2023—2024学年度第一学期期中考试试题
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 有关磁现象和电磁感应现象的下列说法中正确的是（ ）
A. 安培发现了电流的磁效应
B. 奥斯特发现了电磁感应现象
C. 法拉第发现了产生感应电流的条件
D. 磁感线是描绘磁场强弱和方向的客观存在曲线
2. 某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（ ）
A. 电池的电动势为
B. 电池能提供的电能为
C. 待机电流约
D. 电池充满电后以的电流工作时，可连续工作
3. 人造卫星上的太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时电压是600μV，接上40Ω的电阻后电流是10μA，下列说法正确的是（ ）
A. 该电池板电动势约为400μV
B. 该电池板内阻约为40Ω
C. 该电池板输出功率为6.0×10-9W
D. 该电池板输出效率约为66.7%
4. 如图所示，“L”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知ab=l，bc=2l，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为（ ）
A. 0 B. BIl C. 2 D.
5. 如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（ ）
A. 用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引
B. 把磁铁远离A环，A环又会被排斥
C. 磁铁N极接近B环时，B环会被吸引
D. 磁极接近或者远离B环时，B环保持静止
6. 如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法正确的是（ ）
A 电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，观察到电流计指针不发生偏转
B. 电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，观察到电流计指针仍发生偏转
C. 电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，观察到电流计指针发生偏转
D. 电键断开的瞬间，观察到电流计指针并不发生偏转
7. 如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周卜有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。若将两根直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。下列说法正确的是（ ）
A. O点磁感应强度的方向由O指向B
B. O点的磁感应强度大小为零
C. A、B两点磁感应强度相同
D. A点的磁感应强度方向与MN连线平行且方向向左
8. 如图所示的电流天平，矩形线圈的匝数为n，b段导线长为L，导线a、b、c段处于与线圈平面垂直匀强磁场中，当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡。下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈通电后， b段导线的安培力向下
B. 若仅将电流反向，线圈将仍能保持平衡状态
C. 线圈受到的安培力大小为mg
D. 由以上测量数据可以求出磁感应强度
9. 如图，一条长为l导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab两端的电势分别为φa，φb，则（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10. 图示为磁流体发电机的原理图，等离子体束（含有正、负离子）以速度v垂直射入由一对磁极产生的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。A、B是一对平行于磁场放置、上下正对的金属板，两板相距为d，由此可知（ ）
A. 正离子向B板偏转
B. 负离子向N磁极偏转
C. 稳定后发电机的电动势为2Bdv
D. 离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其做正功
11. 如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电流I。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电荷量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给小圆环向右的初速度v0，圆环运动的v-t图像不可能是（ ）
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷（非选择题 共56分）
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 电导率是电阻率的倒数，某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水，玻璃管长为L，玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住，进行如下实验：
（1）注水前，用如图甲所示游标卡尺的__________（填“A”“B”或“C”）测量爪测玻璃管内径，其示数如图乙所示，则该玻璃管的内径____________mm；
（2）用多用电表欧姆挡“×100”倍率，对玻璃管中水电阻进行测量（如图甲所示），示数如图乙所示，则水的电阻为___________；
（3）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程3mA，电阻约5）
B．电压表（量程6V，电阻约为10k）
C．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
D．电源（6V，内阻约为1）
E．开关一只、导线若干
①请将电路中的线路连接完整；（ ）
②图为根据电流表和电压表的实验数据所画出的图像。根据图像，求出水样的电阻__________（保留2位有效数字）；
（4）计算水样的电导率表达式________________（用符号、R、d、L表示），通过代入数据可以判定此水样是否合格。
13. 如图所示，一个匝数为n=10、电阻R=2的矩形线圈放在桌面上，在线圈上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.05Wb。现将条形磁铁逐渐靠近线圈，经0.5s线圈内的磁通量变为0.10Wb，求：
（1）此过程线圈内磁通量的变化量以及线圈中产生的感应电动势大小；
（2）0.5秒内通过线圈导线截面的电量。
14. 用长征六号（CZ-6）火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体沿轨道切线方向的速度为5.5×103m/s。试分析计算：
（1）火箭起飞时，如果火箭发动机的喷气速度为3000m/s，那么要产生1.2×106N的推力，每秒钟发动机要喷出气体的质量为多少？
（2）星箭分离后卫星的速度增加到多大？
15. 汽车蓄电池供电的简化电路图如图所示。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机正常工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常工作。已知电动机正常工作时的电压为，电动机的电阻为，汽车左侧灯和右侧灯完全一样，规格均为“，”，不考虑车灯电阻的变化，蓄电池的电动势为。求：
（1）电源的内阻；
（2）电动机正常工作时输出功率。
16. 质谱仪的基本结构如图所示。质量为m、电量为的带电粒子（忽略粒子的重力）经电压为U的加速电场加速后，垂直磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中发生偏转。
（1）求该粒子射出电场（射入磁场）时的速度大小；
（2）已知该粒子进入磁场后，刚好不射出磁场的下边界，求磁感应强度B的大小；
（3）若将加速电场的电压增加至4U，粒子仍从静止开始加速后射入磁场，求粒子在磁场中运动的时间t。
2023—2024学年度第一学期期中考试试题
高二物理
全卷满分100分，考试时间75分钟
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 有关磁现象和电磁感应现象的下列说法中正确的是（ ）
A. 安培发现了电流的磁效应
B. 奥斯特发现了电磁感应现象
C. 法拉第发现了产生感应电流的条件
D. 磁感线是描绘磁场强弱和方向的客观存在曲线
【答案】C
【解析】
【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应。故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象。故B错误；
C．法拉第发现了产生感应电流的条件。故C正确；
D．磁感线是描绘磁场强弱和方向的假想出来的曲线。故D错误。
故选C。
2. 某智能手机说明书信息如图所示，电池支持低压大电流充电，则该手机（ ）
A. 电池的电动势为
B. 电池能提供的电能为
C. 待机电流约
D. 电池充满电后以的电流工作时，可连续工作
【答案】C
【解析】
【详解】A．4.35V为充电的电压，不是该电池的电动势，A错误；
B．为电量的的单位，所以表示该电池提供的电量，B错误；
C．由公式
代入数据可得
C正确；
D．由
代入数据，可得
D错误
故选C。
3. 人造卫星上的太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板不接负载时电压是600μV，接上40Ω的电阻后电流是10μA，下列说法正确的是（ ）
A. 该电池板电动势约为400μV
B. 该电池板内阻约为40Ω
C. 该电池板输出功率为6.0×10-9W
D. 该电池板输出效率约为66.7%
【答案】D
【解析】
【详解】A．电池板的电动势等于不接负载时的电压，因此该电池板电动势约为600μV，故A错误；
B．根据闭合电路的欧姆定律
可得电池板的内阻为
故B错误；
C．根据功率公式
代入数据，可得电池板输出功率为
故C错误；
D．根据功率公式
代入数据，可得电池板的总功率为
电池板输出效率约为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，“L”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知ab=l，bc=2l，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为（ ）
A. 0 B. BIl C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【详解】bc导线电流方向与磁场平行，不受安培力。ab导线受的安培力为
导线abc受到的安培力大小为。
故选B。
5. 如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（ ）
A. 用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被吸引
B. 把磁铁远离A环，A环又会被排斥
C. 磁铁N极接近B环时，B环会被吸引
D. 磁极接近或者远离B环时，B环保持静止
【答案】D
【解析】
【详解】A．用磁铁任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，A错误；
B．同理，把磁铁远离A环，A环又会被吸引，B错误；
CD．磁极接近或者远离B环时（磁铁N极接近B环时），磁通量变化，有感应电动势，但是由于不闭合，所以没有感应电流，圆环不受到安培力的作用，圆环保持静止，C错误， D正确。
故选D。
6. 如图所示为探究产生感应电流条件的实验电路，以下说法正确的是（ ）
A. 电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，观察到电流计指针不发生偏转
B. 电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，观察到电流计指针仍发生偏转
C. 电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，观察到电流计指针发生偏转
D. 电键断开的瞬间，观察到电流计指针并不发生偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A．电键闭合稳定后，改变滑动变阻器滑片位置，则线圈A中电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，则观察到电流计指针发生偏转，选项A错误；
B．电键闭合稳定后，保持滑动变阻器滑片位置不变，则线圈A中电流不变，穿过线圈B的磁通量不变，不会产生感应电流，观察到电流计指针不发生偏转，选项B错误；
C．电键闭合稳定后，A线圈从B线圈内拔出的过程，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，观察到电流计指针发生偏转，选项C正确；
D．电键断开的瞬间，则线圈A中电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，产生感应电流，观察到电流计指针发生偏转，选项D错误。
故选C。
7. 如图所示，纸面内以O点为圆心的圆周卜有M、N、A、B四个点，MN、AB为直径且互相垂直。若将两根直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。下列说法正确的是（ ）
A. O点磁感应强度的方向由O指向B
B. O点的磁感应强度大小为零
C. A、B两点磁感应强度相同
D. A点的磁感应强度方向与MN连线平行且方向向左
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据安培定则可知M处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向下，N处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向上，由于两导线电流大小相等，O到M、N的距离相等，所以M、N处电流在O点产生的磁感应强度大小相等，根据矢量合成可知O处磁感应强度为零，选项A错误，B正确；
CD．根据安培定则可知M处电流产生的磁感应强度的方向以及N处电流产生的磁感应强度的方向如图
由图及矢量合成可知A、两处磁感应强度方向不同，A点的磁感应强度方向与MN连线平行，方向水平向右，选项CD错误。
故选B。
8. 如图所示的电流天平，矩形线圈的匝数为n，b段导线长为L，导线a、b、c段处于与线圈平面垂直匀强磁场中，当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡。下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈通电后， b段导线的安培力向下
B. 若仅将电流反向，线圈将仍能保持平衡状态
C. 线圈受到的安培力大小为mg
D. 由以上测量数据可以求出磁感应强度
【答案】C
【解析】
【详解】ACD．依题意，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡，可知b段导线所受安培力向上且
又
解得
故AD错误；C正确；
B．依题意，当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，若仅将电流反向，线圈将而外受到向下的安培力作用，不能保持平衡状态。故B错误；
故选C。
9. 如图，一条长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab两端的电势分别为φa，φb，则（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律得，ab两端产生的感应电动势为
根据右手定则，导体棒中电流方向由b到a，在电源内部电流由电势低处流向电势高处，所以
故选B。
10. 图示为磁流体发电机的原理图，等离子体束（含有正、负离子）以速度v垂直射入由一对磁极产生的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。A、B是一对平行于磁场放置、上下正对的金属板，两板相距为d，由此可知（ ）
A. 正离子向B板偏转
B. 负离子向N磁极偏转
C. 稳定后发电机的电动势为2Bdv
D. 离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其做正功
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A板带负电，B板带正电故A正确，B错误；
C．稳定后，电动势为E，有
解得
故C项错误；
D．因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故D项错误。
故选A。
11. 如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电流I。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电荷量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给小圆环向右的初速度v0，圆环运动的v-t图像不可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．由右手螺旋定则可知导体棒AB下方的磁场垂直纸面向里，所以带电小圆环受到竖直向上的洛伦兹力，当qvB=mg时，小环做匀速直线运动，故A正确，不符合题意；
BC．当qvB
小环做加速度逐渐增大的减速运动，直至停止，所以其v t图像的斜率应该逐渐增大，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．当qvB>mg时，在竖直方向，根据平衡条件有
水平方向，有
小环做加速度逐渐减小的减速运动，直到重力与洛伦兹力相等时，小环开始做匀速运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
第Ⅱ卷（非选择题 共56分）
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 电导率是电阻率的倒数，某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水，玻璃管长为L，玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住，进行如下实验：
（1）注水前，用如图甲所示游标卡尺的__________（填“A”“B”或“C”）测量爪测玻璃管内径，其示数如图乙所示，则该玻璃管的内径____________mm；
（2）用多用电表欧姆挡“×100”倍率，对玻璃管中水的电阻进行测量（如图甲所示），示数如图乙所示，则水的电阻为___________；
（3）为更精确地测量所取水样电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程3mA，电阻约为5）
B．电压表（量程6V，电阻约为10k）
C．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
D．电源（6V，内阻约1）
E．开关一只、导线若干
①请将电路中的线路连接完整；（ ）
②图为根据电流表和电压表的实验数据所画出的图像。根据图像，求出水样的电阻__________（保留2位有效数字）；
（4）计算水样的电导率表达式________________（用符号、R、d、L表示），通过代入数据可以判定此水样是否合格。
【答案】 ①. B ②. 21.6 ③. 1700 ④. 见解析 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]测量玻璃管内径应使用B测量爪
[2]如图乙所示，该玻璃管的内径为
（2）[3]如图乙所示，水的电阻为
（3）[4]滑动变阻器采用分压接法，电流表采用内接法，连接好的电路如下图所示
[5]根据图像，求出水样的电阻为
（4）[6]根据电阻定律可得
所以电导率为
13. 如图所示，一个匝数为n=10、电阻R=2的矩形线圈放在桌面上，在线圈上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.05Wb。现将条形磁铁逐渐靠近线圈，经0.5s线圈内的磁通量变为0.10Wb，求：
（1）此过程线圈内磁通量的变化量以及线圈中产生的感应电动势大小；
（2）0.5秒内通过线圈导线截面的电量。
【答案】（1）0.05Wb，；（2）
【解析】
【详解】（1）磁通量的变化为
△Φ=Φ′-Φ=0.10-0.05=0.05Wb
由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为
（2）线圈中感应电流为
通过导线截面的电量
14. 用长征六号（CZ-6）火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体沿轨道切线方向的速度为5.5×103m/s。试分析计算：
（1）火箭起飞时，如果火箭发动机的喷气速度为3000m/s，那么要产生1.2×106N的推力，每秒钟发动机要喷出气体的质量为多少？
（2）星箭分离后卫星的速度增加到多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）火箭起飞时，根据动量定理可得
每秒钟发动机要喷出气体的质量为
（2）设火箭壳体和卫星一起绕地球做匀速圆周运动的速度为，火箭壳体沿轨道切线方向的速度为，分离后卫星的速度为，星箭分离过程中，根据动量守恒定律有
解得
15. 汽车蓄电池供电的简化电路图如图所示。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机正常工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常工作。已知电动机正常工作时的电压为，电动机的电阻为，汽车左侧灯和右侧灯完全一样，规格均为“，”，不考虑车灯电阻的变化，蓄电池的电动势为。求：
（1）电源的内阻；
（2）电动机正常工作时的输出功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）启动开关S断开时，两车灯正常工作，有
由闭合电路欧姆定律有
解得
（2）启动开关S闭合，电动机正常工作，由闭合电路欧姆定律有
，
此时通过车灯的电流
，
通过电动机的电流
电动机的输出功率
解得
16. 质谱仪的基本结构如图所示。质量为m、电量为的带电粒子（忽略粒子的重力）经电压为U的加速电场加速后，垂直磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中发生偏转。
（1）求该粒子射出电场（射入磁场）时的速度大小；
（2）已知该粒子进入磁场后，刚好不射出磁场的下边界，求磁感应强度B的大小；
（3）若将加速电场的电压增加至4U，粒子仍从静止开始加速后射入磁场，求粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理有
解得求该粒子射出电场时的速度大小为
（2）该粒子进入磁场后，刚好不射出磁场的下边界，可知粒子的运动半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得磁感应强度的大小为
（3）将加速电场的电压增加至4U，根据动能定理有
根据洛伦兹力提供向心力有
解得粒子的运动半径为
设粒子在磁场中轨迹所对应的圆心角为θ，有
解得
粒子A在磁场中运动的时间为
