江蘇省常州市某中學2023-2024學年高二年級上冊1月期末考試物理試題

江蘇省常州市第一中學2023-2024學年高二上學期1月期末考

試物理試題

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一、單選題

1.如圖所示，A、B是兩個完全相同的燈泡，D是理想二極管，￡是帶鐵芯的線圈，其自感

系數(shù)很大，直流電阻忽略不計，下列說法正確的（）

A.S閉合瞬間，A先鳧

B.S閉合瞬間，A、B同時亮

C.S斷開瞬間，A閃亮一下，然后逐漸熄滅

D.S斷開瞬間，A逐漸熄滅，但不會閃亮一下

2.如圖所示，條形磁鐵放在桌面上，一根通電直導線由S極的上端平移到N極的上端的過

程中，導線保持與磁鐵垂直，導線的通電方向如圖所示，則此過程中磁鐵受到的摩擦力（磁

鐵保持靜止）（）

A.為零

B.方向由向左變?yōu)橄蛴?/p>

C.方向保持不變

D.方向由向右變?yōu)橄蜃?/p>

3.如圖甲所示為磁電式電流表的結(jié)構(gòu)簡圖，線圈繞在一個與指針、轉(zhuǎn)軸相連的鋁框骨架上,

蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，同一圓周上磁感應強度大小處處相等,如圖乙所示。

當線圈通以如圖乙所示方向電流時，下列說法正確的是（）

試卷第1頁，共8頁

A.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場為勻強磁場

B.線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的安培力始終與線框平面垂直

C.線圈將按逆時針方向（正視）轉(zhuǎn)動

D.增加線圈匝數(shù)會增大電流表的量程

4.如圖甲所示，100匝總阻值為0.3k。的圓形線圈兩端M、N與一個阻值為1.2kQ的電壓表

相連，其余電阻不計，線圈內(nèi)有垂直紙面指向紙內(nèi)方向的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所

B.電壓表的正接線柱接線圈的N端

C.線圈中磁通量的變化率為0.05Wb/s

D.電表的讀數(shù)為40V

5.如圖甲所示為研究光的干涉與衍射現(xiàn)象的實驗裝置，狹縫耳、邑的寬度可調(diào)，狹縫到屏

的距離為"同一單色光垂直照射在狹縫上，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣

（圖中陰影部分表示暗條紋）。下列說法不正確的是（）

試卷第2頁，共8頁

IIIIIIIHim

乙丙

圖丙是光的衍射圖樣

B.遮住一條狹縫，僅減小另一狹縫的寬度，圖丙中亮條紋寬度將增大

C.照射雙縫時，僅增大乙，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距減小

D.照射雙縫時，若E、$2到屏上尸點的距離差為半波長的奇數(shù)倍，尸點處是暗條紋

6.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D

形金屬盒，兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩個

D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示，下列說法正確的是（）

A.僅增大狹縫間的加速電壓，則同一粒子射出加速器時的動能增大

B.僅增大磁場的磁感應強度且使電場變化周期與粒子做圓周運動周期相同，則同一粒

子射出加速器時的動能增大

C.僅增大D形金屬盒的半徑，則同一粒子射出加速器時的速度不變

D.比荷不同的粒子也可用同一加速器進行加速

7.如圖所示，在做“測量玻璃的折射率”實驗時，先在白紙上放好塊兩面平行的玻璃磚，描

出玻璃磚的兩個邊ACV和尸。，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針月和6，然后在另一側(cè)透過

玻璃磚觀察，再插上大頭針入、與，然后做出光路圖，根據(jù)光路圖計算得出玻璃的折射率。

關于此實驗，下列說法中正確的是（）

試卷第3頁，共8頁

B.在測量數(shù)據(jù)時，僅用毫米刻度尺也能獲得計算折射率所需要的全部數(shù)據(jù)

C.利用量角器量出。、以可求出玻璃磚的折射率〃=坐

sin4

D.如果誤將玻璃磚的邊P。畫到尸'。'，折射率的測量值將偏大

8.如圖甲所示是一列簡諧橫波在f=0.2s時刻的波形圖，質(zhì)點P的平衡位置位于x=7m處,

其振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）

B.再經(jīng)過0.2s質(zhì)點尸的加速度最大且沿y軸負方向

C.質(zhì)點0的振動方程為y=6sin[7/+5卜m

D.該波的波速為10m/s

9.如圖所示，固定在水平面上的半徑為「的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上，磁感應強度大

小為B的勻強磁場。長為/的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導電轉(zhuǎn)軸O。'

上，隨軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動。在圓環(huán)的N點和電刷間接有阻值為我的電阻和電容為C、極

板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止狀態(tài)，已知重力加速度

為g,不計其它電阻和摩擦，下列說法正確的是（）

試卷第4頁，共8頁

B.電容器所帶的電荷量為幽辿

2

c電阻消耗的電功率為中D.微粒的電荷量與質(zhì)量之比為出

Brco

10.如圖，兩個半徑不同但共心的圓形導線環(huán)A、3位于同一平面內(nèi)，A環(huán)的半徑小于3環(huán)

的半徑，已知在f=o至的時間間隔內(nèi)，當導線環(huán)A中的電流，?發(fā)生某種變化，而導線環(huán)

3中的感應電流總是沿順時針方向，且導線環(huán)3總有收縮的趨勢，設環(huán)A中電流7.的正方向

與圖中箭頭所示的方向相同，貝療隨時間，的變化的圖線可能是（）

11.如圖所示，在直線"N上及其下方的半圓形區(qū)域內(nèi)、外分別存在磁場方向垂直紙面向外

和向里的勻強磁場。已知半圓的圓心為。，半徑為r,M＞。、N三點共線，N是圓外一

點且一質(zhì)量為優(yōu)，電荷量為0的帶正電粒子從M點在紙面內(nèi)沿垂直于磁

2

場射入半圓中，第一次從/點（圖中未畫出）沿圓的半徑方向射出半圓形區(qū)域后從N點垂

試卷第5頁，共8頁

直九W離開磁場區(qū)域。不計粒子重力，半圓內(nèi)、外磁場的磁感應強度大小之比為（）

MON

X\??./'XXX

XX'—-5<XXX

XXXXXXXX

A.1:2B.1:3C.1:4D.1:5

二、實驗題

12.我們可以通過實驗探究電磁感應現(xiàn)象中感應電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律。以

下是實驗探究過程的一部分。

（1）如圖甲所示，實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。電路穩(wěn)定后，若向右移

動滑動變阻器的滑片，此過程中電流表指針向偏轉(zhuǎn)，若將線圈A抽出，此過程中

電流表指針向偏轉(zhuǎn)O（均選填“左”或“右”）

（2）某同學按圖乙所示電路完成探究實驗，在完成實驗后未斷開開關，也未把A、B兩線

圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除（選填“A”

或“B”）線圈所在電路時發(fā)生的，分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應（選

填“斷開開關”或“把A、B線圈分開放置"）=

三、解答題

13.如圖所示為半徑為R的透明玻璃球切去底面半徑廠=17？的球冠后剩余的球冠。一束半

2

徑r至R的圓形光束垂直球冠的切面照射到球冠上，進入球冠的光線有部分從球面射出而

2

使球面發(fā)光，已知玻璃的折射率"=力，光在真空中的傳速速度為c,球冠（不含底面）的

表面積公式為6=2成〃，R為球的半徑，〃為球冠的高度。不考慮光在球冠內(nèi)的反射。求：

（1）光束正中間的光線通過球冠的時間；

（2）能發(fā)光的球面的面積。

試卷第6頁，共8頁

14.如圖甲所示，物塊A、B的質(zhì)量分別是2kg和6kg,用輕彈簧固定連接放在光滑的水平

面上，物塊B左側(cè)與豎直墻接觸。現(xiàn)有一物塊C從Z=0時刻以一定的速度向左運動，在片1s

時刻與物塊A相碰，碰后立即與A粘在一起。物塊C的速度可通過右側(cè)的傳感器測量，并

得到如圖乙所示的v-f圖像。求:

(1)物塊C的質(zhì)量和A與C碰撞時損失的機械能;

(2)物塊B離開墻后彈簧的最大彈性勢能。

甲乙

15.如圖所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為6=37。的絕緣斜面上,

兩導軌間距為￡=0.5m,M、P兩點間接有阻值為R=0.5Q的電阻，一根質(zhì)量為加=0.5kg的均

勻直金屬桿。6放在兩導軌上，并與導軌垂直，金屬桿的電阻為-0.5Q,整套裝置處于磁感

應強度為3=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下，導軌電阻可忽略，讓成桿沿導

軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦.(重力加速度g=10m/s2)

(1)求在下滑過程中，成桿可以達到的速度最大值Vm；

(2)若金屬桿仍沿斜面下滑d=2m時已經(jīng)達到最大速度，求此過程通過電阻R的電量q

和電阻R上產(chǎn)生的熱量QR。

試卷第7頁，共8頁

16.霍爾推進器某局部區(qū)域可抽象成如圖所示的模型。。冷平面內(nèi)存在豎直向下的勻強電場

和垂直坐標平面向里的勻強磁場，磁感應強度為瓦質(zhì)量為加、電荷量為e的電子從。點沿

x軸正方向水平入射。入射速度為vo時，電子沿x軸做直線運動；入射速度小于"時，電子

的運動軌跡如圖中的虛線所示，且在最高點與在最低點所受的合力大小相等。不計重力及電

子間相互作用。

（1）求電場強度的大小E;

（2）若電子入射速度為多，求運動到速度為々時位置的縱坐標以；

42

（3）若電子入射速度在0<v<v。范圍內(nèi)均勻分布，求能到達縱坐標%=篝位置的電子數(shù)

5eB

N占總電子數(shù)M的百分比。

八y

xxxfixX

?X，

/X/

/\/

X,xx\/'XX

/X/

X

、fXVX

試卷第8頁，共8頁

參考答案:

題號12345678910

答案CBBDCBBCBA

題號11

答案C

1.C

【詳解】AB.開關S閉合時，燈泡A所在支路由于二極管的單向?qū)щ娦远幱跀嗦窢顟B(tài)，

所以燈泡A不會亮。由于線圈的自感作用，燈泡B逐漸亮起來，故AB錯誤；

CD.開光S斷開瞬間，由于線圈的自感作用，線圈、二極管、燈泡A構(gòu)成了一個閉合回路,

自感電流的方向符合二極管的導通方向，所以燈泡A開始發(fā)光，隨著自感電流減小，燈泡

A熄滅，即燈泡A閃亮一下，然后逐漸熄滅。燈泡B則立即熄滅，故C正確，D錯誤。

故選C。

2.B

【詳解】由圖可知通電導線所在位置的磁場的方向，根據(jù)左手定則可以判定通電導線所受安

培力的方向如圖所示。

顯然安培力有一個水平方向的分量，根據(jù)牛頓第三定律可知條形磁鐵受到通電導線的安培力

也有一個水平方向的分量，而由于條形磁鐵保持靜止，故條形磁鐵所受地面的靜摩擦力與安

培力在水平方向的分量相互平衡。所以當導線在條形磁鐵的左側(cè)上方時條形磁鐵所受的靜摩

擦力方向向左，而當導線運動到條形磁鐵的右半部分上方時條形磁鐵所受地面的靜摩擦力水

平向右。故條形磁鐵所受摩擦力的方向由向左變?yōu)橄蛴遥蔅正確，ACD錯誤。

故選Bo

3.B

【詳解】A.蹄形磁鐵和鐵芯間的不同點的磁場方向并不是相同，不是勻強磁場，故A錯誤;

B.根據(jù)左手定則可知，線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的安培力始終與線框平面垂直，故B正確；

C.由左手定則可知，兩導線受到的安培力大小相等、方向相反，左側(cè)導線受到的安培力向

上，右側(cè)導線受到的安培力向下，則線圈按順時針方向（正視）轉(zhuǎn)動，故C錯誤；

D.增加線圈匝數(shù)，會使得在相同電流情況下線圈所受安培力增大，則電流表的量程減小，

答案第1頁，共10頁

故D錯誤。

故選B。

4.D

【詳解】AB.根據(jù)楞次定律判斷，線圈中產(chǎn)生的感應電流沿逆時針方向，所以電壓表的正

接線柱接線圈的M端，故AB錯誤；

C.由圖乙知，線圈中磁通量的變化率為

AO0.15Wb-0.10Wb八…/

----=------------------------=0.5Wb/s

0.1s

故C錯誤；

D.感應電動勢為

A①

E=n——=50V

A/

電表的讀數(shù)為

U=^—E=——x50V=40V

R+r1.2kQ+0.3kQ

故D正確。

故選D。

5.C

【詳解】A.雙縫干涉圖樣的相鄰亮或暗條紋的間距不變，故乙為雙縫干涉圖樣，而衍射圖

樣為中間寬兩側(cè)窄的特點，故圖丙為光的衍射圖樣，故A正確；

B.狹縫越小，衍射的范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度減小，其他

條件不變，則衍射現(xiàn)象增強，圖丙中亮條紋寬度將增大，故B正確；

C.根據(jù)雙縫干涉公式

Ax=-A

d

可知當僅增加工時，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距增大，故C錯誤；

D.照射雙縫時，若S、S2到屏上尸點的距離差為半波長的奇數(shù)倍，則兩束光波發(fā)生相互削

弱，即為暗條紋，故D正確。

本題選不正確的，故選C。

6.B

【詳解】ABC.設粒子環(huán)繞半徑為r,由

V2

qvB=m—

答案第2頁，共10頁

可知若D形盒半徑為R,則射出加速器時粒子速度

v小

m

則最大動能

口12B2q2R2

E^=~mv

2m

可知射出加速器時的動能與加速電壓。無關，僅增大磁場的磁感應強度8或僅增大D形金

屬盒的半徑R則可使V增大，射出加速器時的動能增大，故B正確，AC錯誤;

D.根據(jù)

V

解得磁場或電場的周期

Bq

比荷不同的粒子不能保證粒子一直加速，因此比荷不同的粒子不能用同一加速器加速，故D

錯誤。

故選Bo

7.B

【詳解】A.確定尸4大頭針的位置的方法是大頭針刊能擋住尸3和尸/、尸2的像，故A錯誤;

B.在測量數(shù)據(jù)時，僅用毫米刻度尺，根據(jù)幾何關系，也能獲得計算折射率所需要的全部數(shù)

據(jù)，故B正確;

C.利用量角器量出小，2,可求出玻璃磚的折射率

sinz.

n=----L

sini2

故C錯誤;

D.如果誤將玻璃磚的邊尸。畫到Pg,則折射角〃，將偏大，折射率的測量值將偏小，故

D錯誤。

故選B。

8.C

【詳解】A.由圖乙可知f=0.2s時刻，質(zhì)點P向下振動，根據(jù)上下坡法，波沿x軸負方向傳

播，故A錯誤;

B.由圖乙可知，再經(jīng)過0.2s質(zhì)點尸的位于波谷，加速度最大且沿y軸正方向，故B錯誤;

C.質(zhì)點尸、。的相位差

答案第3頁，共10頁

土二隨'%=上3＜沏='

0284

由圖乙可知質(zhì)點P的振動方程為

y=Asin(-----bcp)=6sin

質(zhì)點0的振動方程為

27r(5兀71A

y=Asin(—+夕一夕)o=6sin1丁+77

故C正確;

D.該波的波長為8m,周期為1.6s,波速為

%8/「/

v=—=——m/s=5m/s

T1.6

故D錯誤。

故選C。

9.B

【詳解】A.金屬棒在磁場中垂直于磁場轉(zhuǎn)動切割磁感線，由于磁場局限于金屬圓環(huán)內(nèi)，則

金屬棒產(chǎn)生的電動勢為

112

E=Brco--r=—Brco

22

A錯誤；

B.由于金屬棒電阻不計，則電容器所帶的電荷量

Q=CE

結(jié)合上述解得

八CBr2o)

(J-----------

2

B正確；

C.由于金屬棒電阻不計，則電阻消耗的電功率

E2

P=EI=——

R

結(jié)合上述解得

心,2

1-

4R

C錯誤；

D.帶電微粒在電容器極板間處于靜止狀態(tài)，則有

答案第4頁，共10頁

E

mg=q—

a

結(jié)合上述解得

q=2gd

mBr~a>

D錯誤。

故選Bo

10.A

【詳解】ABCD.導線環(huán)8中的感應電流總是沿順時針方向，且導線環(huán)3總有收縮的趨勢，

由左手定則可以判定導線環(huán)8周圍的磁場方向是垂直紙面向外的，這個磁場是導線環(huán)A中的

電流所產(chǎn)生的的磁場，其特點是在導線環(huán)A以外的區(qū)域中磁場方向垂直紙面向外，在導線環(huán)

A以內(nèi)的區(qū)域是垂直紙面向里的；由此可以判定導線環(huán)A中的電流方向沿著順時針方向，即

與圖示方向相同。導線環(huán)3中的感應電流沿順時針方向，所產(chǎn)生的的磁場在導線環(huán)3以內(nèi)的

區(qū)域中是垂直紙面向里的，這個磁場是要阻礙導線環(huán)8內(nèi)的磁通量的變化的；由于導線環(huán)A

在導線環(huán)3內(nèi)產(chǎn)生的磁通量是垂直紙面向里的，而導線環(huán)8中的感應電流在導線環(huán)3內(nèi)所產(chǎn)

生的的磁場也是垂直紙面向里的，說明原磁通量是減弱的，即導線環(huán)A的電流是減小的，故

BCD錯誤，A正確。

故選Ao

II.C

【詳解】根據(jù)題意，作出帶電粒子在半圓內(nèi)、外的運動軌跡如圖

MOO2N'

;-----

/

設粒子在半圓內(nèi)、外磁場中運動的軌道半徑分別為4、與，由幾何關系可知

22

r+R；=（2r-R2）

AO?/。與相似，則

答案第5頁，共10頁

OAO2A

1AOX~O2M

有

J&

R]3r—7?2

解得

3r

△1=3，，R2=—

粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當向心力，有

2

mv

Bqv=-----

R

即

B=—

qR

則

n加V

解得

8內(nèi)：3外=1:4

故選C。

12.左左A斷開開關

【詳解】(1)如圖甲所示，實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關時，穿過線圈B的磁通量增加，電流

表指針向右偏轉(zhuǎn)；電路穩(wěn)定后，若向右移動滑動變阻器的滑片，通過線圈A的電流減小，

則穿過線圈B的磁通量減少，此過程中電流表指針向左偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，則穿過線

圈B的磁通量減少，此過程中電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。

(2)[3][4]在完成實驗后未斷開開關，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時,

線圈A中的電流突然減少，從而出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，線圈中會產(chǎn)生自感電動勢，進而會突

然被電擊一下，為了避免此現(xiàn)象，則在拆除電路前應斷開開關。

13.(1)22^；(2)(2-收)萬火2

2c

【詳解】(1)由幾何知識可得，剩余球冠的高度為

H=-R

2

光線在球冠中的速度為

答案第6頁，共10頁

則光束正中間的光線通過球冠的時間為

H3同

t=—=-----

v2c

（2）根據(jù)全反射公式

可得光線在球冠中發(fā)生全反射的臨界角的為

C=45°

光線在球冠中發(fā)生全反射的臨界情況對應的光路如下圖所示

則根據(jù)幾何知識可得，能發(fā)光的球冠部分的高度為

h=R-RcosAS=2一八R

2

則能發(fā)光的球面的面積為

5=2萬火力=（2—收）萬R2

14.（1）4kg；24J；（2）24J

【詳解】（1）由乙圖可知，物塊C與A碰撞前后的速度分別為

Vc=6m/s,vAC=4m/s

依題意，二者碰撞過程中動量守恒，可得

mcvc=（4+"，C）VAC

解得

mc=4kg

碰撞過程中，能量守恒，可得

112

?=彳%2一彳（”?A+mC）VAC=24J

答案第7頁，共10頁

（2）由乙圖可知，Z=3s時，彈簧恢復原長，物塊C與A速度為

V'AC=_4m/s

此后，物塊B做加速運動，與物塊C與A的距離越來越大，彈簧的彈性勢能越來越大，當

三物塊共速時，彈簧具有最大的彈性勢能，該過程系統(tǒng)動量守恒，可得

（加A+Wc）v'AC=（^A+加B+加C）VABC

能量也守恒，則有

1,12

mV

-（加A+加C）"c=§+加B+C）ABC+Epm

聯(lián)立，解得

4m=24J

15.（1）3m/s；（2）2C；1.875J

【詳解】（1）當a=0時，速度達到最大，有

mgsin37°=BImL

而最大電流為

I產(chǎn)％

wR+r

聯(lián)立可得

mgsin37°(7?+r)./

vm=-------代-------=3m/s

（2）根據(jù)電量的定義式

-E

ci=I-At=-\t

(夫+r)

而平均電動勢為

-△①

E=n----

At

聯(lián)立可得

BLd-

ci——2c

(R+r