精品解析：陕西省汉中市西乡县第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

2023~2024学年度第二学期期中试题 高二物理 注意事项： 1．试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间75分钟，共6页。 2．答第Ⅰ卷前考生务必在每小题选出答案后，把答案填在答题卡的对应位置上。 3．第Ⅱ卷答在答卷纸的相应位置上，否则视为无效。答题前考生务必将自己的班级、姓名、学号、考号、座位号填写清楚。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（共12小题，每题4分，共48分） 1. 关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力，三者之间的方向关系如图所示，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则，四指指向正电荷运动方向，磁感线垂直穿过掌心，大拇指的指向为电荷受到的洛伦兹力方向，图中正电荷受到的洛伦兹力方向向下，故A正确； B．根据左手定则，图中负电荷受到的洛伦兹力的方向竖直向下，故B错误； C．电荷运动速度方向与磁感应强度的方向平行，电荷不受洛伦兹力，故C错误； D．根据左手定则，图中正电荷受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故D错误。 故选A。 2. 光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图中光路可能的是(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】先根据sinC＝1/n求出临界角为45°，由于入射角等于60°大于临界角，则必定发生全反射，因此只有反射光线而无折射光线． 思路分析：介质为光密介质，空气为光疏介质，当入射角大于临界角时会发生全反射现象 试题点评：本题考查了全反射中的临界角 3. 如图，长为的直导线折成边长相等、夹角为的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小是（　　）。 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】V形通电导线的等效长度为L，则通电导线受到的安培力大小是 故选B。 4. 一正余弦交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示，则该交变电流的（　　） A. 频率是 B. 电动势有效值为 C. 一个周期内电流方向变化1次 D. 电动势瞬时值表达式是 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知交变电流的周期为，频率是 故A错误； B．电动势有效值为 故B正确； C．一个周期内经过两次中性面，电流方向变化2次，故C错误； D．电动势瞬时值表达式是 故D错误。 故选B。 5. 如图，一长为L的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其b端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】ab两端产生的感应电动势是 故选A。 6. 水平桌面上固定一长直导线a，右方有一可以移动的金属圆环b，如图所示。现给a通入图示方向的恒定电流I，并使圆环b向右逐渐远离导线a，下列说法正确的是（　　）。 A. 穿过金属圆环b中的磁通量不变 B. 金属圆环b中的电流沿逆时针方向 C. 金属圆环b的面积有扩大的趋势 D. 通电导线a与金属圆环b之间有互相排斥的力 【答案】C 【解析】 【详解】由右手螺旋定则可知，直导线a右侧磁场垂直纸面向里，距离直导线越远则磁场越弱，圆环b向右逐渐远离导线a时，穿过金属圆环b中的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，金属圆环b中的电流沿顺时针方向，根据“增缩减扩”可知，金属圆环b的面积有扩大的趋势；根据“来拒去留”可知通电导线a与金属圆环b之间有互相吸引的力，选项C正确，ABD错误。 故选C。 7. 长为的通电直导线放在倾角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为的匀强磁场中，如图所示，当方向垂直斜面向上，电流为时导体处于平衡状态，若方向改为竖直向上，则电流为时导体处于平衡状态，电流比值应为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据平衡条件有 解得 故选D。 8. 如图示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t＝0，在图所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设磁场宽度为d。线框宽度为L，线框进入磁场过程，时间为 根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，为正方向，感应电流大小为 则知I不变 线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应产生，经历时间为 线框穿出磁场过程，时间为 感应电流方向是顺时针方向，为负方向，感应电流大小为 则I不变。 故选C。 9. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是发电机的正极 C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是霍尔效应示意图，导体上表面的电势比下表面的高 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．设回旋加速器最大半径为R，加速后粒子的最大速度为v，根据 得 粒子获得的最大速度由半径R决定，而与加速电压U无关，选项A错误； B．根据左手定则，正离子将向B极板偏转，负离子将向A极板偏转，所以，B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极，选项B错误； C．沿直线匀速通过速度选择器的条件是 得 选项C正确； D．根据左手定则，电子将向上偏转，所以上表面的电势比下表面的低，选项D错误。 故选C。 10. 如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则（　　） A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮 B. 闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮 C. 断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯闪亮一下再熄灭 D. 断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．闭合开关S时，电路中的电流从无到有，L发生自感B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮，故A错误，B正确； CD．L电阻可忽略，A和B是两个相同的小灯泡，在断开开关前，电路稳定之后，流过A和B两个小灯泡的电流大小相等；断开开关S时，L发生自感，A灯和B灯电路形成闭合回路，L给两灯供电；因此，B灯不会闪亮一下，A灯和B灯逐渐熄灭；且通过B灯的电流方向发生改变，故C错误，D正确； 故选BD。 11. 如图所示，一点电荷从A点以速度垂直射入半径为R的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B。当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了，不计电荷的重力，下列说法正确的是（　　）。 A. 该点电荷带负电 B. 该点电荷在磁场的运动半径为R C. 该点电荷的比荷为 D. 该点电荷在磁场中的运动时间为 【答案】AC 【解析】 详解】A．当该点电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了，可知点电荷向下偏转，根据左手定则可知该点电荷带负电，故A正确； B．根据题意做出点电荷的运动轨迹，如图所示 根据几何关系有该点电荷在磁场的运动半径为 故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力 解得该点电荷的比荷为 故C正确； D．该点电荷在磁场中的运动时间为 故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，光滑平行导轨固定于水平面内，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一长为l，质量为m，阻值为r的导体棒垂直导轨放置。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 流过电阻R的电流方向为b→R→a B. 导体棒向右做匀减速运动 C. 导体棒开始运动时的加速度为 D. 电流通过电阻R产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由右手定则可以判断流过电阻R的电流方向为b→R→a，故A正确； BC．设导体棒在减速过程中瞬时速度为，电动势 电流 又有安培力公式及牛顿第二定律得 将电流表达式带入上式整理得导体棒的加速度 由上式可知，导体棒的加速度在减小。速度为时加速度最大 故B错误，C正确； D．导体棒运动过程中，导体棒损失的动能转化为电路中产生的热量，即 有得定值电阻与导体棒上产生的热量之比 由以上两式得电流通过电阻R产生的热量 故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（共2小题，每空3分，共18分） 13. 某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再依次按图乙将电流表与A线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒ab连成闭合回路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则： （1）在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将__________偏转； （2）在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；导体棒ab向上移动过程中，电流表的指针将__________偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 【答案】（1）向左 （2） ①. 向右 ②. 不发生 【解析】 【小问1详解】 当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转。 【小问2详解】 [1]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则此时电流表的指针将向右偏转。 [2]导体棒ab向上移动过程中，不切割磁感线，感应电流为零，电流表的指针将不发生偏转。 14. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。 （1）在固定的平铺的白纸上画一条直线MON，取O点为入射点并作过O点的法线；画出线段EO作为入射光线，在EO上垂直纸面插上两根大头针P1、P2；放上半圆形玻璃砖（图中实线部分），使玻璃砖的直线边界与MN重合、底面圆心与O点重合，并记录半圆边界；在玻璃砖曲线边界一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，在这一侧插上大头针P3，使P3挡住___________（选填“P1、P2”或“P1、P2的像”）； （2）移去玻璃砖，画出半圆边界，连接OP3交半圆边界于B点，作入射光线的延长线交半圆边界于A点；再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为 C、D点。设 AC 的长度为l1，CO的长度为l2，BD的长度为l3，DO的长度为l4，则玻璃砖的折射率的最简表达式为 n=___________（用l1、l2、l3或l4表示）； （3）该同学在实验过程中，玻璃砖位置没有移动，仅仅是画半圆时半径偏大，由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。 【答案】（1）P1、P2的像 （2） （3）不变 【解析】 【小问1详解】 在半圆边界一侧透过玻璃砖观察到的是P1、P2的像，故应使 P3挡住P1、P2的像； 【小问2详解】 光线的入射角和折射角的正弦值分别为 ， 根据光的折射定律可知玻璃砖的折射率 【小问3详解】 若玻璃砖位置没有移动，仅仅是画半圆时半径偏大时，分析可知光线的入射角和折射角都不变，由此测得玻璃砖的折射率将不变。 三、计算题（共3小题，共34分） 15. 如图甲所示，电阻、匝数匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。求： （1）判断线圈内感应电流的大小和方向； （2）线圈两端的电压U。 【答案】（1），逆时针方向；（2） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路的欧姆定律得线圈内感应电流的大小为 线圈相当于电源，垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知在线圈位置上感应电场沿逆时针方向。 （2）线圈两端的电压为 16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子．从静止开始经U0＝10 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm，(粒子重力不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求： (1)带电粒子到达P点时速度v的大小； (2)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离； 【答案】（1）20 m/s（2）0.90 m 【解析】 【分析】(1)已知粒子电量和加速电压可求得电场力做功,由动能定理可求出速度大小; (2)粒子仅在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可求出运动的半径大小.再根据几何关系,建立已知长度与半径的关系,从而即可求得． 【详解】(1)对带电粒子的加速过程,由 动能定理 代入数据得: (2)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动, 有: 得 代入数据得: 而 故圆心一定在x轴上,轨迹如图所示 由几何关系可以知道: 故 【点睛】此类题型的关键是结合公式计算出粒子圆周运动的半径，作出粒子轨迹图，利用几何关系求解． 17. 如图所示，足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、，定值电阻、的阻值均为。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为，金属棒沿导轨下滑距离时速度恰好达到最大值。已知金属棒的质量为，重力加速度为。棒从开始运动到速度恰到最大速度过程中，求： （1）棒最大速度； （2）定值电阻产生的焦耳热； （3）通过定值电阻的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）棒达到最大速度时，棒受力平衡，则有 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律，有 联立解得 （2）棒恰达到最大速度时，根据能量转化和守恒定律有 定值电阻产生的焦耳热为 联立解得 （3）棒恰达到最大速度的过程，则 而 通过定值电阻R2的电荷量 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年度第二学期期中试题 高二物理 注意事项： 1．试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间75分钟，共6页。 2．答第Ⅰ卷前考生务必在每小题选出答案后，把答案填在答题卡的对应位置上。 3．第Ⅱ卷答在答卷纸的相应位置上，否则视为无效。答题前考生务必将自己的班级、姓名、学号、考号、座位号填写清楚。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（共12小题，每题4分，共48分） 1. 关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力，三者之间的方向关系如图所示，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 光线从折射率为的介质中射向空气，如果入射角为60°，下图中光路可能的是(　　) A. B. C. D. 3. 如图，长为的直导线折成边长相等、夹角为的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小是（　　）。 A. B. C. D. 4. 一正余弦交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示，则该交变电流的（　　） A. 频率是 B. 电动势有效值为 C. 一个周期内电流方向变化1次 D. 电动势瞬时值表达式是 5. 如图，一长为L的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其b端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势大小是（　　） A. B. C. D. 6. 水平桌面上固定一长直导线a，右方有一可以移动的金属圆环b，如图所示。现给a通入图示方向的恒定电流I，并使圆环b向右逐渐远离导线a，下列说法正确的是（　　）。 A. 穿过金属圆环b中磁通量不变 B. 金属圆环b中的电流沿逆时针方向 C. 金属圆环b的面积有扩大的趋势 D. 通电导线a与金属圆环b之间有互相排斥的力 7. 长为的通电直导线放在倾角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为的匀强磁场中，如图所示，当方向垂直斜面向上，电流为时导体处于平衡状态，若方向改为竖直向上，则电流为时导体处于平衡状态，电流比值应为（　　） A. B. C. D. 8. 如图示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t＝0，在图所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 9. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是发电机的正极 C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是霍尔效应示意图，导体上表面的电势比下表面的高 10. 如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则（　　） A 闭合开关S时，A、B灯同时亮 B. 闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮 C. 断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯闪亮一下再熄灭 D. 断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变 11. 如图所示，一点电荷从A点以速度垂直射入半径为R圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B。当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了，不计电荷的重力，下列说法正确的是（　　）。 A. 该点电荷带负电 B. 该点电荷在磁场的运动半径为R C. 该点电荷的比荷为 D. 该点电荷在磁场中的运动时间为 12. 如图所示，光滑平行导轨固定于水平面内，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一长为l，质量为m，阻值为r的导体棒垂直导轨放置。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）。 A. 流过电阻R的电流方向为b→R→a B. 导体棒向右做匀减速运动 C. 导体棒开始运动时的加速度为 D. 电流通过电阻R产生的热量为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（共2小题，每空3分，共18分） 13. 某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再依次按图乙将电流表与A线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒ab连成闭合回路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则： （1）在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表指针将__________偏转； （2）在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；导体棒ab向上移动过程中，电流表的指针将__________偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 14. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。 （1）在固定的平铺的白纸上画一条直线MON，取O点为入射点并作过O点的法线；画出线段EO作为入射光线，在EO上垂直纸面插上两根大头针P1、P2；放上半圆形玻璃砖（图中实线部分），使玻璃砖的直线边界与MN重合、底面圆心与O点重合，并记录半圆边界；在玻璃砖曲线边界一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，在这一侧插上大头针P3，使P3挡住___________（选填“P1、P2”或“P1、P2的像”）； （2）移去玻璃砖，画出半圆边界，连接OP3交半圆边界于B点，作入射光线的延长线交半圆边界于A点；再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为 C、D点。设 AC 的长度为l1，CO的长度为l2，BD的长度为l3，DO的长度为l4，则玻璃砖的折射率的最简表达式为 n=___________（用l1、l2、l3或l4表示）； （3）该同学在实验过程中，玻璃砖位置没有移动，仅仅是画半圆时半径偏大，由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。 三、计算题（共3小题，共34分） 15. 如图甲所示，电阻、匝数匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。求： （1）判断线圈内感应电流大小和方向； （2）线圈两端的电压U。 16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子．从静止开始经U0＝10 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm，(粒子重力不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求： (1)带电粒子到达P点时速度v的大小； (2)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离； 17. 如图所示，足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、，定值电阻、的阻值均为。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为，金属棒沿导轨下滑距离时速度恰好达到最大值。已知金属棒的质量为，重力加速度为。棒从开始运动到速度恰到最大速度过程中，求： （1）棒的最大速度； （2）定值电阻产生的焦耳热； （3）通过定值电阻的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$