陕西省西安市陕西师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期收心考试物理试卷

陕西师大附中2024-2025学年第二学期初 高二年级物理试题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的 得4分，选对但不全的得2分；有选错的得0分) 1.“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化， 总结研究它们的规律的意思。同学们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现 物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列叙述正确的是(】 1.电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷量，采用了等效替代法 B.库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向 C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，法拉第由此受到启发提出分子电流假说 D电场虽然看不见摸不着，但电场像分子、原子等实物粒子一样是一种客观存在的物质 2.太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心， O,为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O、O,在同一直线上，AB为大圆的 直径且与O,O2连线垂直，C、D为关于O点对称的两点，在O、O2两点分别固定电荷量大 小相等的异种点电荷，整个空间只有O、O2处点电荷产生的 电场。下列说法正确的是() A,C、D两点电势相等 B B.把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加 后减小 C.把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增 加后减小 D.将一电子（不计重力）从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动 3,在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发 散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为图 甲的截面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势Pw>PM,图乙中虚线表示两圆环之间的等 势面（相邻等势面间电势差相等），O为水平虚线与竖直虚线的交点，a、b两点关于O点中 心对称。现有一束电子经电场加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环M。 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第〡页共8页 C③扫描全能王 3亿人都直用的日mAP中 下列说法不正确的是、) A.该电子透镜对入射的电子束能起到发 散作用 00 B.电子在穿越电子透镜的过程中电势能 减少 C.a点场强与b点场强相同 D.a点电势比b点电势高 4.如图所示，用一根电阻丝制作成正方形线框abd,固定于匀强磁场中的线框平面与磁场 方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，电源内阻与正方形一个边的电阻相等，导线电 阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力大小为F。若仅将b人 × 边切割移走，则余下线框受到的安培力大小为() A号 c D.16 7 S.如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈abcd匝数N=10匝、电阻r=2,矩形线圈在 匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动。线圈的两端经集流环和电刷与 R=8Q的电阻连接，电压表为理想交流电表。图乙是穿过矩形线圈abcd的磁通量Φ随时间 t变化的图像。下列说法正确的是( A.ls内线圈abcd中电流方向改变50次 /×102W%) B.0.02s时电压表的示数为31.4V C.R两端的电压u随时间t变化的规律 /(x10s) 是4=31.4sin100(V) D.1s内电阻R产生的热量约为39.4J 6.如图所示，电源电动势为E,内阻为r。电路中的R、R均为总阻值一定的滑动变阻器， R为定值电阻，R为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减 小)。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止 状态。有关下列说法中正确的是() A.只逐渐增大R的光照强度，电阻R消耗的电功率变大， 电阻R中有向下的电流 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第2页共8页 CS扫描全能王 3亿人都直用的日mAP中 B.只将滑动变阻器R的滑动端P向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动 C.只将滑动变阻器R的滑动端P,向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R中有向上 的电流 D.若断开开关S,带电微粒仍然静止 ~,如图所示的理想变压器电路中，定值电阻R=22,滑动变阻器R的最大值为102，阻值 恒定的小灯泡L的规格为“6V6W”,电流表是理想交流电表，通入电流表的电流方向每秒改 变100次，变压器ab端接入的正弦式交流电压最大值为10√2V,当R2=6.52时，小灯泡 正常发光，下列说法正确的是（) A.变压器ab端电压的瞬时值表达式为 u=10W2sin50πtV) B.变压器原、副线圈匝数比为1：5 C.小灯泡正常发光时变压器输出功率最大 D.若将R2的滑片自上而下滑动，.电流表示数先增大后减小 8.如图所示为一半径为R的绝缘圆筒，线段AO为其水平半径，筒内存在磁感应强度大小 为B,垂直于纸面向里的匀强磁场，筒外存在某一方向的匀强电场（图中均未画出），圆简 P处存在一小孔。现将一带电量为+q,质量为m的粒子（不计重力）从A点射入磁场，初 速度大小为%，=B ,方向与40成30°角，一段时间后又回到A点。已知粒子与筒壁碰撞 m 瞬间，沿圆筒切线和垂直于圆筒切线的速度分量大小均不变，且在电场中做直线运动，下列 说法正确的是() A.电场方向与水平方向的夹角为60° B.粒子在磁场中运动的总时间为98 2πm 50 C.粒子运动过程中与筒壁碰撞3次 D.粒子回到A点时的速度方向与水平方向成60°角 9.电磁技术的应用非常广泛：图甲是磁流体发电机的原理图、图乙是回旋加速器的示意图、 图丙是磁电式电流表的内部结构、图丁是利用电磁炉加热食物。下列说法正确的是() A.磁流体发电机的A板是电源的负极，B板是电源的正极 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第3页共8页 CS扫描全能王 3亿人参直用的日眉Ap的 B.仅增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能不变 铝棍 OOoI可 线西 高压交流电 等离了体 甲 乙 丙 C.磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁驱动的原理 D.将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，可以增加锅具的发热功率 10.某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统，它有效增加电动汽车的续航 里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发 电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框bcd所在处剖 面图如图乙所示，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的b、dc边经过处 的磁感应强度大小均相同，导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动，且接触良好，当导 线框在如图所示位置时()。 A.松开驱动踏板或踩下刹车路板，应该是接 通开关2 B.踩下驱动踏板，导线框将会顺时针转动 C.松开驱动踏板，电容器上板带负电 D,松开驱动踏板，半圆环A、D两端输出的是交流电 11.如图所示，0点是一个粒子源，能在平面内沿看各个方同均匀、持续地发射电荷量为4 质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线MON以下存在垂直纸面 向里、磁感应强度为B的匀强磁场。半圆形区域半径为R圆心为O,粒子从边界射出磁 场的最远位置为P点，O、P之间的距离为2R,则( A.有三分之二的带电粒子射出磁场 B B.粒子源发射粒子的速度大小为R XX X R P C.从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运××M×× 动的时间为m XXX X g D.从P点射出磁场的粒子在磁场中运动时间为m 2Bq 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第4页共8页 CS扫描全能王 3亿人都言用的日国Ap时 12.如图所示，光滑平行竖直金属导轨AB、CD间距为1m。在A、C之间接阻值R=12的 定值电阻，在两导轨间，长度为2m的abdc矩形区域内有垂直于导轨平面向外的匀强磁场， 磁感应强度大小为1T。质量为1kg、电阻为12、长度也刚好为1m的导体棒垂直导轨放在 磁场下边界b处（与b边重合）。现用竖直向上的力F拉导体棒，F与x间的关系式为 F=10+。(仅为导体棒与初始位置的距离，F单位为：N,×单位为：m),给导体棒微小 扰动，使它由静止开始向上运动，已知导体棒到达c时刚好达到 平衡状态。导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不 B 计，取重力加速度g=10ms2。下列说法正确的是（) A.导体棒通过整个磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为0.5C 2m B.导体棒离开磁场时的速度大小为0.5m/s C.离开磁场时导体棒两端电压为0.5V D.导体棒通过整个磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为0.0625J 二、实验题（本题共两小题，第13题10分，第14题12分，共计22分） 13.小开同学要把一个电流计（满偏电流为1mA,内阻未知）改装成一个量程为6V的电压 表。为此，他设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中为总 阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后，小开同学进行了如下实验操作： hnpn gnyrnerm 0.4 0.6 0.2 0.8 1.0 mA 丙 ①开关闭合之前将R、R,调到最大值； ②只闭合开关S,将R,由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig; ③保持R不变，再闭合S2,调节电阻箱R2的值，使电流计读数等于I。, 同时记录下此时 电阻箱的读数为60Q。 (1)根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第5页共8页 CS扫描全能王 3亿人都直用的日mAP中 (2)小开同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为6V的电压表，需要串 联一个R= Q的电阻； (3)小开同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压 表示数如图乙所示时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为 (保留两位有效数字)，改装电表的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实 值 (选填“偏大”或“偏小”)： (4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R的电阻换为一个 阻值为kR的电阻即可，其中k=一。 14.干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DS系统、定值电阻R,、电 阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首 先测量电池α的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流 值I,在计算机上显示出如图乙所示的；-R的关系图线4，重复上述实验方法测量电池b的 电动势和内阻，得到图乙中的图线b。 数据 电流 9y=0.75x+2.25 采集器 传感器 计算机 ×0.1 R/2 甲 乙 丙 (1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为 2 2)若定值电阻R,=1.02,令y=行，x=R,由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a 的电动势E。= V,内阻= W (3)根据图乙可以判断，图线 对应的是新电池（选填“” 或“b”)。 (4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令y=I(R+R), x=R+R,则由计算机拟合得出的y一x图线如图丁所示，则图 0 x/O 线最高点A的坐标值应为x=,y= W(结果均保留2位有效数字)。 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第6页共8页 C图扫描全能王 3亿人整直用的日国Ap时 三、计算题（本题共3小趣，共0刀） 15.如图所示是静电场轨道离子阱装置，长为L的圆柱形金属管接高压电源正极，位于中心 轴线的金属丝OO接负极，管内空间形成指向中心轴线的辐射状电场，管的左端在半径为R 处开有一条圆形窄缝。现有一束质量为m、带电量为+9的离子，由静止开始经电压为U的 加速电场加速后，恰好从离子阱右侧的A点垂直OA射入，且与AA'的夹角B=30°，不计 离子重力，离子在离子阱中的运动可分为两部分：围绕O0的圆周运动和沿A4的直线运动， 且最后离子从左侧窄缝射出，求： R 窄缝 正视图 俯视图 加速电场 (1)离子从A点进入时的速度大小： (2)离子在离子阱中的运动时间： (3)A处的电场强度大小。 16.如图甲所示，在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，b边长为1=0.2m,线框质 量m=0.1kg、电阻R=0.12,空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线 右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下。线框在水平向右的外力F作用下，以初速 度。=ms匀加速进入磁场，外力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边 刚进入磁场时开始计时，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B; (2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q: 陕西师大附中高二年级下学期初 物理试题第7页共8页 CS扫描全能王 3亿人都直用的日mAP中 (3)若线框进入磁场过程中F做功为W0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q。 AFN 0.4 B 0.3 d 0.2 ××× ×× 0.1 b×××× 0 0.5 1.0ts 甲 17.如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，第Ⅲ象限内有沿y轴负方向的匀强电场， 在第V象限内有一圆形匀强磁场区域，与x轴分别相切于A(L,0)、C(0,L)两点。 在第Ⅱ象限内有一未知的矩形匀强磁场区域（图中未画出）、此未知矩形区域和V象限内 的圆形区域有完全相同的匀强磁场，一速度大小为v0的带负电粒子从A点沿y轴负方向 射入圆形磁场，经C点射入电场，最后从x轴上离O点的距离为2L的P点射出。另一速 度大小为V2的带正电粒子从y轴上的Q点沿与y轴负方向成45°角的方向射入第Ⅱ象 限，而后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的负电 粒子正碰，相碰时两粒子速度方向相反。已知正、负粒子电荷量大小均为q、质量均为m, 正、负粒子的重力不计。求： (1)磁感应强度B的大小和电场强度E的大小： 45 (2)从A点射入磁场的粒子运动到P点所用的时间： (3)未知矩形磁场区域的最小面积S。 陕西师大附中高二年级下学期初物理试题第8页共8页 CS扫描全能王 3亿人参言用的日国A的