精品解析：海南省海口市海南观澜湖双优实验学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

海南观澜湖双优实验学校2023-2024学年度下学期期中考试 高二物理试题 考试时间：90 分钟 分值：100 分 本试卷分选择题和非选择题两部分共 18 题，共 100 分，共 8 页。考试结束后，只交答题卡。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一 项是符合题目要求的。 1. 在匀强磁场中，一根长为0.4m的通电导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015N，则磁感应强度的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培力公式，代入数据求得 故选C。 2. 磁流体发电机是利用洛伦兹力的磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。下列说法正确的是（　　） A. B板是电源的正极 B. A板是电源的正极 C. 电流从上往下流过电流表 D. 等离子体中带正电荷的粒子受到竖直向上的洛伦兹力 【答案】A 【解析】 【详解】本题主要是考查磁流体发电机的工作原理，根据左手定则可知，等离子体中带正电的离子在磁场中将受到竖直向下的洛伦兹力从而向B板偏转，带负电的离子将向A板偏转，因此B板将带正电，B板是电源的正极，而在外电路，电流是从正极流向负极的，因此，电流将从下往上流过电流表。 故选A。 3. 如图所示的下列各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．磁场向上，电流向外，根据左手定则可得，安培力的方向水平向左，A错误； B．磁场向外，电流向上，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，B正确； C．磁场向左，电流向里，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，C正确； D．磁场向里，电流向右上方，根据左手定则可得，安培力的方向向左上方，D正确。 本题选不正确的，故选A。 4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A正确； B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误； C．在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误； D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D错误。 故选A。 5. 如图所示的电路中，R为阻值较小的定值电阻，电感器L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡。当电键S闭合时，下面所述的情况中正确的是（　　） A. A比B先亮 B. B比A先亮 C. A、B一起亮 D. 无法判断哪个灯泡先亮 【答案】B 【解析】 【详解】闭合开关，A灯泡所在支路会发生电磁感应现象，电流从零逐渐增大，所以A灯逐渐变亮，B灯泡所在支路没有电感线圈，B灯泡立即发光，故B比A先亮。 故选B。 6. 我国民用交流电，其电压随时间变化的规律如图，该交流电的周期、电压的最大值分别是（　　） A. 0.02s，314V B. 0.01s，314V C. 0.02s，220V D. 0.01s，220V 【答案】A 【解析】 【详解】由图得，交流电的周期 T=0.02s 电压最大值 Um=314V 故选A。 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，和为完全相同的定值电阻，电压表为理想电表，原线圈两端加电压，则电压表的示数为（　　） A. 300V B. 100V C. D. 50V 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，原线圈电压的有效值为 根据理想变压器变压比 解得 又，所以电压表示数为50V，D正确． 故选D。 8. 一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据折射定律 为a、b两束单色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，选项AB错误； CD．根据 由于a光的折射率大于b光的折射率，则有 选项C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多个 选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 坐标原点有一振源沿y轴振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是__________。 A. 这列波的波长是4m B. 这列波的振幅是20cm C. 振源振动的频率为2.5Hz D. 振源振动的频率为10Hz 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，这列波的波长是4m，故A正确； B．由图可知，这列波的振幅是10cm，故B错误； CD．根据波长、频率与波速的关系式得，振源振动的频率为 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。则下列i﹣t图象中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】由图可知，0~1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故该段时间内电流方向相同，根据楞次定律可知电路中电流方向为逆时针，同理可知1~2s内电路中电流方向为顺时针，2~3s内电路中电流方向为顺时针，3~4s内路中电流方向为逆时针，根据法拉第电磁感应定律，有电路中电流大小恒定不变，由于没有规定电流的正方向，故CD符合题意，AB不符合题意。 故选CD。 11. 如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（　　） A. 轨道半径为 B. 轨道半径为 C. 时间为 D. 时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力 解得 运动了半周，则运动时间 故选AC。 12. 如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是 （ ） A. 前侧面电势较高 B. 后侧面电势较高 C. 磁感应强度为 D. 磁感应强度的大小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．电子定向移动方向和电流方向相反，所以电子定向移动方向沿x轴负方向，根据左手定则判断，电子受力方向指向前侧面，所以前侧面电势低，后侧面电势高，A错误B正确 CD．当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受电场力和洛伦兹力平衡时，前后两侧产生恒定的电势差，则：，，，联立以上几式解得：，D错误C正确 13. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（　　） A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出 B. 乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大 C. 丙图中，带电粒子从磁场中获得能量，动能增大 D. 丁图中，发电机产生的电流从下往上通过电阻R 【答案】AD 【解析】 【详解】A．要使粒子做匀速直线运动，则电场力要与洛伦兹力相互平衡，即 解得 故A正确； B．带电粒子受到的洛伦兹力提供向心力，即 整理得 同种带电粒子的荷质比是一定的，所以粒子在磁场中的运动半径取决于线速度，又 即角速度取决于荷质比和磁场强度，与运动半径无关，则周期也与运动半径无关，故B错误； C．在回旋加速器中，带电粒子从电场中获得能量，动能增大，故C错误； D．等离子体进入磁场后在洛伦兹力的作用下分别向AB板聚集，根据左手定则可知，正电荷向B板聚集，负电荷向A板聚集，所以电流从下往上通过电阻R，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题：本题共 2 小题，共 20 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 如题图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上位置A应安装___________（选填“单缝”或“双缝”），位置B应安装___________（选填“单缝”或“双缝”）；实验时，某同学手轮上的示数如题图乙所示，此时的读数为___________mm。 【答案】 ①. 单缝 ②. 双缝 ③. 2.333（2.332~2.334均可） 【解析】 【详解】[1][2]光源产生的光先通过单缝发生衍射，将单缝看作光源，再通过双缝发生干涉，让双缝干涉实验效果更明显。故位置A应安装单缝，位置B应安装双缝。 [3]读数为 15. （1）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。 ①备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A） B.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A） 某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选___________；（只填器材前的序号） ②根据实验数据画出的图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势为___________V，内电阻为___________Ω； （2）在“多用电表的使用”实验中 ①如图1所示为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“× 100”测量，则读数为________； 如果用“直流5 V”挡测量，则读数为________V。 ②甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为_________（填写选项前的字母）。 A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置 B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置 C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ” 【答案】（1） ①. B ②. 1.5 ③. 1.0 （2） ①. 6×102 ②. 3.70 ③. ADC 【解析】 【详解】（1）[1]由于干电池电动势为1.5V左右，由乙图可知最大电流为0.6A，因此为了测量方便，故选20Ω的滑动变阻器即可。 （2）[2][3]由图乙可知，电池电动势为纵轴的截距，故电动势为1.5V，由闭合电路欧姆定律，电源内阻 （1）[1][2]多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为6×102 ；测电压时，由于精度为0.1 V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.70 V。 （2）[3]欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为：ADC。 四、计算题：本题共 3 小题，共 36 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图所示，一个质量为m、电荷量为e、不计重力的电子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成45°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，并恰好垂直于y轴射出第一象限。 （1）粒子射出磁场位置到O点的距离； （2）带电粒子穿过第一象限所用的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力有 解得 根据几何关系有 解得 （2）由图可知圆心角为=135°,则时间为 17. 如图所示，光滑水平面上有一个由均匀电阻丝做成的正方形线框，线框的边长为L，质量为m，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的初速度v进入磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场区域（线框、两边始终与磁场边界平行）。 （1）求边刚进入磁场时c、d两点的电势差； （2）求线框进入磁场过程中的最大加速度的大小； （3）如果线框完全进入磁场之前速度已减小为0，求边上产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）边刚进入磁场时，线框产生的感应电动势为 线框中感应电流的大小 解得 c、d两点的电势差 解得 （2）线框刚进入磁场的时的加速度最大，此时线框受到的安培力 根据牛顿第二定律有 解得 （3）线框中产生的焦耳热的总量为 边中产生的焦耳热为 解得 18. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B = 0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r =1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO´匀速转动，角速度ω = 6 rad/s，外电路电阻R = 4Ω，求： （1）转动过程中感应电动势的最大值； （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，写出电动势的瞬时值表达式； （3）电阻R所消耗的电功率。 【答案】（1）3V；（2）e=3cos6t（V）；（3）0.72W 【解析】 【详解】（1）最大值 Em=nBL2ω=100×0.5×0.12×6V=3V （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，瞬时值表达式 e=3cos6t（V） （3）根据 电功率 P=I2R 联立上式可得电功率 P=0.72W 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南观澜湖双优实验学校2023-2024学年度下学期期中考试 高二物理试题 考试时间：90 分钟 分值：100 分 本试卷分选择题和非选择题两部分共 18 题，共 100 分，共 8 页。考试结束后，只交答题卡。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一 项是符合题目要求的。 1. 在匀强磁场中，一根长为0.4m的通电导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015N，则磁感应强度的大小为（ ） A. B. C. D. 2. 磁流体发电机是利用洛伦兹力的磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。下列说法正确的是（　　） A. B板是电源的正极 B. A板是电源的正极 C. 电流从上往下流过电流表 D. 等离子体中带正电荷的粒子受到竖直向上的洛伦兹力 3. 如图所示的下列各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示的电路中，R为阻值较小的定值电阻，电感器L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡。当电键S闭合时，下面所述的情况中正确的是（　　） A. A比B先亮 B. B比A先亮 C. A、B一起亮 D. 无法判断哪个灯泡先亮 6. 我国民用交流电，其电压随时间变化的规律如图，该交流电的周期、电压的最大值分别是（　　） A. 0.02s，314V B. 0.01s，314V C. 0.02s，220V D. 0.01s，220V 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，和为完全相同的定值电阻，电压表为理想电表，原线圈两端加电压，则电压表的示数为（　　） A. 300V B. 100V C. D. 50V 8. 一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为和，a、b在玻璃中的传播速度分别为和，则（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多个 选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 坐标原点有一振源沿y轴振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是__________。 A. 这列波的波长是4m B. 这列波的振幅是20cm C. 振源振动的频率为2.5Hz D. 振源振动的频率为10Hz 10. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。则下列i﹣t图象中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（　　） A. 轨道半径为 B. 轨道半径为 C. 时间为 D. 时间为 12. 如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是 （ ） A. 前侧面电势较高 B. 后侧面电势较高 C. 磁感应强度为 D. 磁感应强度的大小 13. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（　　） A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出 B. 乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大 C. 丙图中，带电粒子从磁场中获得能量，动能增大 D. 丁图中，发电机产生的电流从下往上通过电阻R 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题：本题共 2 小题，共 20 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 如题图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上位置A应安装___________（选填“单缝”或“双缝”），位置B应安装___________（选填“单缝”或“双缝”）；实验时，某同学手轮上的示数如题图乙所示，此时的读数为___________mm。 15. （1）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。 ①备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A） B.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A） 某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选___________；（只填器材前的序号） ②根据实验数据画出的图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势为___________V，内电阻为___________Ω； （2）在“多用电表的使用”实验中 ①如图1所示为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“× 100”测量，则读数为________； 如果用“直流5 V”挡测量，则读数为________V。 ②甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为_________（填写选项前的字母）。 A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置 B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置 C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ” 四、计算题：本题共 3 小题，共 36 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图所示，一个质量为m、电荷量为e、不计重力的电子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成45°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，并恰好垂直于y轴射出第一象限。 （1）粒子射出磁场位置到O点的距离； （2）带电粒子穿过第一象限所用的时间t。 17. 如图所示，光滑水平面上有一个由均匀电阻丝做成的正方形线框，线框的边长为L，质量为m，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的初速度v进入磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场区域（线框、两边始终与磁场边界平行）。 （1）求边刚进入磁场时c、d两点的电势差； （2）求线框进入磁场过程中的最大加速度的大小； （3）如果线框完全进入磁场之前速度已减小为0，求边上产生的焦耳热。 18. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B = 0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r =1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO´匀速转动，角速度ω = 6 rad/s，外电路电阻R = 4Ω，求： （1）转动过程中感应电动势的最大值； （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，写出电动势的瞬时值表达式； （3）电阻R所消耗的电功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $