叙州区二中2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
第一部分 选择题（共48分）
注意事项：
每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如有改动，请用橡皮擦干净后，在选涂其它答案标号。
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1．下列关于电磁波和声波以及机械波的说法正确的是（ ）
A．电磁波是一种物质，也具有能量
B．电磁波跟声波一样，不能在真空中传播
C．高频机械波和低频机械波相遇能发生干涉现象
D．只有障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，波才能发生衍射
2．下列各叙述中，正确的是（ ）
A．库仑提出了用电场线描述电场的方法
B．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强，电容，加速度都是采用比值法定义的
C．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
D．温度不变时，金属丝拉长为原来的两倍，电阻变为原来的四倍
3．下图中不属于交变电流的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图，线圈平面与水平方向夹角，磁感线方向水平向右，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为（ ）
A． B． C． D．
5．如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（ ）
A．在t 时刻，FN>G，P中有顺时针方向感应电流
B．在t2时刻，FN=G，P中有顺时针方向感应电流
C．在t3时刻，FN=G，P中有顺时针方向感应电流
D．在t 时刻，FN>G，P中无感应电流
6．如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO＇匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡、、均正常发光．已知、、的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（ ）
A．理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2
B．在图示位置时，穿过线框的磁通量变化率最小
C．若在副线圈再并联一个相同的小灯泡，则灯泡将变暗
D．线框转动的角速度为
7．我国第三艘航空母舰“福建号”采用的是电磁弹射装置，其原理可简化为如图所示，直流电源电动势为E，储能电容器的电容为C，固定于水平面内的两根光滑平行金属电阻不计。飞行器可视为一根有电阻的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动，达到最大速度之后离开导轨。根据上述信息可知（ ）
A．匀强磁场的方向应该垂直于导轨平面向上
B．电容器的电容C越大，MN的最大速度就越大
C．电容器的电容C越大，MN刚开始运动时的加速度就越大
D．当电容器储存的电荷全部放出时，MN的速度达到最大
8．已知两电池、的电动势分别为、，内阻分别为、。两电池分别接电阻时，输出功率相等。当外电路电阻变为时，电池、的输出功率分别为、，已知，。则（ ）
A． B． C． D．
9．某同学用如图所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。时刻闭合开关S，测得通过不同元件的电流随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图甲对应的元件为小灯泡 B．图乙对应的元件为定值电阻
C．图丙对应的元件为电感线圈 D．图丁对应的元件为电容器
10．如图所示，竖直平面内四分之一圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R=2m。小耿同学让一质量为m=1kg的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带以速度v=4m/s沿逆时针方向的转动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，滑块第一次滑到传送带上离P点2.5m处速度为零，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度g取。则（ ）
A．滑块从A开始下滑到P点过程机械能守恒
B．滑块再次回到P点时的速度为4m/s
C．滑块第一次在传送带上运动由于摩擦产生的热量为31.5J
D．滑块第一次在传送带上运动而使电动机额外多做的功为36J
11．如图所示，左右对称、顶角为60°的导体框架POQ竖直放置，空间存在垂直框架平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，轻弹簧上端固定于O点，下端悬挂质量为m的导体棒MN，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，框架和导体棒单位长度的电阻都为r。导体棒从位置I由静止释放，此时弹簧处于原长，当导体棒下降L到达位置Ⅱ时，速度刚好达到最大，在导体棒开始释放到最终静止的过程中保持水平且与导轨接触良好。不计一切摩擦，重力加速度为g，已知弹簧弹性势能（x为形变量）。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒向下运动过程中N端电势比M端高
B．导体棒向下运动过程中的最大速度为
C．导体棒由下向上返回到位置Ⅱ时的加速度方向竖直向上
D．导体棒从开始释放到最终静止过程中回路产生的热量为
第二部分 非选择题（共52分）
二、实验题（2个小题，共14分）
12．（6分）在学习测定电源的电动势和内阻的实验时。小明同学查阅资料发现一种方法，并做出如下探究：
（1）如图甲，E是电源电动势可以逐渐调节的可变电源，闭合开关，调节E，当灵敏电流计示数为 时，待测电源的电动势与可变电源此时的电动势相等。
（2）小明想用此方法测某待测电源的电动势和内阻，但实验室没有可变电源，于是他和小组同学利用学校的器材设计了如图乙的实验电路图，小组同学关于图中M、N两个位置该放什么仪表起了争议，你认为正确的是 。
A．M是电流传感器，N是电压传感器 B．M是电压传感器，N是电流传感器
（3）为了测出待测电源电动势Ex和内阻r，小组同学进行了进一步的探讨，设计了如图丙的实验电路图。同学们先断开K2、闭合K和K1，调节滑动变阻器使N表示数为零时，M表的示数为m。然后闭合开关K2，再次调节滑动变阻器使N表示数为零，M表示数为，P处电流表示数为n，则Ex= 、r= （结果用m、、n表示）
13．（8分）某小组测量阻值约3kΩ的电阻R，实验室提供了下列器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约5kΩ）
B．电流表A（量程1mA，内阻约60Ω）
C．灵敏电流计G（量程0.3mA，内阻约100Ω）
D．滑动变阻器（阻值0～100Ω，额定电流1A）
E．电阻箱（阻值0～9999Ω）
F．电阻箱（阻值0～999.90）
G．电源（E＝3V，内阻很小）若干
H．开关、导线若干
（1）采用图甲电路进行测量，电阻箱应选用 （选填“”或“”）；
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整 ；
（3）测量数据如下表所示，请在图乙中作出U-I图像 。根据图像求出电阻 kΩ（结果保留两位有效数字）。
U/V 0.7 0.14 1.70 2.10 2.50
I/mA 0.25 0.40 0.60 0.75 0.90
（4）另一小组利用上述器材设计了如图丙所示的电路测量R，下列实验操作步骤，正确顺序是 ；
①读出电流表A和电压表V的读数
②减小，移动滑片，使电流计G示数为0
③闭合、、，移动滑片，使电流计G示数逐渐减小到0
④将的阻值调至最大，调至某一值，滑片调至合适的位置
⑤将的阻值调为0，移动滑片，使电流计G示数为0
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14．一台直流电动机线圈电阻r=1 Ω，与一阻值R=10 Ω的电阻串联，当所加电压U=150 V，电动机正常工作时电压表示数100 V，求：
（1）电动机消耗的功率及输出的机械功率。
（2）电动机工作1h产生的热量。
15．如图所示，直导线长l，电流为I，单位体积内的自由电荷数为n，截面积为S，每个电荷的电荷量均为q，定向运动速度为v，磁场的磁感应强度为B。
（1）这段通电导线所受的安培力是多大？
（2）此段导线的自由电荷个数是多少？
（3）每个自由电荷受到的洛伦兹力又是多大？
16．如图所示xOy平面直角坐标系内，第二象限存在竖直向下的匀强电场，第三、四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场和一足够长的挡板，挡板距x轴的距离为L。自M点（﹣2L，L）分别以水平向右的初速度v0、发射两完全相同的带正电粒子P、Q，粒子P恰好从O点进入磁场区域且垂直打在挡板上。已知粒子质量为m，带电量均为q，不计粒子重力及粒子间相互作用力，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子Q在磁场中运动的轨道半径；
（3）若使磁场感应强度缓慢变大，不计磁场变化产生的电场，则挡板被粒子P打中区域的长度为多少。
叙州区二中2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题参考答案
1．A 2．D 3．D 4．A 5．C 6．D 7．B 8．AD 9．CD 10．BD 11．AD
12．0 B m
13． R2 2.8 ④③①
14．解：（1）由串并联电路规律可知，电阻R两端的电压为
对电阻R，根据欧姆定律得
电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为5A。电动机消耗的电功率是
电动机的发热功率
根据能量转化和守恒定律得电动机输出的机械功率
（2）电动机的发热功率
1h产生的热量
15．解：（1）这段通电导线所受的安培力为
（2）此段导线含有的自由电荷数是
（3）每个自由电荷受到的洛伦兹力平均每个电荷所受到的作用力为
根据电流的微观表达式，可知电流
联立解得
16．解：（1）粒子P在电场中做类平抛运动，有
2L=v0t
根据牛顿第二定律有
qE=ma
联立解得
（2）根据（1）求解粒子P在电场中加速度a，有
这个加速度也等于粒子Q的加速度，沿电场方向粒子P和粒子Q运动情况相同，刚进入磁场时沿电场方向的分速度也相同，都设为vy，则
说明粒子P刚进入磁场的速度方向与x轴夹角为45°，并且合速度大小
粒子Q刚进入磁场的合速度
根据题意画出粒子P进入磁场的轨迹如下图所示
根据几何关系可得粒子P在磁场中运动的轨道半径为
根据洛伦兹力提供向心力得
Bqv=m
则
r
说明相同的粒子进入相同的磁场，轨道半径和速度大小成正比，设Q粒子在磁场中的轨道半径为RQ，有
代入数据得
（3）根据（2），若磁场的磁感应强度没变化时，粒子P打到挡板的坐标为（，﹣L），若使磁场感应强度缓慢变大，根据洛伦兹力提供向心力可知，粒子P在磁场中运动的轨迹半径变小，采用缩放圆的办法并通过画图可知，当圆轨道缩小到与挡板相切时，粒子P恰好打不到挡板，如下图所示
设此时粒子P的轨道半径为R，根据几何关系得：Rcos45°+R=L
解得
R=（2）L
轨道与挡板切点坐标为（-Rsin45°，-L），将R值代入得坐
标为（，﹣L）
挡板被粒子P打中区域的长度为
