诸暨中学暨阳分校2024学年第一学期期中考试
高二物理试题
一、单选题，每小题3分，共39分。
1．如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，单位长度电荷量为q，当此棒沿轴线方向向右做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流I的大小和方向为（ ）
A．大小为qv，方向向左 B．大小为qv，方向向右
C．大小为qvs，方向向左 D．大小为qvs，方向向右
2．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（ ）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动
C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波
D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波
3．如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是( )
A．.a、b、c三个环
B．b、c两个环
C．a、c两个环
D．a、b两个环
4．有两个材料相同的长方体型导体，它们的横截面均为正方形，大的长方体横截面边长为，小的长方体横截面边长为，高均为h，现分别在两导体左右两端加上相同的电压，两导体中的电流方向如图所示，则（ ）
A．两导体电阻之比为2：1
B．两导体电阻之比为1：2
C．流过两导体的电流之比为1：1
D．若电流方向竖直向下，大长方体与小长方体的电阻之比为4：1
5．如图所示的电路中，通过R1的电流是4A，已知，，，则下列说法正确的是（ ）
A．电路的总电阻是5Ω
B．通过R2的电流是1.0A
C．a、b两端的电压是20V
D．a、c两端的电压是12V
6．分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c、d在一条直线上，且ac=cb=bd，已知c点的磁感应强度为，d点的磁感应强度为B2，则a处导线在d点产生的磁感应强度的大小及方向为（ ）
A．，方向竖直向下 B．，方向竖直向上
C．，方向竖直向上 D．，方向竖直向下
7．如图所示，直线MN是一匀强磁场的边界，三个相同的带正电粒子分别沿图示1、2、3三个方向以相同的速率从O点射入磁场，沿箭头1、3两个方向的粒子分别经t1、t3时间均从p点离开磁场，沿箭头2方向(垂直于MN)的粒子经t2时间从q点离开磁场，p是Oq的中点，则t1、t2、t3之比为
A．1：2：3 B．2：3：4 C．1：3：5 D．2：3：10
8．额定电压均为110V，额定功率PA=60W，PB=150W的A、B两盏灯泡，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（ ）
A． B．
C． D．
9．光伏产业是新能源产业的重要发展方向之一，光伏市场的发展对于优化我国能源结构、促进能源生产和消费革命、推动能源技术创新等方面都有重要的意义。某户居民楼顶平台安装的12块太阳能电池板，据楼主介绍，利用这些电池板收集太阳能发电，发电总功率可达3kW，工作电压为380V，设备使用年限在25年以上。发电总功率的30%供自家使用，还有富余发电以0.4元/度（1度=1kW·h）价格并入国家电网。则下列说法可能正确的是（ ）
A．该光伏项目年发电量约为
B．该光伏项目的工作总电流约为3A
C．该光伏项目富余发电的年收入约为7000元
D．该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏60W的白炽灯工作600小时
10．恒流源是一个能输出恒定电流的电源，应用领域非常广阔。如图甲所示的电路中的电源为恒流电源，和为定值电阻，R为滑动变阻器。调节滑动变阻器，电压表和电流表的数值变化如图乙所示，A、B为线段的两个端点，则（ ）
A． B．
C．恒流源的电流为4A D．B点的纵坐标为15V
11．如图所示，在区域Ⅰ、Ⅱ中分别有磁感应强度大小相等、垂直纸面但方向相反、宽度均为的匀强磁场区域。高为的正三角形线框efg从图示位置沿轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，下列图像中能正确描述线框efg中感应电流与线框移动距离关系的是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路.当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．由于回路磁通量增加，p、q将互相靠拢
B．由于回路磁通量增加，p、q将互相远离
C．由于p、q中电流方向相反，所以p、q将互相远离
D．磁铁的加速度仍为g
13．如图所示，电表均为理想电表，其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示，电压表示数的变化量用表示，则（ ）
A．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，电压表V示数变小
B．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，变大
C．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，
D．若发生断路，则电压表V示数变小，电流表示数变大
二、不定项选择题，每小题3分，共6分。
14．如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径（OP）为R，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度v沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器的极板的电势比极板的高 B．粒子的速度
C．粒子的比荷为 D．P、Q两点间的距离为
15．在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．N板电势高于M板电势
B．磁感应强度越大，MN间电势差越大
C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变
D．将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势
三、实验题，共二题，每空2分，共12分。
16．如图甲为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图；如图乙为欧姆表测电阻的原理图，图丙为某次测量电阻时表盘指针情况，回答下列问题：
(1)如图甲，关于用多用电表测量电阻，下列说法正确的是______
A．每次更换电阻档位后，必须先将红黑表笔短接，旋动B旋钮进行欧姆调零
B．欧姆调零后，将红黑表笔分开，指针仍在表盘最右端
C．若某次测量指针偏转过小，应换用大挡位后直接接入电阻测量
D．完成测量后要将C旋钮旋至OFF挡或交流电压最高档
(2)如图乙，若电源的电动势为1.5V，表头G的满偏电流为5mA，当接上待测电阻后，表头的示数为2mA，则待测电阻的阻值为 Ω
(3)如图丙，用丙多用电表测电阻时，选取的挡位是“×10Ω”档，指针如图所示，恰好指在表盘的中间，则丙欧姆表内阻为 Ω
17．某实验小组为了测量某一段特殊金属丝的电阻率，采用如下操作步骤开展实验：
(1)先用多用电表粗测其电阻阻值为26Ω；再用螺旋测微器测量其直径记为d；再用50分度的游标卡尺测量金属丝的长度，长度测量结果为 cm。
(2)实验室提供了如下器材：
A.电流表，量程为0-1.5mA，内阻
B.电流表，量程为0-0.6A，内阻约为1Ω
C.电压表，量程为0-3V，内阻约为1kΩ
D.定值电阻，
E.定值电阻，
F.滑动变阻器，最大阻值为10Ω
G.电源（电动势约为15V）
H.开关一只，导线若干回答下列问题：
（Ⅰ）在虚线框内设计一电路，要求尽量减小实验误差，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，标明所用的器材
（Ⅱ）实验时测得示数为，示数为，由此可测得该金属丝的电阻率 （选择，，，，，L，d中的字母表示）。
四、计算题，共4题，共43分。
18．如图所示，电源电动势E为10V，内阻为1Ω，定值电阻R1为9Ω，小灯A上标有“4V，0.2A”，直流电动机M内阻R0为5Ω。电路接通后小灯A恰好正常发光。求：
(1)电动机的发热功率P1；
(2)电动机对外做功的功率P2。
19．如图甲所示，电阻不计的“U”形金属导轨固定在水平面上，两导轨间距。一质量的导体棒垂直放在导轨上，与导轨接触良好，接入电路中电阻，在垂直导轨平面的区域Ⅰ和区域Ⅱ中存在磁感应强度相同的匀强磁场。现用一根与轨道平面平行的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮将导体棒和质量的小球相连。导体棒从磁场外由静止释放后始终在导轨上运动，其运动v t图像如图乙所示，重力加速度g取。求：
(1)导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数；
(2)磁场区域的磁感应强度B；
20．平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．
21． 如图所示， 间距为 的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为 的电阻，磁感应强度为 的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为 的100 匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小随时间均匀变化的匀强磁场 平行，开关K闭合后，质量为 电阻值为 的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取 求∶
（1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场 的磁感应强度的变化率；
（2）金属棒ab下落时能达到的最大速度v的大小；
（3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
答案
1．A
2．D
3．D
4．C
5．A
6．A
7．C
8．A
9．D
10．D
11．B
12．A
13．C
14．AC
15．AB
16．(1)AD
(2)450
(3)150
17．(1)10.008
(2)
18．(1)0.8W
(2)0.8W
解析：（1）由闭合电路欧姆定律可得
又
电动机的发热功率
（2）电动机两端电压为
电动机消耗的功率为
则电动机对外做功的功率为
19．(1)
(2)
解析：（1）前0.2s内，设绳上的拉力为T，设导体棒加速度大小为a，对导体棒根据牛顿第二定律
对小球根据牛顿第二定律
由以上两式可得
由乙图可知，前0.2s内
代入数值得导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数
（2）由乙图可知导体棒在区域Ⅰ做匀速直线运动，对导体棒受力分析可知
对小球受力分析可知
又根据动生电动势公式
由欧姆定律可知
而安培力
代入解得磁场区域的磁感应强度为
20．(1),与x轴正方向成45°角斜向上 (2)
解析：(1)粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：
x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度：
，
又
，
解得，即，
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
；
(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度：
，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有：
，
根据几何关系可知：
解得：
21．（1）0.8T/s；（2）2m/s；（3）0.072J
解析：
（1）金属棒保持静止，根据平衡条件得
可得
则线圈产生的感应电动势为
由电磁感应定律可知
解得
（2）断开开关K后，金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是0（即合外力是0）时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得
此时金属棒中产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得金属棒的最大速度为
（3）金属棒从开始下落到最大速度的过程中，根据动能定理得
金属棒产生的焦耳热
