廣東省廣州市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（含答案）

廣東省廣州市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．北宋《武經(jīng)總要》記載，讓鐵魚的頭尾指向南北，先把鐵魚燒紅，再將鐵魚放入水中冷卻，依靠地磁場獲得磁性，后讓其在水中漂浮，制成指南魚（魚頭指南），如圖是指南魚靜止時的指向。下列判斷正確的是（）A．指南魚的魚頭應(yīng)標(biāo)注“S” B．指南魚周圍存在磁感線C．指南魚不能吸引小鐵針 D．指南魚的魚頭磁性最弱2．圖甲為手機無線充電，其充電原理如圖乙。充電底座接交流電源，對充電底座供電。若在某段時間內(nèi)，磁場垂直于受電線圈平面向上穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小逐漸增大。下列說法正確的是（）A．受電線圈的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B．送電線圈內(nèi)的電流大小在逐漸減小C．受電線圈中感應(yīng)電流方向由c→dD．受電線圈有擴張趨勢3．2018年珠海航展，我國首臺量子雷達亮相（如圖），量子雷達發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波，可以捕捉到普通雷達無法探測到的目標(biāo)。下列說法正確的是（）A．量子就是電子B．頻率越高的電磁波能量越小C．電磁波在真空中的傳播速度與其頻率有關(guān)D．空間某處電場或磁場發(fā)生正弦規(guī)律變化就會在其周圍產(chǎn)生電磁波4．在科技館的靜電體驗區(qū)，當(dāng)人進入一個金屬籠后，用特斯拉線圈產(chǎn)生200多萬伏的高壓，與金屬籠之間發(fā)生火花放電，但人在金屬籠內(nèi)是非常安全的。在火花放電過程中（）A．籠體不帶電荷B．金屬籠內(nèi)部場強為零C．人與金屬籠內(nèi)壁接觸會發(fā)生觸電D．人和籠體帶同種電荷5．如圖所示，用兩根絲線掛著兩個質(zhì)量相同的小球M、N，此時上下絲線的受力分別為TM和TN，如果使M球帶正電，N球帶負(fù)電，上下線受到的力分別為TM'、A．TM＜TM' B．TN=TN' C．TM=TM6．圖甲是我國電磁炮照片，圖乙是其原理圖。該電磁炮的軌道長10m，寬2m。若發(fā)射質(zhì)量為100g的炮彈，從軌道左端做初速度為零的勻加速直線運動，當(dāng)回路中的電流恒為100A時，最大速度可達2km/s，假設(shè)軌道間磁場為勻強磁場，不計空氣及摩擦阻力。下列說法正確的是（）A．軌道間磁場方向豎直向下B．軌道間磁場方向為水平向右C．電磁炮的加速度大小為4×1D．磁感應(yīng)強度的大小為100T7．圖甲為充電寶給一手機電池充電，其等效電路如圖乙所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)（）A．充電寶輸出的電功率為UI+B．充電寶產(chǎn)生的熱功率為IC．手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為UD．手機電池儲存的化學(xué)能為UIt?二、多項選題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）8．圖甲是雷擊廣州塔圖片，由于廣州塔有避雷針而安然無恙。圖乙為避雷針周圍的等勢面分布情況，電場中有M、N、P三點，則下列說法正確的是（）A．P、M兩點電勢差UPM=-2kVB．P點的場強小于M點的場強C．電子從M運動到N，電場力不做功D．電子在P點的電勢能小于其在N點的電勢能9．如圖所示，培訓(xùn)人員使用AED自動除顫機進行治療心臟驟停示范。若AED自動除顫機內(nèi)有一電容為15μF的電容器，某次使用過程中，該電容器在10s內(nèi)充電至5000V電壓，之后在3ms時間內(nèi)完成放電，則（）A．電容器充電后所帶的電荷量為75000CB．電容器充電過程中電容一直增大C．電容器放電過程中放電電流一直減小D．電容器放電過程中平均電流為25A10．如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為R，L1和L2為相同的燈泡，每個燈泡的電阻和定值電阻的阻值均為R，電壓表為理想電壓表，S為單刀雙擲開關(guān)，當(dāng)開關(guān)由1位置打到2位置時，忽略燈泡電阻的變化。下列說法中正確的是（）A．外電路總電阻變小 B．L1亮度不變C．L2變暗 D．電壓表讀數(shù)將變大三、非選擇題（本題共5小題，共54分，考生根據(jù)要求作答）11．如圖所示，是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中所用的實驗儀器。（1）根據(jù)實驗需要補充完整電路。（2）連接好實驗電路后，閉合開關(guān)的瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電流計指針回到原位置后，將滑動變阻器的滑動觸頭快速向左滑動，則會觀察到電流計指針向偏轉(zhuǎn)。（3）把B線圈從某一固定位置插到A線圈中另一固定位置處，第1次快插，第2次慢插，在這兩情況下，A線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小分別為E1和E2，流過A線圈某個橫截面的電荷量分別為q1和q2，則有E1E12．利用二氧化錫半導(dǎo)體型酒精傳感器組裝一個酒精測試儀，已知該傳感器電阻隨酒精濃度變化規(guī)律如圖甲所示。國際公認(rèn)酒駕標(biāo)準(zhǔn)為“0.2mg/A．二氧化錫半導(dǎo)體型傳感器RB．直流電源（電動勢為4V，內(nèi)阻不計）C．電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻非常大，作為濃度表使用）D．電阻箱R（最大阻值為999.E．定值電阻R1（阻值為50ΩF．定值電阻R2（阻值為10ΩG．單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干（1）圖乙是酒精測試儀電路圖，電路中R應(yīng)選用定值電阻（選填R1或R（2）按照下列步驟調(diào)節(jié)此測試儀：①電路接通前，先將電阻箱調(diào)為40.0Ω，然后開關(guān)向（選填“c”或“d”）端閉合，將電壓表此時指針對應(yīng)的電壓刻度標(biāo)記為②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數(shù)不斷變大，按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上電壓刻度線都標(biāo)記為對應(yīng)的“酒精濃度”；③將開關(guān)向另一端閉合，酒精測試儀即可正常使用。（3）將可正常使用的酒精測試儀靠近酒精瓶口，電壓表如圖丙，則定值電阻兩端電壓U=V，此時流過傳感器Rx的電流Ix13．如圖甲所示，一個電阻r=2Ω、邊長L=0.1m、匝數(shù)為100匝的正方形線圈，與阻值R=8Ω的電阻連接成閉合回路。正方形線圈內(nèi)存在垂直于線圈平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，其余電阻不計。求t=0至t=0.1s時間內(nèi)：（1）電阻R上的電流方向；（2）電阻R兩端的電壓大小。14．如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小不同的勻強磁場（未畫出）。一質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶電粒子，從y軸上的A點沿平行于x軸的方向射入第一象限，經(jīng)C點與x軸成30°角進入第四象限。已知第一象限內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，C點到O點的距離為a，不計粒子的重力。（1）判斷帶電粒子電性；（2）求粒子從A點射出時的速度大?。唬?）若粒子剛好不能進入第三象限，求粒子在第四象限內(nèi)運動的時間。15．如圖甲所示，α粒子射線管由平行于x軸的平行金屬板A、B組成，A、B板長度和板間距均為L，A、B板中間有平行于x軸的絕緣細(xì)管C，開口在y軸上。粒子源P放置在A極板左下端，可以沿特定方向發(fā)射α粒子。當(dāng)A、B板加上某一電壓時，α粒子剛好能以速度v水平進入細(xì)管C，保持速度不變，再進入靜電分析器中做勻速圓周運動，已知靜電分析器中電場線的方向均沿半徑方向指向圓心O，α粒子在靜電分析器中運動的軌跡半徑為L。之后α粒子垂直x軸進入第四象限（此時對應(yīng)圖乙t=0時刻），施加如圖乙所示沿x軸方向的交變電場。規(guī)定沿x軸正方向為電場正方向。已知α粒子電荷量大小為q，質(zhì)量為m，重力不計。求：（1）靜電分析器中的場強大小E0（2）α粒子從粒子源P發(fā)射時的初速度大小；（3）當(dāng)t=T時，α粒子的坐標(biāo)。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、指南魚的魚頭指向南極，魚頭的磁極應(yīng)標(biāo)注“S”，故A正確；

B、磁感線是為了形象描述磁場而假想的曲線，不是客觀存在，故B錯誤；

C、魚形鐵已經(jīng)被磁化，是個磁體，磁體與磁體可以相互吸引，故C錯誤；

D、指南魚是個磁體，類似條形磁鐵，兩極位置磁性最強，中間最弱，故D錯誤。

故答案為：A。

【分析】磁感線是為了形象描述磁場而假想的曲線，不是客觀存在。被磁化的物體能夠吸引小鐵針。條形磁鐵，兩極位置磁性最強，中間最弱。2．【答案】C【解析】【解答】A、無線充電時，手機上受電線圈的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯誤；

B、由磁感應(yīng)強度大小逐漸增大可知，送電線圈內(nèi)的電流大小在逐漸增大，故B錯誤；

C、由楞次定律可知，受電線圈的磁通量增強，則受電線圈中感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，即受電線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下，再根據(jù)安培定則可知，受電線圈中感應(yīng)電流方向由c→d，故C正確；

D、根據(jù)楞次定律的第二種表述“增縮減擴”可知，受電線圈有收縮趨勢，故D錯誤。

故答案為：C。

【分析】由穿過線框磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的工作原理為電磁感應(yīng)。確定穿過磁場磁通量的變化情況，再根據(jù)楞次定律進行分析。3．【答案】D【解析】【解答】A、量子不是電子，電子是實物粒子，故A錯誤；

B、根據(jù)E=hν頻率越高的電磁波能量越大，故B錯誤；

C、電磁波在真空中的傳播速度與其頻率無關(guān)，為光速，故C錯誤；

D、根據(jù)麥克斯韋理論可知，空間某處電場或磁場發(fā)生正弦規(guī)律變化就會在其周圍產(chǎn)生電磁波，故D正確。

故答案為：D。

【分析】頻率越高的電磁波能量越大，電磁波在真空中的傳播速度與其頻率無關(guān)，熟悉掌握麥克斯韋理論的具體內(nèi)容。4．【答案】B【解析】【解答】A、金屬籠處于靜電平衡，籠體表面有感應(yīng)電荷，故A錯誤；

B、金屬籠內(nèi)部場強為零，故B正確。

C、體驗者與籠體是等勢體，體驗者與金屬籠內(nèi)壁接觸不會形成電流，不會發(fā)生觸電，故C錯誤；

D、籠體內(nèi)部沒有電場，因此體驗者不帶電，故D錯誤。

故答案為：B。

【分析】金屬籠處于靜電平衡，內(nèi)部場強為零，籠體表面有感應(yīng)電荷，體驗者與籠體是等勢體，體驗者與金屬籠內(nèi)壁接觸不會形成電流。5．【答案】C【解析】【解答】無論小球M、N帶電與否，上面的絲線的拉力都始終等于小球M、N的重力之和，則有T在兩小球沒有帶電時，下面的絲線的拉力等于小球N的重力，當(dāng)M球帶正電，N球帶負(fù)電后，小球N會受到小球M的一個吸引力，使得小球N對下面的絲線的拉力小于小球N的重力，則有T故答案為：C。

【分析】求上絲線對小球的拉力時，可采用整體法進行分析，對下絲線對小球的拉力時可采用隔離法進行分析，注意電荷與電荷之間的作用力方向。6．【答案】D【解析】【解答】AB、回路中電流方向如題圖所示，則根據(jù)安培定則可知，磁場方向應(yīng)豎直向上，故AB錯誤；

CD、由題意可知，最大速度v=2km/s，加速距離x=10m，由速度和位移關(guān)系可知v解得a=2×由牛頓第二定律可得BIL=ma解得B=100故C錯誤，D正確。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)電路中電流的方向，根據(jù)安培定則確定軌道間磁場的方向。再根據(jù)速度與位移及安培力公式及牛頓第二定律進行解答。7．【答案】D【解析】【解答】A、充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為P=UI故A錯誤；

B、充電寶內(nèi)的電流也是I，但其內(nèi)阻未知，所以無法判斷充電寶產(chǎn)生的熱功率，故B錯誤；

C、U是充電寶的輸出電壓，不是手機電池的內(nèi)電壓，算手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為Q=故C錯誤；

D、充電寶輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機電池儲存的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為手機電池產(chǎn)生的焦耳熱，故根據(jù)能量守恒定律可知手機電池儲存的化學(xué)能為E=UIt-故D正確。

故答案為：D。

【分析】手機充電時，手機電池與充電寶相互串聯(lián)，根據(jù)題意可知手機為非純電阻元件，確定輸出電壓及輸出電流所對應(yīng)的物理意義。再根據(jù)電功及電功率和熱功率的定義進行解答。8．【答案】A,B,C【解析】【解答】A、由圖可知，P、M兩點電勢差U故A正確；

B、因M點比P點等勢面密集，可知電場線密集，則P點的場強大小比M點的小，故B正確；

C、M、N兩點在同一條等勢線上，故電子從M到N，電場力不做功，故C正確；

D、因P點的電勢比N點的低，可知電子在P點的電勢能大于其在N點的電勢能，故D錯誤。

故答案為：ABC。

【分析】兩點之間的電勢差等于兩點的電勢之差。等勢面越密集，電場強度越大。粒子在等勢面上運動，電場力不做功。負(fù)電荷在電勢低的位置，電勢能越大。9．【答案】C,D【解析】【解答】A、電容器充電后所帶的電荷量為Q=CU=15×故A錯誤；

B、電容器的電容由電容器本身的性質(zhì)決定，與電容器是否帶電無關(guān)，故電容器充電過程中電容保持不變，故B錯誤；

C、電容器放電過程中，放電電流逐漸減小，故C正確；

D、電容器放電過程中的平均電流為I=故D正確。

故答案為：CD。

【分析】電容器的電容由電容器本身的性質(zhì)決定，與電容器是否帶電無關(guān)，電容器放電過程中，放電電流逐漸減小，再結(jié)合電容的定義式及電流的定義式進行解答。10．【答案】A,B【解析】【解答】開關(guān)在位置1時，外電路總電阻R電壓表示數(shù)U=每個燈泡兩端的電壓U開關(guān)在位置2時，外電路總電阻R電壓表示數(shù)U'=燈泡L1的電壓UL2的電壓U綜上所述，電壓表讀數(shù)變小，L1亮度不變，L2將變亮。

故答案為：AB。

【分析】確定開關(guān)接不通結(jié)點時，電路的連接情況，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律進行分析解答。11．【答案】（1）（2）左（3）＞；＝【解析】【解答】（1）電路如圖所示

（2）閉合開關(guān)的瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，可知線圈A內(nèi)磁通量增加時電流計指針向左偏轉(zhuǎn)；將滑動變阻器觸頭快速向左滑動，線圈B電流增大，線圈A內(nèi)磁通量增加，靈敏電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)。

（3）把B線圈從同樣高度插到A線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，第一次磁通量變化快，第二次磁通量變化慢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n可知兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為E流過A線圈的電荷量為q=It=n把A線圈從同樣高度插到B線圈中同樣的位置處，磁通量變化量相同，故q【分析】靈敏電流計與A線圈構(gòu)成回路，其他元件構(gòu)成回路。根據(jù)題意確定穿過線圈A的磁通量變化情況，再根據(jù)楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律進行分析。12．【答案】（1）R（2）c；0.1（3）1.20；0.120【解析】【解答】（1）對乙圖根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電壓表讀數(shù)為U=電壓表量程為3V，有U≤3根據(jù)甲圖可知10Ω≤代入數(shù)值解得R所以選擇R2。

（2）本實驗中利用變阻箱阻值和傳感器電阻值進行等效替換，所以將電阻箱調(diào)為40.0Ω后，需將電阻箱接入電路，即開關(guān)向c端閉合；根據(jù)甲圖可知當(dāng)Rx=40Ω時對應(yīng)的酒精濃度為0.1mg/mL。

（3）最小分度值為0.1V，所以定值電阻兩端電壓U=1.20流過傳感器Rx的電流I【分析】由于電壓表的量程為3V，故需根據(jù)傳感器阻值范圍，結(jié)合串聯(lián)電路的分壓原理確定定值電阻的最大阻值。讀數(shù)時注意分度值。再根據(jù)歐姆定律進行數(shù)據(jù)處理。13．【答案】（1）由楞次定律知該電流由M向N通過R（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢為E=nΔΦ=ΔB·L2從圖象可知ΔB由串聯(lián)分壓規(guī)律可得：U=聯(lián)立以上幾式解得：U=1【解析】【分析】（1）根據(jù)圖乙確定線框中磁通量的變化情況，再根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的方向；

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路的歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律結(jié)合圖乙進行解答即可。14．【答案】（1）由左手定則可知，帶電粒子帶正電；（2）運動軌跡如圖設(shè)在一象限內(nèi)圓周運動的半徑為R1，由幾何關(guān)系得R解得R又因為qvB=m代入數(shù)據(jù)解得v=（3）剛好不進入第三象限，軌跡如圖根據(jù)幾何關(guān)系R又因為qvB根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子在磁場中