浙江省嘉興市2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題（含答案解析）

嘉興市2023~2024學年第一學期期末測試高二物理試題卷考生須知：1.本卷中除特殊說明外，g取10m/s22.不得使用計算器3.答案填在答題卡或答題卷相應(yīng)位置，填在試題卷上無效一、單項選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列物理量屬于國際單位制中基本物理量的是（）A.電流強度 B.電場強度 C.磁通量 D.磁感應(yīng)強度【答案】A【解析】【詳解】國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，分別為長度、質(zhì)量、時間、熱力學溫度、電流強度、光強度、物質(zhì)的量。故選A。2.如圖甲為磁電式微安表的結(jié)構(gòu)，圖乙為極靴和鐵質(zhì)圓柱間的磁場分布，線圈a、b兩邊通以圖示方向電流，線圈兩邊所在處的磁感應(yīng)強度大小相等，則（）A.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動B.a、b兩邊受安培力相同C.線圈平面總與磁場方向垂直D.在運輸時要用導(dǎo)體把兩接線柱連在一起【答案】D【解析】【詳解】AB．由左手定則可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，二力大小相等，方向相反，線圈順時針旋轉(zhuǎn)，故AB錯誤；C．由圖可知，線圈平面總與磁場方向平行，故C錯誤；D．在運輸時要用導(dǎo)體把兩接線柱連在一起，利用電磁阻尼減小外界振動對指針的影響，故D正確。故選D。3.下列表達式中，不屬于物理量定義式的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．表達式是電阻的定義式，故A不符合題意；B．電流的定義式為故B符合題意；C．表達式是磁感應(yīng)強度的定義式，故C不符合題意；D．表達式是電容定義式，故D不符合題意。故選B。4.如圖所示，帶電粒子在以下四種器件中運動的說法正確的是（）A.甲圖中從左側(cè)射入的粒子，只有帶正電的粒子才有可能沿直線射出B.乙圖中等離子體進入上下極板之間后上極板A帶正電C.丙圖中通過勵磁線圈的電流越大，電子的運動徑跡半徑越小D.丁圖中只要回旋加速器的D形盒足夠大，加速粒子就能獲得任意速度【答案】C【解析】【詳解】A．甲圖中帶正電的粒子從左側(cè)射入復(fù)合場中時，受向下的重力、電場力和向上的洛倫茲力，當三個力平衡時，帶電粒子有可能沿直線射出；當帶負電的粒子從左側(cè)射入復(fù)合場中時，受向下的重力、洛倫茲力和向上的電場力，當三個力平衡時，帶電粒子有可能沿直線射出，A錯誤；B．乙圖中等離子體進入上下極板之間后，受到洛倫茲力作用，由左手定則可知，正粒子向B極板偏轉(zhuǎn)，負粒子向A極板偏轉(zhuǎn)，因此極板A帶負電，極板B帶正電，B錯誤；C．丙圖中通過勵磁線圈的電流越大，線圈產(chǎn)生的磁場越強，電子的運動由洛倫茲力提供向心力，則有由上式可知，當電子的速度一定時，磁感應(yīng)強度越大，電子的運動徑跡半徑越小，C正確；D．丁圖中只要回旋加速器的D形盒足夠大，加速粒子就能獲得較大的能量，具有較大的速度，可當能量達到25MeV~30MeV后就很難再加速了，原因是按照狹義相對論，粒子的質(zhì)量隨速度的增大而增大，而質(zhì)量的變化會導(dǎo)致其回旋周期的變化，從而破壞了與電場變化周期的同步，因此加速粒子就不能獲得任意速度，D錯誤。故選C。5.下列說法正確的是（）A.普朗克提出的能量子假設(shè)否定了經(jīng)典物理學思想B.變化的磁場會產(chǎn)生電場，均勻變化的磁場會產(chǎn)生均勻變化的電場C.金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量，應(yīng)盡可能減小渦流D.紫外線可以消毒，X射線可以用于診斷病情，射線可以摧毀病變細胞【答案】D【解析】【詳解】A．量子理論彌補了經(jīng)典物理學在宏觀宇宙世界和微觀粒子世界的不足，并未否定經(jīng)典物理學思想，故A錯誤；B．變化的磁場會產(chǎn)生電場，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定電場，故B錯誤；C．金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量，真空冶煉爐利用渦流工作，故C錯誤；D．紫外線可以消毒；X射線穿透能力較強，可以用于診斷病情；射線有極強的穿透能力和很高的能量，可以摧毀病變細胞，故D正確。故選D。6.不切斷電源只按下遙控器的待機鍵，電視機即進入待機模式。家用電視機待機功率約，假設(shè)每戶家庭使用1臺電視機，如果在不使用電視機時及時切斷電源，則我國一年因此節(jié)省的電能最接近（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】電視機待機狀態(tài)時的功率為一年用電器待機時間為一臺電視機待機一年消耗的電能為全國大約有3億個家庭，則我國一年因此節(jié)省的電能為所以C正確；ABD錯誤；故選C。7.將一根表面絕緣的硬質(zhì)細導(dǎo)線按如圖所示繞成線圈，外沿大圈所圍面積為，每個小圈所圍面積均為。有一隨時間t變化的磁場，方向垂直線圈平面，磁感應(yīng)強度大小，方向垂直紙面朝里，k大于0，與k均為常數(shù)。關(guān)于線圈中總的感應(yīng)電動勢大小和A、B兩點電勢高低判斷正確的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)楞次定律，大圈和5個小圈產(chǎn)生的感應(yīng)電源方向均為順時針，磁場的變化率為k。則感應(yīng)電動勢為且故選C。8.如圖所示是電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的照片，a、b、c是三個接線柱的尾端。b、c間接有電阻，a通過電阻與表頭連接，b直接與表頭連接。則下列說法正確的是（）A.這是一只安培表 B.測量時b端接正極c端接負極C.圖中的電阻作用是分去一部分電流 D.接入ac的量程比接入ab的量程大【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)題意等效電路如圖所示。表頭與電阻串聯(lián)，這是一只電壓表，故A錯誤；B．測量時應(yīng)接入ac端或ab端，故B錯誤；C．圖中的電阻與表頭串聯(lián)，起到分壓的作用，故C錯誤；D．根據(jù)接入ac的電阻較大，故接入ac的量程比接入ab的量程大，故D正確。故選D。9.下列判斷正確的是（）A.圖甲中磁鐵向右插入不閉合線圈，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.圖乙中矩形金屬線圈水平向右移動，矩形線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.圖丙中閉合導(dǎo)線框以其任何一條邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，都能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.圖丁中水平放置的圓形線圈直徑正上方導(dǎo)線中電流增大，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】A【解析】【詳解】A．圖甲中磁鐵向右插入不閉合線圈，線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢由于線圈不閉合，線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項A正確；B．圖乙中矩形金屬線圈水平向右移動，由于線圈的磁通量保持不變，矩形線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項B錯誤；C．圖丙中閉合導(dǎo)線框，若以豎直邊為軸在磁場中旋轉(zhuǎn)，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項C錯誤；D．圖丁中水平放置的圓形線圈直徑正上方導(dǎo)線中電流增大，線圈的磁通量一直為零，保持不變，線圈中沒有感應(yīng)電流，選項D錯誤。故選A。10.如圖所示是某電路中用到的理想變壓器，原線圈兩端輸入的交流電壓的有效值可認為恒定不變，兩燈泡、規(guī)格完全相同，電流表電阻忽略不計。在以下各種操作中各電路元件都沒有損壞，下列說法正確的是（）A.僅使滑片自變阻器端向端移動，燈泡中的電流先減小后增大B.僅使滑片自變阻器端向端移動，原線圈輸入功率先減小后增大C.僅使滑片上移，電流表示數(shù)變小D.僅使滑片下移，變壓器原線圈中的電流變大【答案】B【解析】【詳解】A．僅使滑片自變阻器端向端移動，則滑動變阻器右側(cè)阻值減小，由于電壓不變，則燈泡中的電流增大，A錯誤；B．僅使滑片自變阻器端向端移動，負載總電阻先增大后減小，根據(jù)原、副線圈的功率先減小后增大，B正確；C．僅使滑片上移，副線圈匝數(shù)增大，根據(jù)副線圈電壓增大，電流表示數(shù)增大，C錯誤；D．僅使滑片下移，同理C選項，副線圈電壓減小，副線圈電流減小，根據(jù)原線圈電流減小，D錯誤。故選B。11.為測量儲物罐中不導(dǎo)電液體的高度，有人設(shè)計了一個監(jiān)測液面高度變化的傳感器。將與儲物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲罐中，電容C可通過開關(guān)S與電感或電源相連，如圖所示。當開關(guān)從a撥到b時，由電感L和電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過檢測振蕩電流的頻率變化，可以推知液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說法正確的是（）A.電源電動勢越小，則振蕩電流的頻率越低B.當電路中電流最大時，電容器兩端電壓也最大C.開關(guān)a撥向b瞬間，電感L的自感電動勢為最大D.檢測到振蕩電流的頻率增加，說明液面高度在升高【答案】C【解析】【詳解】A．振蕩電流的頻率則振蕩頻率與電源電動勢無關(guān)，選項A錯誤；B．當電路中電流最大時，電容器放電完畢，此時電容器兩端電壓最小，選項B錯誤；C．開關(guān)a撥向b瞬間，電流最小，電流變化率最大，即電感L的自感電動勢為最大，選項C正確；D．檢測到振蕩電流的頻率增加，說明電容器的電容減小，根據(jù)則ε減小，即液面高度在降低，選項D錯誤。故選C。12.如圖所示，電阻R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，R1的表面邊長是R2的2倍，a、b和c、d分別是兩個導(dǎo)體的接線柱。已知將a、b分別與電路中P、Q接線柱連接時，電壓表示數(shù)為U1，將c、d分別與電路中P、Q接線柱連接時，電壓表示數(shù)為U2，則（）A.R1=R2，U1=U2B.R1＞R2，U1＞U2C.R1＜R2，U1＞U2D.R1＜R2，U1＜U2【答案】A【解析】【詳解】由圖可知兩個電阻的長度比為2：1，橫截面積比為2：1，由公式可知R1=R2因為電路中內(nèi)外電阻相等，所以路端電壓相等，所以U1=U2故A正確，BCD錯誤。故選A。13.如圖所示，說法正確的是（）A.甲圖裝置霍爾元件左右移動時，能產(chǎn)生霍爾電壓的原理是電磁感應(yīng)B.乙圖中物體向右移，則電容器的電容變大C.丙圖裝置中通過物體位置變化引起線圈的自感系數(shù)改變D丁圖裝置只要有聲音，即使不接入電源，R兩端也有電壓輸出【答案】C【解析】【詳解】A．產(chǎn)生霍爾電壓的原理是帶電粒子在磁場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不是電磁感應(yīng)，A錯誤；B．根據(jù)物體向右移，插入電容器的電介質(zhì)減少，介電常數(shù)減小，電容減小，B錯誤；C．物體位置變化使軟鐵芯左右移動，引起線圈自感系數(shù)改變，C正確；D．聲音使膜片振動，使膜片與固定電極形成的電容器電容改變，在電容器兩端加固有頻率及大小的電壓，通過電容器的電流會發(fā)生改變，輸出音頻信號。如果不接入電源，R兩端不會有電壓輸出，D錯誤。故選C。14.如圖所示，電阻不計的水平導(dǎo)軌間距0.5m，導(dǎo)軌處于方向與水平面成53°角斜向左上方的磁感應(yīng)強度為5T的勻強磁場中。導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置且處于靜止狀態(tài)，其質(zhì)量，電阻，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，電源電動勢，其內(nèi)阻，定值電阻的阻值。不計定滑輪的摩擦，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，細繩對ab的拉力沿水平方向，sin53°=0.8，cos53°=0.6，則（）A.重物重力G最小值是1.5NB.重物重力G最大值是7.5NC.導(dǎo)體棒ab受到的摩擦力方向一定向右D.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為5N，方向水平向左【答案】B【解析】【詳解】D．根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得導(dǎo)體棒ab受到的安培力為方向垂直磁場方向朝右上，與水平面呈角，故D錯誤；A．對導(dǎo)體棒ab受力分析，如圖所示。導(dǎo)體棒ab受到的最大靜摩擦力為當導(dǎo)體棒ab受到的摩擦力等于最大靜摩擦力，且方向向左時，重物重力G最小，最小值為故A錯誤；B．當導(dǎo)體棒ab受到的摩擦力等于最大靜摩擦力，且方向向右時，重物重力G最大，最大值為故B正確；C．重物重力大小未知，導(dǎo)體棒ab受到的摩擦力方向可能向右，也可能向左，故C錯誤。故選B。15.如圖所示，邊長不小于9a的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強磁場，為磁場分界線，與AB距離為a，上方區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小為。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子從A點垂直AD射入上方磁場，經(jīng)Q點第一次進入下方磁場，且，不計粒子重力，sin37°=0.6，則（）A.粒子射入磁場時的速度大小為B.當下方磁感應(yīng)強度大小時，粒子垂直AD邊界飛出磁場C.當下方磁感應(yīng)強度大小時，粒子不一定從BC邊界飛出磁場D.當下方磁感應(yīng)強度大小且時，粒子垂直BC邊界飛出磁場【答案】D【解析】【詳解】A．設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為R，根據(jù)勾股定理可知解得在O1O2的上方，偏轉(zhuǎn)的圓心角為θ，則可知又由于可知粒子射入磁場時的速度大A錯誤；B．當下方磁感應(yīng)強度大小時，粒子在下方磁場運動的軌道半徑此時圓心根本不在AD上，粒子不可能垂直AD邊界飛出磁場，B錯誤；C．當下方磁感應(yīng)強度大小時，粒子在下方磁場運動的軌道半徑進入O1O2下方后，圓心到AD距離到DG的距離運動軌跡如圖所示因此不可能從下方和左方離開磁場，再次進入到O1O2上方后，半徑又變?yōu)?a，這樣向右偏移的多，向左偏移的少，最后一定從BC離開磁場，C錯誤；D．當下方磁感應(yīng)強度大小時，粒子在下方磁場運動的軌道半徑從A點射入磁場后每一個周期向右移動的距離因此經(jīng)過兩個周期，恰好從B點垂直BC離開磁場，D正確。故選D。二、非選擇題（本題共6小題，共55分）16.在“導(dǎo)體電阻率的測量”的實驗中，小明同學想測定一段粗細均勻、電阻約為6Ω的合金絲的電阻率，器材有：電池組（電動勢3.0V，內(nèi)阻約為1Ω）電流表（量程0~100mA，內(nèi)阻約0.5Ω）電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）電壓表（量程0~15V，內(nèi)阻約3kΩ）滑動變阻器（0~10Ω，允許最大電流2.0A）滑動變阻器（0~500Ω，允許最大電流05A）（1）以上器材中，電壓表應(yīng)選______（填“”或“”），滑動變阻器應(yīng)選______（填“”或“”）。（2）用螺旋測微器測量合金絲直徑時的刻度位置如圖1所示，讀數(shù)為______mm。（3）根據(jù)如圖2所示的電路圖，小明已經(jīng)連接一部分電路如圖3所示，請在答題卡中的圖3對應(yīng)位置將電路連接完整______?！敬鸢浮竣?②.③.1.220④.【解析】【詳解】（1）[1]電池組電動勢為3.0V，為減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選量程為的。[2]為調(diào)節(jié)方便，獲取更多組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓式接法，滑動變阻器應(yīng)選阻值較小的，故滑動變阻器應(yīng)選。（2）[3]合金絲的直徑為（3）[4]根據(jù)如圖2所示的電路圖，實物連接如圖所示。17.在“練習使用多用電表”的實驗中，有小組同學利用歐姆表測量“220V，60W”的白熾燈燈絲電阻。（1）下列操作正確的是______（單選）A.測量前對多用電表進行機械調(diào)零，然后選擇歐姆擋“×10”檔后直接測量B.讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過大，換選更高倍率的擋位再進行測量C.測量結(jié)束后將多用電表開關(guān)旋鈕轉(zhuǎn)到OFF位置（2）將選擇開關(guān)調(diào)至歐姆擋“×10”檔，并進行正確操作后，指針位置如圖所示，則白熾燈的燈絲電阻為______Ω。【答案】①.C②.80【解析】【詳解】（1）[1]A．測量前對多用電表進行機械調(diào)零，選擇歐姆擋“×10”檔，歐姆調(diào)零后再進行測量，故A錯誤；B．讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過大，說明待測電阻阻值較小，應(yīng)換選更低倍率的擋位再進行測量，故B錯誤；C．測量結(jié)束后將多用電表開關(guān)旋鈕轉(zhuǎn)到OFF位置，故C正確。故選C。（2）[2]白熾燈的燈絲電阻為18.為研究獼猴桃電池的電動勢和內(nèi)阻，進行如下實驗。（1）如圖1和圖2所示，先后用電壓表（量程為0~3V）和數(shù)字多用電表直流電壓2V檔（其內(nèi)阻遠大于電壓表內(nèi)阻）直接測量了獼猴桃電池兩端電壓，則該電池的電動勢更接近______（填“電壓表”或“數(shù)字多用電表”）測量的值，其值為______V；（2）該小組又以一節(jié)內(nèi)阻不計、電動勢為1.5V的干電池與水果電池串聯(lián)組成電源，測量電路如圖3所示，改變電阻箱的阻值R，并讀出電壓表的讀數(shù)U，作出圖像如圖4所示，則水果電池的電動勢為______V，內(nèi)阻為______Ω；（用圖3中所給字母表示）【答案】①.數(shù)字多用電表②.0.660③.④.【解析】【詳解】（1）[1]由于數(shù)字多用電表內(nèi)阻遠大于電壓表內(nèi)阻，根據(jù)則水果電池電動勢更接近數(shù)字多用電表的測量值。[2]數(shù)字多用電表的示數(shù)為（2）[3][4]根據(jù)閉合電路的歐姆定律整理得圖像斜率為圖像縱截距為解得，19.（1）在物理課堂上，某學習小組探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”實驗時，操作動作和電流計指針偏轉(zhuǎn)方向如圖1所示，如果改變條形磁鐵方向讓S極向下迅速插入線圈，則電流計偏轉(zhuǎn)方向為______（填“左偏”、“右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”）。（2）某小組利用如圖2所示電路研究自感線圈L對小燈泡亮暗變化的影響，已知線圈自身電阻幾乎為0，A、B是兩個相同的小燈泡，下列說法正確的是______。A.閉合開關(guān)，A、B燈均立刻亮，A燈亮度不再變化B.閉合開關(guān)，A燈立刻亮，B燈先不亮，然后逐漸亮起來C.電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，A燈立刻熄滅，B燈由不亮變亮再熄滅【答案】①.左偏②.C【解析】【詳解】（1）[1]如果改變條形磁鐵方向讓S極向下迅速插入線圈，即磁場方向改變，則電流方向相反，所以電流計指針左偏；（2）[2]AB．閉合開關(guān)S后，燈泡A、B同時變亮，之后由于線圈的通電自感，且其電阻幾乎為零，則燈泡B緩慢熄滅，燈泡A的亮度逐漸變更亮，故AB錯誤；C．閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，再斷開S，燈泡A立即熄滅，但由于線圈的斷電自感，則燈泡B由暗變亮，再逐漸熄滅，故C正確。故選C。20.利用電動機起重裝置可以提升重物，工作原理及電路圖如圖所示。已知電源電動勢，電源內(nèi)阻，電阻。當重物質(zhì)量嚴重超載時（電動機未能將重物提升）閉合電源開關(guān)S，電壓表的示數(shù)；減小重物質(zhì)量，當質(zhì)量，閉合電源開關(guān)S，電動機最后以穩(wěn)定的速度勻速提升重物，此時電動機獲得的電功率與不能提升重物時電動機獲得的電功率相同。（不計摩擦）求：（1）電動機的內(nèi)阻；（2）重物勻速上升時電壓表示數(shù)和流經(jīng)電動機的電流大?。唬?）重物勻速上升的速度大小v。【答案】（1）1.5Ω；（2），；（3）【解析】【詳解】（1）未能提升時，電路為純電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得（2）電動機獲得的電功率與不能提升重物時電動機獲得的電功率相同，則解得（不合實際舍去）根據(jù)閉合電路歐姆定律有（3）重物勻速上升時有：解得21.如圖甲所示為某小型水電站的發(fā)電機示意圖，已知正方形線圈邊長，匝數(shù)匝，線圈電阻不計；線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速；已知電動勢最大值。（1）求發(fā)電機中勻強磁場的磁感應(yīng)強度大?。唬?）從線圈在圖甲所示位置開始計時，寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式；（3）如圖乙所示，將發(fā)電機通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，發(fā)電機的輸出功率為200kW，輸電線的總電阻為4Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V，要求在輸電線上損失的功率控制在10kW，則、的原副線圈匝數(shù)比和分別為多少？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度由得（2）線圈與中性面位置垂直，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式（3）輸電線上的電流的輸入電流則原、副線圈匝數(shù)比副線圈兩端電壓原線圈兩端電壓則原、副線圈匝數(shù)比22.如圖所示，平行導(dǎo)軌寬度，固定在水平面內(nèi)，右端P、Q間接有電阻，金屬棒MN質(zhì)量，電阻，垂直導(dǎo)軌放置，棒的左側(cè)有豎直擋桿，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，到PQ的距離，勻強磁場磁感應(yīng)強度方向垂直平面向下，磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如圖所示，在內(nèi)，后B恒定不變。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計導(dǎo)軌電阻，