝置來探究影響感應(yīng)電流方向的因素，實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流從“”接線柱流入靈敏電流計（指針向右偏轉(zhuǎn)），螺線管的繞線方向在圖丙中已經(jīng)畫出。若將條形磁鐵向下插入螺線管時，指針向右偏轉(zhuǎn)，則條形磁鐵___________（填“上端”或“下端”）為極。進(jìn)一步實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過螺線管的原磁場磁通量減小時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向___________（填“相同”或“相反”）?！敬鸢浮浚?）向右；（2）上端，相同【解析】（1）[1]閉合開關(guān)時通過線圈的磁通量增大，靈敏電流計的指針向左偏，則要使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)使通過線圈的磁場變?nèi)酰赐ㄟ^線圈的磁通量減?。?，通過線圈的電流應(yīng)減小，則滑動變阻器的滑片應(yīng)該向右滑動。（2）[2][3]根據(jù)題述電流方向可知，感應(yīng)電流的磁場方向豎直向下，結(jié)合楞次定律可知，原磁場磁通量方向向上，即條形磁鐵上端為極。根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁場磁通量的變化，當(dāng)穿過螺線管的原磁場磁通量減小時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同。12.“藍(lán)天”實(shí)驗小組正在測定粗細(xì)均勻的鉛筆芯的電阻率，但卻沒有合適的電壓表。同學(xué)們從實(shí)驗室領(lǐng)取了直流電源、電流表（滿偏電流、內(nèi)阻未知）、電流表（量程為、內(nèi)阻也未知）、滑動變阻器、電阻箱、長度可變的鉛筆芯、開關(guān)、導(dǎo)線、螺旋測微器等。（1）他們用螺旋測微器測量鉛筆芯的直徑的示數(shù)如圖甲所示，則鉛筆芯的直徑________。（2）為了精確測量電流表的內(nèi)阻，同學(xué)們設(shè)計了如圖乙所示的實(shí)驗電路。正確連接電路并將電阻箱調(diào)整為合適的阻值（該阻值記為），閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動變阻器使兩表均有適當(dāng)?shù)氖緮?shù)，記錄下此時電流表的示數(shù)和電流表的示數(shù)，則電流表的內(nèi)阻________（用、和表示）。（3）同學(xué)們測定鉛筆芯電阻率的實(shí)驗電路如圖丙所示，電流表兩端并聯(lián)的鉛筆芯的長度為，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表滿偏，記錄電流表的示數(shù)。改變鉛筆芯的長度，重復(fù)上述步驟，獲得多組、數(shù)據(jù)，作出圖像如圖丁所示。圖像的縱截距________（填“大于”、“小于”或“等于”），鉛筆芯的電阻率________（用、、、等題中涉及的物理量符號表示）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）等于，【解析】（1）[1]螺旋測微器的精確度為，則鉛筆芯的直徑；（2）[2]電流表和電阻箱并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)有，變形得；（3）[3]鉛筆芯和電流表并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)有，變形得，結(jié)合題圖丙可知，圖像的縱截距；[4]圖像的斜率，結(jié)合鉛筆芯的橫截面積，可得鉛筆芯的電阻率。13.如圖所示，平行正對水平放置的平行板電容器的兩極板長為，一個質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從上極板左邊緣沿水平方向射入電容器，恰好從下極板右邊緣飛出，帶電粒子出電場時的速度大小為，速度方向與水平方向的夾角，不計粒子受到的重力和空氣阻力。求：（1）帶電粒子在電容器中運(yùn)動的時間；（2）兩板間的電場強(qiáng)度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動的合成和分解可知，帶電粒子水平方向的分速度，帶電粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有，解得；（2）設(shè)帶電粒子在電容器中運(yùn)動時的加速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律有，帶電粒子出電場時豎直方向的分速度，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有，解得。14.如圖所示，用同種材料制成的粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)線框放在傾角的固定絕緣斜面上，將導(dǎo)線框從靜止開始釋放，導(dǎo)線框向下滑動后進(jìn)入一方向垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，邊、磁場邊界（圖中虛線）及斜面底邊均相互平行。已知導(dǎo)線框的質(zhì)量，導(dǎo)線框的電阻，導(dǎo)線框的邊長和磁場區(qū)域的寬度均是，導(dǎo)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度大小。求：（1）導(dǎo)線框邊進(jìn)入磁場區(qū)域瞬間，導(dǎo)線框兩端的電壓；（2）導(dǎo)線框穿過磁場區(qū)域的過程中，導(dǎo)線框上產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)導(dǎo)線框邊進(jìn)入磁場區(qū)域瞬間的速度大小為，根據(jù)動能定理有，導(dǎo)線框邊進(jìn)入磁場區(qū)域瞬間，導(dǎo)線框邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，導(dǎo)線框中電流，導(dǎo)線框兩端電壓，解得；（2）導(dǎo)線框邊進(jìn)入磁場后，導(dǎo)線框受到的安培力，對導(dǎo)線框受力分析，有，即導(dǎo)線框勻速穿過磁場區(qū)域，導(dǎo)線框穿過磁場區(qū)域的時間，導(dǎo)線框上產(chǎn)生的焦耳熱，解得。15.如圖所示，在坐標(biāo)系第一象限內(nèi)、區(qū)域內(nèi)均有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，、區(qū)域的寬度分別為、、現(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為的帶負(fù)電的粒子以速度沿軸正方向從原點(diǎn)進(jìn)入第一象限，而后進(jìn)入?yún)^(qū)域（從左側(cè)邊界點(diǎn)射入，由右側(cè)邊界點(diǎn)射出），一段時間后，粒子經(jīng)過軸上的點(diǎn)（圖中未畫出）時，速度方向與軸正方向的夾角。、兩點(diǎn)連線與軸平行，、區(qū)域的邊界均與軸平行，取，，不計粒子受到的重力。求：（1）區(qū)