天津市南开中学2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

南开中学2023—2024学年度第一学期 第三次学情调查 高二物理试卷 考试时间：60分钟 本试卷分第Ⅰ卷(选择题) 和第Ⅱ卷(非选择题) 两部分，共100分。考试结束后，将答题卡交回。 I 卷 (选择题 共 40分) 一、单项选择题(共5 题，每题5分，共25分) 1. 如图所示，电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则( ) A. a点的场强比b点小 B. 负的点电荷在 a点具有的电势能一定为负值 C. 电子由 a点运动到b点，电势能变大 D. 正电荷在a点由静止释放，它只在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致 2.如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合. 滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向 a端滑动，则( ) A. 灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上 B. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动 C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大 D. 滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小 试卷第1页，共 8页 3.1831 年 10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机---圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转(从上往下看) ，则( ) A. 圆盘转动过程中电流沿 a到b的方向流过电阻R B. 圆盘转动过程中 Q 点电势比P 点电势低 C. 圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径成正比 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的 3倍，则电流在 R上的热功率也变为原来的 3倍 4. 如图所示，虚线下方磁场的磁感应强度大小随时间 t的变化关系式为 其他条件均不变, 在0~6s内 ( ) A. 金属框内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 B. 金属框受到的安培力先向上后向下 C. 细绳上的拉力有可能等于金属框的重力 D. 3s时金属框内的感应电流为零 5. 由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。甲的下边开始进入磁场时以速度做匀速运动，下列判断正确的是( ) 试卷第2页，共8页 A. 若乙的上边进入磁场前也做匀速运动，则速度大小为 v B. 甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为2：1 C. 一定是甲先离开磁场，乙后离开磁场 D. 甲、 乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动 二、多项选择题(共3 题，每题5分，共15分) 6. 如图所示，圆心为 0半径为 R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且 MON为其竖直直径。现将两个比荷k相同的带电粒子 P、 Q分别从M点沿MN方向射入匀强磁场，粒子P的入射速度为粒子 Q的入射速度为 已知P粒子在磁场中的运动轨迹恰为 圆弧， 不计粒子的重力，不计粒子间的相互作用， 下列说法正确的是( ) A. 粒子 P带正电，粒子 Q带负电 B. 粒子 P和粒子 Q的周期和角速度相同 C. 粒子 Q的轨道半径为 D. 粒子 P和粒子 Q在磁场中的运动时间之比为 7. 1930年，物理学家劳伦斯发明了世界上第一台回旋加速器，因此获得 1939年诺贝尔物理学奖，回旋加速器的基本结构如图所示，置于真空中的两 D形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为 B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的质量为 m、 电荷量为的 试卷第3页，共8页 粒子(不计初速度) 在加速器中被加速，其加速电压恒为 U，且加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是( ) A. 带电粒子第1 次和第2 次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比 B. 带电粒子在加速器中第1 次和第 2 次做圆周运动的时间分别为 C. 两 D形盒狭缝间的交变电场的周期 D. 带电粒子离开回旋加速器时获得的动能为 8. 如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小B=1T，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为d=1m。现有一个边长 =0.5m、质量m=0.2kg, 电阻R=1Ω的单匝正方形线框， 以 的初速度从左侧磁场边缘水平