河北省張家口市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（含答案）

河北省張家口市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：__________題號一二三四總分評分一、單選題：本大題共7小題，共28分。1．下列說法中正確的是（）A．法拉第最早提出了“電場”的概念B．楞次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出了楞次定律C．安培總結(jié)出了磁場對運動電荷的作用力規(guī)律D．丹麥物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)2．兩點電荷形成電場的電場線分布如圖所示，A、B是電場線上的兩點，下列說法正確的是（）A．兩點電荷的電性相同B．兩點電荷所帶的電荷量相等C．A點的電場強度比B點的電場強度大D．A點的電場強度比B點的電場強度小3．以下是來源于物理課本的一些插圖，相關(guān)說法正確的是（）A．圖甲中a端帶負電B．圖乙采用了假設(shè)法C．圖丙顯示燈泡電阻隨溫度升高而減小D．圖丁中，并聯(lián)的電阻R越小，改裝后的電流表量程越大4．如圖所示電路，電源電動勢恒為E、內(nèi)阻為r，電壓表、電流表均視為理想電表。閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑片Р向右移動的過程中，忽略燈泡電阻隨溫度的變化，下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)變小 B．電壓表的示數(shù)變大C．通過滑動變阻器的電流變大 D．電源消耗的功率變大5．筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件，當顯示屏合上時，霍爾元件處于垂直于上下表面向上的勻強磁場中，則前后表面間會產(chǎn)生霍爾電壓U，以此控制屏幕的熄滅。如圖所示，一塊長為a、寬為b、厚度為d的矩形霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是自由電子，元件中通有大小為I、方向向右的電流時（）A．前表面的電勢比后表面的電勢低B．霍爾電壓U與b有關(guān)C．霍爾電壓U與d無關(guān)D．霍爾電壓U與a有關(guān)6．如圖所示是某教學(xué)樓東面墻上的一扇鋼窗，將鋼窗右側(cè)向外勻速打開，推窗人正好看見太陽冉冉升起。以推窗人的視角來看，在鋼窗中地磁場磁通量增大的過程中（）A．鋼窗中產(chǎn)生了逆時針電流，感應(yīng)電動勢的大小不變B．鋼窗中產(chǎn)生了順時針電流，感應(yīng)電動勢的大小是變化的C．鋼窗豎直邊框受到地磁場的安培力的方向是不變的D．鋼窗中磁通量最大時，感應(yīng)電動勢也達到最大值7．如圖所示，一足夠大的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，其頂點a在直線MN上，且ab與MN的夾角為45°.一邊長為L的正方形導(dǎo)線框從圖示位置沿直線MN以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為感應(yīng)電流的正方向，下列表示整個過程導(dǎo)線框中感應(yīng)電流i隨時間t(以Lv為單位A． B．C． D．二、多選題：本大題共3小題，共18分。8．如圖所示，在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定一電荷量為+Q的點電荷，在水平面上的N點，由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為–q的試探電荷，該試探電荷經(jīng)過P點時速度為v，圖中θ=60°。則在+Q形成的電場中（規(guī)定P點的電勢為零）（）A．N點電勢低于P點電勢B．N點電勢為–mC．P點電場強度大小是N點的2倍D．試探電荷在N點具有的電勢能為–12mv9．如圖甲所示為遠距離輸電的示意圖，圖中的變壓器均為理想變壓器，輸電線的總電阻為r=100Ω，降壓變壓器所接用戶可等效為圖中的滑動變阻器，用戶增加時相當于滑動觸頭向下滑動。已知用戶端的額定電壓U0=220V，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為nA．發(fā)電廠的輸出功率為11B．升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2C．用戶增加時，用戶得到的電壓減小D．用戶增加時，輸電線上的損失功率減小10．如圖為電磁剎車實驗裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進方向有與abcd等寬、等長的有界勻強磁場，磁場方向垂直地面向上。小車進入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止。則小車（）A．進入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為adcbaB．穿過磁場的過程中，中間有一段時間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流C．小車進入磁場前的速度越大，滑行的距離越遠D．穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11．（1）如圖所示的游標卡尺，游標尺上共有20個分度，用它測量某工件的外徑時，示數(shù)如圖，則此工件的外徑是cm。

（2）在“用多用電表測量電學(xué)中的物理量”的實驗中，某同學(xué)使用的多用電表的刻度盤如圖所示：①關(guān)于多用電表的使用，下列說法中正確的是(選填選項前的字母)；A.用電壓擋測電壓前，需調(diào)整指針定位螺絲，使指針指到右邊的零刻度B.若多用電表沒有OFF擋，使用完后應(yīng)將選擇開關(guān)撥至交流電壓最高擋C.用歐姆擋測電阻時，被測電阻的阻值越大，指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越大D.用歐姆擋測電阻時，改變不同倍率的歐姆擋后，需要重新進行歐姆調(diào)零②在測量小燈泡的電阻時，紅表筆接觸點的電勢比黑表筆(選填“高”或“低”)；③如果要用此多用電表測量一個阻值約為1000Ω的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的(選填“×10”“×100”或“×1k”12．疊層電池是把普通的化學(xué)干電池制作成長方形的小塊，并多個疊加串聯(lián)在一起，成為一個獨立的電池，具有體積小，輸出電壓高的特點。如圖甲所示，某疊層電池與普通干電池性質(zhì)相同，其由多塊干電池塊串聯(lián)在一起。為測量某疊層電池的電動勢E和內(nèi)阻r，該同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的測量電路，所用器材如下：A.待測電池B.定值電阻R0（阻值為30.0Ω）C.理想電壓表V1（量程為0~15V）D.理想電壓表V2（量程為0~3V）E.滑動變阻器R（最大阻值為500Ω）F.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干回答下列問題：（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器R的觸頭置于(選填“最左端”或“最右端”)。（2）實驗中，調(diào)節(jié)R觸頭的位置，發(fā)現(xiàn)當電壓表V1示數(shù)為6.0V時，電壓表V2示數(shù)為1.96（3）多次改變R接入電路的阻值，讀出多組V1和V2的示數(shù)U1、U2，請你將(2)中的點描在圖丙中，并連同已描出的點作出（4）由U1?U2圖像可知該疊層電池的電動勢E=V，內(nèi)阻r=四、計算題：本大題共3小題，共36分。13．電子所帶的電荷量最早是由美國科學(xué)家密立根通過油滴實驗測定的。油滴實驗的原理如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的兩極相接，油滴從噴霧器噴出后由于摩擦而帶負電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。假設(shè)兩金屬板間的距離d=5.0×10-2m，忽略空氣對油滴的浮力和阻力，重力加速度g取10m/s2．請問：（1）調(diào)節(jié)兩板間的電勢差U=200V，觀察到某個質(zhì)量為m1=1.28×10-15kg的油滴恰好處于懸浮不動，則哪一金屬板接電源的正極？該油滴所帶電荷量q1多大？（2）維持兩板間電勢差不變，觀察到另一個質(zhì)量為m2=2.00×10-15kg的帶負電油滴，從上板小孔靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)時間t=0.5s到達下板，則此油滴所帶電荷量q2多大？14．某興趣小組用電流傳感器測量某磁場的磁感應(yīng)強度大小。實驗裝置如圖甲所示，不計電阻且足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強磁場中，導(dǎo)軌間距d=0.5m，其平面與磁場方向垂直。電流傳感器與阻值R=0.8Ω的電阻串聯(lián)接在導(dǎo)軌上端?，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.02kg、有效阻值r=0.2Ω的導(dǎo)體棒AB由靜止釋放，導(dǎo)體棒（1）該磁場的磁感應(yīng)強度大?。唬?）在t1時刻導(dǎo)體棒AB（3）在0～t1時間內(nèi)導(dǎo)體棒AB下降的高度h=515．如圖所示的平行板電容器中，存在相互垂直的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)強度大小B1=0.20T，方向垂直紙面向里，電場強度E1=1.0×105V/m，PQ為板間中線。緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標系的第一象限內(nèi)，邊界AO與y軸的夾角∠AOy=45°，邊界線的上方有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B2=0.25T，邊界線的下方有豎直向上的勻強電場，電場強度E2=5.0×105V/m。一帶電量q（1）離子運動的速度；（2）離子從通過y軸進入磁場到第二次穿越邊界線OA所用的時間；（3）離子第四次穿越邊界線OA時的速度(最后結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、法拉第最早提出了“電場”的概念，故A正確；

B、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，楞次總結(jié)出了楞次定律，故B錯誤；

C、洛倫茲總結(jié)出了磁場對運動電荷的作用力規(guī)律，故C錯誤；

D、丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)，故D錯誤。

故答案為：A。

【分析】熟悉掌握各物理學(xué)史。法拉第最早提出了“電場”的概念，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，楞次總結(jié)出了楞次定律。2．【答案】C【解析】【解答】AB、由電場線分布可知，兩點電荷為異種電荷，即電性相反，因兩邊電場線不對稱分布，可知兩點電荷所帶的電荷量不相等，故AB錯誤；

CD、因A點電場線較B點密集，可知A點的電場強度比B點的電場強度大，故C正確，D錯誤。

故答案為：C。

【分析】電場線由正電荷出發(fā)，指向負電荷。等量電荷形成的電場線相互對稱，電場線越密集，電場強度越大。3．【答案】D【解析】【解答】A、根據(jù)靜電感應(yīng)的原理知，一個帶電的物體與不帶電的導(dǎo)體相互靠近時由于電荷間的相互作用，會使導(dǎo)體內(nèi)部的電荷重新分布，異種電荷被吸引到帶電體附近，而同種電荷被排斥到遠離帶電體的導(dǎo)體另一端，故a端帶正電，故A錯誤；

B、研究影響平行板電容器的影響因素時，采用的是每次實驗都保證只有一個變量的方法，故圖2采用了控制變量法，故B錯誤；

C、由圖3圖像可知，隨燈泡兩端電壓增大，通過燈泡的電流增大，溫度升高且電壓與電流的比值增大，燈泡電阻隨溫度升高而增大，故C錯誤；

D、圖4中，并聯(lián)的電阻R越小，IR就越大，改裝后的電流表量程IR+Ig越大，故D正確。

故答案為：D。

【分析】熟悉掌握三種起電方式的特點及實質(zhì)。對于具有多個物理量對研究問題產(chǎn)生影響時，往往采用控制變量法。I-U圖像與原點連線斜率的倒表示電阻。熟悉掌握電表改裝的原理。4．【答案】B【解析】【解答】由電路可知，燈泡L和滑動變阻器R并聯(lián)接到電源兩端，電壓表測量路端電壓，電流表測量燈泡的電流，則當滑動變阻器的滑片Р向右移動的過程中，R變大，則總電阻變大，總電流減小，路端電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，燈泡的電流變大，即電流表的示數(shù)變大；通過滑動變阻器的電流變小，根據(jù)P=I2r可知，電源消耗的功率變小。故ACD錯誤，B正確。

故答案為：B。

【分析】明確電路的連接方式及各電表的測量對象，對于由滑動變阻器的阻值變化引起電路中各部分元件物理量變化的問題，可采用程序法或者“串反并同”結(jié)論法進行處理。5．【答案】A【解析】【解答】A、電流方向向右，電子向左定向移動，根據(jù)左手定則，電子所受洛侖茲力垂直紙面向外，電子打在前表面，前表面電勢比后表面電勢低，故A正確；

BCD、根據(jù)平衡條件可得e根據(jù)電流微觀表達式有I=neSv又S=bd聯(lián)立解得U=可知霍爾電壓U與d有關(guān)，與a、b無關(guān)，故BCD錯誤。

故答案為：A。

【分析】確定元件內(nèi)導(dǎo)電粒子的電性，再根據(jù)左手定則，確定粒子的偏轉(zhuǎn)方向繼而確定電勢的高低情況。再根據(jù)霍爾元件的處理方法確定霍爾電壓與霍爾元件各部分物理量之間的關(guān)系。6．【答案】C【解析】【解答】AB、將鋼窗右側(cè)向外勻速打開，則穿過窗口的磁通量向北增加，則根據(jù)楞次定律，鋼窗中產(chǎn)生了逆時針電流，因磁通量的變化不是均勻的，則感應(yīng)電動勢的大小是變化的，故AB錯誤；

C、鋼窗中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變，磁場方向不變，則鋼窗豎直邊框受到地磁場的安培力的方向是不變的，故C正確；

D、鋼窗中磁通量最大時，磁通量的變化率最小，則感應(yīng)電動勢最小，故D錯誤。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)題意確定地磁場穿過窗戶的方向，再根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的方向及安培力的方向。地磁場是非均勻的，故磁通量的變化也是非均勻的，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是變化的。7．【答案】C【解析】【解答】根據(jù)右手定則，可知線框進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針方向，離開磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，當線框運動時間為1.5Lv時，感應(yīng)電流為零。

故答案為：C。

8．【答案】A,B【解析】【解答】A項：根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，M點的電勢高于N點的電勢，而M、P兩點的電勢相等，則N點電勢低于P點電勢．A符合題意；B項：根據(jù)動能定理得：檢驗電荷由N到P的過程：?q(φN?φPC項：P點電場強度大小是Ep=kQrpD項：檢驗電荷在N點具有的電勢能為Ep=?q故答案為：AB

【分析】利用動能定理可以求出電勢的大?。焕秒妶鼍€方向可以判別電勢的高低；利用距離結(jié)合場強公式可以判別場強的大小；利用電勢可以求出電勢能的大小。9．【答案】B,C【解析】【解答】A、發(fā)電廠的輸出功率P式中P4為用戶端消耗的總功率P0，根據(jù)題意可得用戶端總電流I根據(jù)變壓器原副線圈匝數(shù)與電壓電流之間的關(guān)系可得n3n解得U3=11000V由此可得發(fā)電廠的輸出功率P故A錯誤；

B、根據(jù)以上分析可得U而根據(jù)圖乙可得U可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n故B正確；

C、用戶增加時，用戶端總電阻減小，電流I4增大，由于升壓變壓器與降壓變壓器的匝數(shù)比恒定，因此輸電線路中的電流I3增大，輸電線路中的電阻分壓增大，而U2不變則U2不變，根據(jù)U可知U3減小，而U3減小則U4減小，即用戶端的電壓減小，故C正確；

D、根據(jù)以上分析可知，用戶增加時，輸電線上的電I3變大，而輸電線路上的功率損失P則可知損失功率增大，故D錯誤。

故答案為：BC。

【分析】熟悉掌握理想變壓器的規(guī)律，明確各部分回路中各部分元件之間的電壓、電流及電功率之間的關(guān)系，再結(jié)合串聯(lián)電路規(guī)律及歐姆定律、電功率的定義及理想變壓器的原理進行解答。10．【答案】C,D【解析】【解答】A．根據(jù)楞次定律可知，進入磁場時，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為abcda，A不符合題意；B．因為有界勻強磁場與abcd等寬、等長，所以穿過磁場的過程中，ab邊剛要離開磁場時cd進入磁場，故穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，B不符合題意；C．根據(jù)動量定理可得∑?Bilt=m即Bql=m則可得mv=m可以看出，小車進入磁場前的速度越大，離開磁場時的速度越大，根據(jù)x=可知離開磁場后滑行的距離越遠，C符合題意；D．根據(jù)左手定則可知，進入磁場時，ab受到的安培力方向水平向左；離開磁場時，根據(jù)楞次定律可知，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向為adcba，根據(jù)左手定則，cd受到的安培力方向也是水平向左，D符合題意。故答案為：CD。

【分析】利用楞次定律可以判別感應(yīng)電流的方向；利用磁通量的變化可以判別感應(yīng)電流始終產(chǎn)生；利用動量定理可以判別小車進入磁場速度越大離開磁場時速度越大；利用感應(yīng)電流方向結(jié)合左手定則可以判別安培力的方向。11．【答案】（1）5.015（2）BD；低；×100【解析】【解答】（1）游標卡尺的讀數(shù)由主尺刻度和游標尺刻度兩部分組成，20分度值的游標尺其精度為0.05mm，圖示主尺刻度為5cm，游標尺第3格與主尺刻度對其，則可知其讀數(shù)為5cm+0.05×3mm=5.015cm（2）A、用電壓擋測電壓前，需調(diào)整指針定位螺絲，使指針指到左邊的零刻度，故A錯誤；

B、為了防止多用電表被誤用，以及盡可能延長內(nèi)部電源的使用壽命，若多用電表沒有OFF擋，使用完后應(yīng)將選擇開關(guān)撥至交流電壓最高擋，故B正確；

C、用歐姆擋測電阻時，被測電阻的阻值越大，指針向右轉(zhuǎn)過的角度就越小，故C錯誤；

D、用歐姆擋測電阻時，改變不同倍率的歐姆擋后，需要重新進行歐姆調(diào)零，故D正確。

故答案為：BD。

在測量小燈泡的電阻時，多用電表選擇歐姆檔，此時多用電表接通了內(nèi)部電源，黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連，紅黑表筆與內(nèi)部電源的負極相連，因此紅表筆接觸點的電勢比黑表筆低。

歐姆表表盤的中值刻度為15，而在測電阻時，要盡可能的使指針指在中值刻度附近，因此測量一個阻值約為1000Ω的電阻時應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋的“×100”位置處。

【分析】讀數(shù)時注意儀器的分度值及是否需要估讀。熟悉掌握多用電表的使用方法及操作步驟。在測電阻時，為減小測量誤差，要盡可能的使指針指在中值刻度附近。12．【答案】（1）最左端（2）65.3（3）（4）14.0；123【解析】【解答】（1）閉合開關(guān)前，為了保護電路，應(yīng)將滑動變阻器R的觸頭置于最左端，讓接入電路中的阻值最大。

（2）根據(jù)電路原理可知，此時通過電源的電流即為通過定值電阻R0的電流，根據(jù)歐姆定律可得I=（3）作圖時要用平滑的直線將各點跡連接起來，盡可能多的讓點跡落在所做圖線上，不能落在圖線上的點跡，要讓其均勻的分布在直線的兩側(cè)，誤差較大的點跡直接舍去，做出的圖像如圖所示

（4）根據(jù)電路圖，由閉合電路的歐姆定律可得E=變式可得U可知，U1-U2圖像與縱軸的截距表示電源的電動勢E，而圖像斜率的絕對值表示rRE=14.0V，r解得r≈123Ω【分析】閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)置于使電表讀數(shù)最小值的位置。根據(jù)電路的連接方式及串并聯(lián)電路的規(guī)律確定通過電源的電流。根據(jù)實驗原理結(jié)合電路圖確定圖像的函數(shù)表達式，再根據(jù)表達式確定圖像斜率及截距的物理意義，再結(jié)合圖像進行數(shù)據(jù)處理。13．【答案】（1）解：因為油滴帶負電，且油滴處于平衡狀態(tài)，重力豎直向下，電場力與重力等大反向，金屬板的上極板接電源的正極，

根據(jù)平衡可得：Eq1=m1g

根據(jù)電場強度與電勢差之間的關(guān)系式可得：E=Ud（2）解：垂直極板方向做勻加速運動，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律：d=12at2

可得：a=0.4m/s2

根據(jù)牛頓第二定律：m2g-Eq2【解析】【分析】（1）根據(jù)平衡條件確定油滴的受力情況，再結(jié)合油滴的電性確定極板正極。再根據(jù)平衡條件及電場強度與電勢差的關(guān)系進行解答；

（2）確定油滴0.5s運動的位移，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律確定加速度的大小，再根據(jù)受力情況及牛頓第二定律進行解答。14．【答案】（1）根據(jù)題意可知，當導(dǎo)體棒速度最大時，產(chǎn)生的感應(yīng)感應(yīng)電動勢最大，回路中的感應(yīng)電流才有最大值，則可知當感應(yīng)電流最大時導(dǎo)體棒所受安培力與重力大小相等方向相反，合力為零，根據(jù)平衡條件有mg解得B（2）設(shè)t1時刻導(dǎo)體棒AB的速度大小為vE根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I聯(lián)立解得v（3）在0～tmgh而此過程中電阻R產(chǎn)生的電熱Q聯(lián)立解得Q【解析】【分析】（1）當導(dǎo)體的電流最大時，導(dǎo)體的速度最大，此時導(dǎo)體棒的加速度為零，再根據(jù)導(dǎo)體棒的受力情況及平衡條件進行解答；

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