湖北省武漢市部分重點中學2023-2024學年高二上學期期末聯(lián)考物理試卷 含答案

武漢市部分重點中學2023—2024學年度上學期期末聯(lián)考高二物理試卷命審題單位：武漢一中物理學科組 審題單位：圓創(chuàng)教育研究中心 湖北省武昌實驗中學本試卷共8頁，15題。滿分100分。考試用時75分鐘。考試時間：2024年1月25日上午8：30—9：45★?？荚図樌镒⒁馐马棧?.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1—7題只有一項符合題目要求，第8—10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.下列四幅圖都涉及了磁現(xiàn)象，其中描述正確的是（）甲 乙 丙 丁A.圖甲為探究影響通電導線受力因素的實驗，此實驗應用了等效法B.圖乙中穿過線圈a的磁通量大于穿過線圈b的磁通量C.圖丙中線圈a通入電流變小的直流電，線圈b所接電流表不會有示數(shù)D.圖丁中小磁針水平放置，小磁針上方有一電流方向向右的通電直導線，小磁針的N極向紙面外偏轉2.如圖是甲、乙兩種電學元件的I—U圖像，其交點處的坐標為（U1，I1）。在兩元件兩端所加電壓均為U1時，甲、乙電阻的阻值分別為R甲、R乙，電功率分別為P甲、P乙，下列判斷正確的是（）A.， B.，C.， D.，3.如圖是中國人民解放軍裝備的“無偵—8”高超音速無人戰(zhàn)略偵察機。某次執(zhí)行任務時，它在某空域以速度v沿水平方向由北向南沿直線飛行，若該地地磁場磁感應強度的豎直分量方向向下、大小為B，偵察機機身長為L，機翼兩端點A、C的距離為d，此時A、C間的電勢差為U。下列判斷正確的是（）A.U=Bdv，C點電勢高于A點電勢B.U=Bdv，A點電勢高于C點電勢C.U=BLv，C點電勢高于A點電勢D.U=BLv，A點電勢高于C點電勢4.如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的足夠寬的勻強磁場，磁感應強度為B。在xOy平面內，從原點O處沿與x軸正方向成θ角（0<θ≤π）以速率v連續(xù)發(fā)射帶正電的粒子（重力不計）。則下列說法正確的是（）A.v一定，若θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越長B.v一定，若改變θ，則粒子重新回到x軸時與O點的距離可能相等C.θ一定，若v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短D.θ一定，若改變v，則粒子重新回到x軸時速度與x軸夾角不可能相等5.如圖甲所示，在圓形線圈內分布著與線圈平面垂直的勻強磁場，現(xiàn)規(guī)定磁感應強度B的方向垂直紙面向外為正。已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列說法正確的是（）甲 乙A.t=0時刻感應電動勢最大B.t1~t3時間內，感應電動勢增大C.t2時刻，感應電動勢為零D.t1、t3時刻，感應電流方向相同6.已知通電直導線在其延長線上產(chǎn)生的磁感應強度大小為零，通電環(huán)形導線在其圓心處產(chǎn)生的磁感應強度大小與電流大小成正比，與環(huán)形的半徑成反比，即，k為比例系數(shù)。現(xiàn)有兩段半圓弧導線和兩段直導線組成的閉合回路，O為兩段圓弧的共同圓心，大、小圓弧的半徑分別為r1和r2，回路中通有電流I，則圓心O處磁感應強度的大小和方向分別為（）A.，垂直紙面向外 B.，垂直紙面向里C.，垂直紙面向外 D.，垂直紙面向里7.如圖所示，將一由絕緣材料制成的帶一定正電荷的小滑塊（可視為質點）放在傾斜的固定木板上，空間中存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。測得小滑塊的質量為m，木板的傾角為θ，木板與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為μ?；瑝K由靜止釋放，依次經(jīng)過A、B、C、D四個點，且AB=CD=d，小滑塊經(jīng)過AB、CD所用的時間均為t。重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.到達C點之前滑塊先加速后減速B.到達C點之前滑塊所受的摩擦力先增大后減小C.滑塊所帶的電荷量為D.滑塊的加速度先減小后增大8.“福建艦”是我國完全自主設計建造的首艘電磁彈射型航母。如圖所示為電磁彈射裝置的簡化示意圖，假設與艦載機連接的導體棒（圖中未畫出）可以沿兩根相互靠近且平行的導軌無摩擦滑動，先給超級電容器充電，超級電容器釋放儲存的電能，產(chǎn)生的強大電流流經(jīng)導軌和導體棒，導體棒在導軌電流形成的磁場中受安培力作用，從而推動艦載機加速起飛。開關S先撥向1，直流電源對超級電容器充電，待超級電容器充電完畢后，將開關S撥向2，艦載機被彈射出去。下列說法正確的是（）A.將直流電源的正負極調換，艦載機就可以實現(xiàn)加速起飛B.艦載機加速彈射過程中超級電容器極板間電壓越來越大C.艦載機達到最大速度時，通過導體棒的電流強度為零D.導軌電流在兩導軌間形成的磁場是勻強磁場9.如圖所示，電路中各電表均為理想電表，C為電容器，R1為定值電阻，R為滑動變阻器，電源電動勢為E、內阻為r。閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，記錄各電表示數(shù)。將滑動變阻器的滑片P向右移動一小段距離，待電路再次穩(wěn)定后，發(fā)現(xiàn)電壓表V1的示數(shù)變化量絕對值為，電壓表V2的示數(shù)變化量絕對值為，電流表A的示數(shù)變化量絕對值為。則下列判斷正確的是（）A.B.C.電壓表V1的示數(shù)變小，電流表A的示數(shù)變大D.電容器所帶電荷量減少10.如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，固定一內部真空且內壁光滑的圓柱形薄壁絕緣管道，其軸線與磁場垂直。管道橫截面半徑為a，長度為l（）。帶電粒子束持續(xù)以某一速度v沿軸線進入管道，粒子在磁場力作用下經(jīng)過一段圓弧垂直打到管壁上，與管壁發(fā)生彈性碰撞，多次碰撞后粒子恰沿中心軸線從另一端射出，單位時間進入管道的粒子數(shù)為n，粒子電荷量為+q，不計粒子的重力、粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.粒子質量為B.管道內的等效電流為C.粒子在管道中的運動時間為D.粒子束對管道的平均作用力大小為二、實驗題（共2題，合計18分，其中第11題8分，每空2分，第12題10分，每空2分）11.在練習使用多用電表的實驗中，同學們分別進行了如下操作：（1）下圖對多用電表的使用中，下列說法正確的是。（選填字母代號）甲A.圖1中將選擇開關旋轉到直流電壓擋，選擇合適量程可測量小燈泡兩端電壓B.圖2中將選擇開關旋轉到直流電流擋，選擇合適量程可測量流經(jīng)小燈泡的電流C.圖3中將選擇開關旋轉到歐姆擋，選擇合適量程可測量閉合電路中小燈泡的電阻D.圖4中的連接方式利用多用電表歐姆檔可以測量二極管的反向電阻（2）某同學為了研究多用電表歐姆檔原理，根據(jù)圖乙所示原理圖，該同學利用微安表（滿偏電流為Ig=250μA、內阻為Rg=100Ω）、滑動變阻器R（最大阻值為20kΩ）和一節(jié)新型電池，改裝歐姆表。乙 丙=1\*GB3①將兩表筆短接，調節(jié)滑動變阻器R，使微安表指針指在μA處；②在改裝好后的歐姆表兩表筆之間接入阻值為9.0kΩ的定值電阻，微安表指針指在如圖丙所示位置，則該電池的電動勢為V，改裝后歐姆表的內阻為kΩ；（結果均保留2位有效數(shù)字）③將微安表刻度盤上的“μA”改為“Ω”，“250”改標為“0”，并在其他位置添加相應的電阻值，這樣就把微安表改裝成了歐姆表。12.某同學拆下一電子產(chǎn)品的電池，發(fā)現(xiàn)其外殼上標有電動勢為4.5V的標識，如圖甲所示。該同學利用下列器材測定該電池的實際電動勢和內阻。A.待測電池B.電壓表（量程0~3.00V，內阻約4000Ω）C.電流表（量程0~100mA，內阻為1Ω）D.電阻箱R2（阻值范圍0~9999Ω）E.電阻箱R3（阻值范圍0~99.99Ω）F.滑動變阻器（阻值范圍0~20Ω，額定電流0.5A）G.滑動變阻器（阻值范圍0~1000Ω，額定電流0.5A）H.開關、導線若干（1）小組成員利用現(xiàn)有的器材，設計了如圖乙所示的實驗電路圖。實驗室所提供的電表的量程都不夠大，需要進行改裝才能使用。如果將電流表量程擴大到0~500mA，則電阻箱R3的阻值應調為Ω（保留2位小數(shù)）；為滿足測量電動勢的需要，也需要將電壓表的量程擴大為0~5.00V，小組成員采用了以下的操作：按圖乙連接好實驗器材，檢查電路無誤后：①將S2接b，再將R1的滑片移至最上端，并將電阻箱R2調為零；②閉合S1，斷開S3，適當移動R1的滑片，使電壓表示數(shù)為3.00V；③保持R1滑片位置不變，改變電阻箱R2的阻值，當電壓表示數(shù)為V（保留3位有效數(shù)字）時，完成擴大量程，斷開S1。（2）為了完成該實驗，滑動變阻器R1應選。（填寫器材前面字母標號）（3）保持電阻箱R2的阻值不變，S2接a，閉合S1、S3，移動R1的滑片，讀出幾組電表的讀數(shù)U、I，并作出U—I圖像如圖丙所示，可得該電池的電動勢為V，內阻為Ω（此問均保留3位有效數(shù)字）。三、解答題（共3題，共42分，其中第13題10分，第14題14分，第15題18分）13.如圖甲所示，質量長方形單匝金屬線框abcd，已知ab邊長為l=0.2m、bc邊長為2l，其電阻為R=0.2Ω，置于傾角的絕緣斜面上，dc邊與斜面底邊平行，e、f點分別為ad、bc邊的中點，在ef上方有垂直于斜面向上的勻強磁場，磁場范圍足夠大。已知磁感應強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律周期性變化。若線框在斜面上始終保持靜止，取g=10m/s2。求：甲 乙（1）在內線框電流大小；（2）在時線框受到斜面摩擦力f的大小和方向；（3）在一個周期內電流在線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。14.光滑剛性絕緣圓筒內存在著平行于軸的垂直紙面向內、磁感應強度為B0的勻強磁場。筒上P點開有一個小孔，過P的橫截面是以O為圓心半徑為R的圓，如圖甲所示。一帶電量為+q，質量為m的粒子從P點沿PO以某一初速度射入圓筒，然后與筒壁發(fā)生多次彈性碰撞。碰撞過程中粒子電荷量不變，不計粒子重力。圖甲 圖乙（1）若粒子與筒壁經(jīng)過2次碰撞從小孔P射出，求此時粒子的初速度v1；（2）若保持第（1）問中速度不變，要使該粒子與簡壁經(jīng)過3次碰撞從小孔P射出，則此時磁感應強度B1應調整為何值？粒子在磁場中的運動時間t1是多大？（3）如圖乙所示，粒子從P點垂直于磁場方向射入磁場，速度方向與PO的夾角為，若磁感應強度B0保持不變，要使該粒子繞圓心O僅轉動1周且與筒壁經(jīng)過7次碰撞后從小孔P射出，且每次碰撞沿筒壁切線方向分速度不變、垂直筒壁方向分速度大小不變方向相反。求粒子速度的大小（最后結果用三角函數(shù)表示）。15.如圖所示，M1N1、M2N2和P1Q1、P2Q2是互相平行的且電阻不計的足夠長的金屬導軌，導軌平面的傾角均為θ=30°，P1N1、P2N2分別連接M1N1、P1Q1和M2N2、P2Q2；導軌處在磁感應強度大小均為B的勻強磁場中，磁場方向匪直導軌平面向下。M1N1與M2N2相互平行，間距為L；P1Q1與P2Q2平行，間距為。質量為2m的金屬桿a垂直于導軌并固定在導軌的M1N1段與M2N2段，質量為m的金屬桿b垂直于導軌并固定在導軌的P1Q1段與P2Q2段；一不可伸長的絕緣輕線一端系在金屬桿b的中點，另一端繞過定滑輪與質量也為m的重物c相連，絕緣輕線傾斜部分與P1Q1平行且足夠長。若固定金屬桿a，釋放金屬桿b，經(jīng)時間t，c物體達到最大速度。已知兩桿在運動過程中始終垂直于導軌并與導軌保持光滑接觸，且兩桿接入電路總阻值為R，重力加速度為g。（1）求c的最大速度；（2）求時間t內通過金屬桿b的電荷量q；（3）若同時釋放a、b，在釋放a、b的同時對a施加一沿平行導軌向下的恒力F=2mg，求a、b兩金屬桿同一時刻產(chǎn)生電能的電功率之比。

武漢市部分重點中學2023—2024學年度上學期期末聯(lián)考高二物理試卷參考答案與評分細則一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。題號12345678910答案BDABDACACBCACD二、實驗題11.AB 250 4.0 1612.0.25 1.80 F 4.45 1.93三、解答題13.（1）1A （2）f=0.3N 方向沿斜面向上 （3）Q=0.12J解析（1）線框中產(chǎn)生的感應電動勢E1，感應電流I1，則有解得（2）線框所受安培力為由于線框靜止，則有在時，磁感應強度為解得方向沿斜面向上；（3）在時間內線框中產(chǎn)生的感應電動勢解得設線圈在一個周期內產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則有可得14.解：（1）由題意可知粒子經(jīng)過2次碰撞從小孔P射出磁場的圓心組成的三角形應為以筒壁為內接圓的正三角形。如圖所示：粒子圓周運動半徑洛倫茲力提供向心力聯(lián)立得（2）由（1）問可知粒子經(jīng)過3次碰撞從小孔P射出磁場的圓心組成的圖形應為以筒壁為內接圓的正方形。粒子圓周運動半徑洛倫茲力提供向心力聯(lián)立得粒子在磁場中做圓周運動的圓心角之和，所以粒子運動時間（3）如圖所示，粒子繞圓心O僅轉動1周且經(jīng)過7次碰撞從小孔P射出磁場的圓心組成的圖形應為以筒壁為內接圓的正8邊形粒子在磁場中做圓周運動每次運動對應圓形磁場區(qū)域的