（C卷）物理试题-【1号卷·A10联盟】2024届高二上学期2月初期末质量检测

14.(14分) 如图，在平面直角坐标系xoy的平面内存在与平面平行的匀强电场，一质量为m、电量为g 的带正电粒子，从坐标原点O处沿x轴正方向以初速度射出，仅在电场力作用下的运动 轨迹如图中虚线所示，粒子经过M(o、o)点时速度大小为o,运动到y轴上的N(0,4l) 点时速度大小为V5y。求： ◆y (1)O、N间的电压Uow; (2)电场强度的方向； (3)电场强度的大小E。 ◆M 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第7页共8页 15.(16分) 如图，平行板电容器水平放置，上极板接电源正极，下极板接电源负极，两极板间电势差为 2024级高二上学期2月初期末质量检测 U,板间距为d。极板间存在垂直于纸面的匀强磁场，在竖直线PQ右侧存在足够大的匀强 磁场区域，以ON为分界线将该区域磁场分为两部分：区域I内存在垂直纸面向里的匀强磁 物理试题c 场，磁感应强度大小为B:区域Ⅱ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B, 已知∠Q0N=60°。现有一电子，电荷量大小为e、质量为m,以初速度w水平向右射人电 本试卷满分100分，考试时间75分钟。清在答题卡上作答。 容器，并沿直线通过电容器，之后垂直通过PO,且电子第一次经过ON时速度方向与ON 垂直。电子重力不计，求： 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项是正确的。 4.如图，正三角形ABC的顶点A、B分别固定有两个电荷量均为g的正点电荷，三角形中心O (1)平行板电容器间磁感应强度方向及大小B0; 1.一根导线abcd弯曲成如图所示的形状放置于匀强磁场中，ab、cd水平且二者平行，bc 点处的电场强度大小为E1；若在顶点C处再固定一个电荷量为q的负点电荷，三角形中心 (2)电子从垂直通过PO到第一次经过ON所需的时间： 竖直，ab=bc=cd=L,导线中通有恒定电流I,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与 (3)以O点为坐标原点，ON方向为x轴正方向，求电子第n次经过ON时的位置坐标。 ab平行。导线abcd整体所受的安培力为( 0点处的电强度大小为则会为( a 9 A.3BL,方向垂直纸面向外 B.3B,方向垂直纸面向里 C.BL,方向垂直纸面向里 D.BL,方向垂直纸面向外 A写 B. C. D.2 2.如图，为某静电场的电场线分布示意图，a、b、c为电场中的3个点。下列说法正确的是( 5.如图，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，A,、A,是两个相同的小灯泡。下列说法正确 b 'a 的是( A.a、b两点的电场强度相同 A B.c点的电场强度大于b点 C.同一正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 D.将一正电荷从b点静止释放，仅在电场力的作用下，它将沿着b所在的电场线运动 A.开关S闭合且达到稳定前，A2一直不亮 3.如图，虚线框内为改装好的量程为0-0.64的电流表，M、N为改装表的两个接线柱。已知 B.开关S闭合且达到稳定前，A,先亮，A,后亮 灵敏电流计G的满偏电流为150mA、内阻为902，根据以上数据可知电阻箱读数应州 C.开关S闭合且达到稳定后再断开时，A,闪亮之后熄灭 D.开关S闭合且达到稳定后再断开时，A,、A,同时炮灭 6.如图，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规 律为e=10sin(100)V。下列说法正确的是( A A.3002 B.302 C.32 D.0.32 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第8页共8页 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第1页共8页 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第2页共8页 A.从图示位置计时，t=2s时线圈的磁通量为0 B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，磁通量变化率最小 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10√2V 7.如图，一半径为r、圆心为O的圆上有四等分点A、B、C、D,P为圆弧AB的中点，Q为 圆弧CD的中点，A、C两点分别固定一个电荷量大小均为q的正点电荷，D点固定一个电 荷量与电性均未知的点电荷qD。已知B点处电场强度为0，静电力常量为k,取无穷远处电 势为零，下列说法正确的是（) D A.D点固定的是一个负电荷，电荷量大小为√2q A B B.0点电场强度大小为22g,方向由0指向D 2 C.将一电子从P点移动到9点，电场力做正功 +9 D.在BD连线上，从B到D电势先升高后降低 9 8.如图，边长为L、粗细均匀的正方形闭合导线框以水平速度o匀速穿过宽度为d(d>L)的 匀强磁场区域（αb、cd边和磁场竖直边界平行)，磁场的磁感应强度大小为B,线框平面与 磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时，则线框中的感应电流I、线框上d、c 两点间的电势差U、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量Φ随时间t变化的图像可能正 确的是（) B 0 X d ◆UUdc : ① :L :d +L :% o L d+l t F Fo 0 d+L t D L d :% :% ” L d+l t Fo % 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第3页共8页 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得 (1)为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、 5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 定值电阻和开关这些器材之外，还需要() 9.如图，两根相互垂直的长直通电导线M、N,分别通有竖直向上的电流I,和水平向右的电流 A.条形磁铁B.干电池C.变压器 D.电子秤 I2,导线M右侧有与M距离相等的a、b两点，它们关于导线N对称，导线M在a、b点的 (2)实验得出，电流由右接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形 磁感应强度大小均为B1,导线N在a、b点的磁感应强度大小均为B2。已知a、b两点的磁 磁铁的N极向螺线管插入的过程中，发现指针（填“向左”或“向右”)偏转； 感应强度大小之比为2：3，直线电流在周围空间产生的磁感应强度与距离的关系为B=k (3)如图乙所示，将第（2)问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的 (I为导线中的电流，r为周围空间的点到直导线的距离，k为比例系数)，则B1:B2可能 过程中，电子秤的示数会（填“变大”、“变小”或“不变”)： (4)多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要（填“阻碍”或“阻止”)引起感 为() M 应电流的磁通量的变化。 12.（8分) 某同学在实验室测量一段粗细均匀的圆柱形导电材料的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量其直径，如图所示，读数是mm; A.1:5 B.1:3 C.3:1 D.5:1 -25 10.如图，在直角△ABC区域内存在垂直于三角形平面向里的匀强磁场，∠A=90°，AC=d, BC=2d。在顶点A处有一粒子源，可以在垂直磁场的平面内，向∠CAB区域内各个方向 0 -15 均匀射入比荷为k、速率为v的带负电的粒子，有二的粒子能从AB边射出，忽略粒子的重 力及相互间的作用力。下列说法中正确的是（） d 习C (2)已知圆柱形导电材料的电阻约为52，除待测材料外，实验室备有的实验器材如下： A.匀强磁场的磁感应强度大小为2√3v <× A.电源（电动势E=3.0V,内阻很小） 3kd B.电压表V1（0-3V,内阻约15k2) B.BC边上有粒子射出的区域长度为d C.电压表V2（0~15V,内阻约75k2) C.粒子在磁场中运动的最长时间为V3d XX D.电流表A1（00.6A,内阻A=22) 3v E.电流表A2（03A,内阻约0.12) D.AB边有粒子射出的区域长度为d F.滑动变阻器R（0~202) 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 G.开关、导线若干 11.（8分) ①为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选，电流表应选；（均填 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中： 写各器材前的字母代号) ②为了使圆柱形导电材料的两端电压能从0开始调节，并使测量结果尽可能准确，应选用 下图所示的电路进行实验； 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第4页共8页 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第5页共8页 丙 ③根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I,作U一图像，得到图像的斜率为k, 若实验所用导电材料的长为L,横截面直径为D,则得到圆柱形导电材料的电阻率ρ= (用k、rA、L、D表示)。 13.（12分) 如图甲所示，N=20匝的线圈总电阻r=22,其两端与一个R=182的电阻相连，线圈内有 垂直于线圈平面向里的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻R的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势大小E； (3)求电阻R两端的电压U和0.1s时间内R上产生的焦耳热2。 4Φ/Wb 0.15 R ××X 0.10 ××X 0.05 0 0.10t/s 甲 乙 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理试题第6页共8页2024级高二上学期2月初期末质量检测 物理参考答案C 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项是正确的。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案D C B D A B A 1.Dab和cd与磁场平行，不受安培力作用，bc段受到的安培力大小为BL,根据左手定则，安培力方向 垂直纸面向外，导线abcd整体所受的安培力为BIL,方向垂直纸面向外。故选D。 2.C电场线的疏密反映电场强度的大小，所以α、b两点的电场强度大小不等，A错误；b点电场线较密， 则b点电场强度较大，B错误；由于沿电场方向电势降低，所以b点电势高于α点电势，所以同一 正电荷在α点的电势能小于在b点的电势能，C正确；正电荷所受电场力沿电场线切线方向，若将 一正试探电荷由b点静止释放，电荷将离开原电场线，不可能沿电场线运动，D错误。 3.B把电流计G改装成量程为0.6A的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值即电阻箱读数为 R=13=0.15x90 1-130.6-0.15 2=302,故B正确。 4.D设O点到三个点电荷的距离均为”，顶点A、B分别固定有电荷量相等的正点电荷+q、+q,两个电 荷在0处产生的场强大小均为么=架，且夹角为120，则二-？：若在顶点℃处再固定-个等 量的负点电荷g,三个电荷在0处产生的场强大小均为E,-名，根据对称性和儿何知识可得，0 点的合场强为B,=瓦+6=2，则三=)， 2 E2,D正确。 5.C开关S闭合就有电流流过A2,A2就会发光，A错误；开关S闭合瞬间，A1、A2串联接入电路，则A1 A,同时亮，B错误；开关S闭合且达到稳定后再断开时，由于自感，线圈L中的电流只能慢慢减 小，其相当于电源，与灯泡A构成闭合回路放电，由于线圈电阻很小，所以原来经过线圈的电流 大于经过灯泡A的电流，所以开关S闭合且达到稳定后再断开时，A,闪亮一下后熄灭，而A2立即 熄灭，C正确、D错误。 6.A根据题意可知0=100 rad/s,该交流电的周期为T=2r=0.02s,1=25时恰好处在图示位置时，磁 场与线圈平面平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，A正确，BC错误；由题 可知电动势最大值是10V,根据电动势的最大值E,m=NBS0=NBS×2πn,可知仅线圈转速n加倍， 电动势的最大值变为原来的2倍，为20V,D错误。 7.B因B点的电场强度为零，则A、C两点的正电荷在B点的合电场强度与D点的电荷在B点的电场 强度等大反向，则9如带负电，设正方形边长为a,侧清足V号+动=0，解得g=-2: A错误；A、C两点的电荷在O点的电场强度为零，则O点电场强度等于D点的电荷产生的电场强 度，则为E。-22g,方向由O指向D,B正确；4、C两点的电荷在PO两点的电势相等，D点 的电荷在P点电势高于Q点的电势，所以P点电势高于Q点的电势，将一电子从P点移动到Q点， 电场力做负功，C错误；因B点的合场强为零，则BO连线上合电场强度方向由B指向O,OD之 间的电场强度方向由O指向D,沿电场线方向电势逐渐降低，可知从B到D连线上，电势一直降 低，D错误。 8.A进入磁场过程感应电流为1=BL,由楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，全部进入磁 场后，感应电流为零，而离开磁场的过程感应电流大小与进磁场时相等，但电流方向为顺时针，A 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理参考答案第1页共4页 0 正确；线框进人磁场过程中U=1R=B=,全部进入磁场后Uk=B,=U,离开磁场过 4 4 4 程U=1,2R=3BL=3弧，B错误；进入磁场过程线框所受安培力大小为瓦=BL=B,由 4 4 R 左手定则可知，进入磁场过程线框所受安培力方向向左，全部进入磁场后，线框不受安培力，离开 磁场过程中，安培力大小方向均与进入磁场过程相同，C错误；线框进入磁场过程磁通量为 ①=BS=BL。1,当线框全部进人磁场后，磁通量达到最大，且保持不变，线框离开磁场过程，磁通 量均匀减小，D错误。 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选 对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号 9 10 答案 AD AC 9.AD根据安培定则，通电导线M在a、b两点的磁感应强度B1方向垂直纸面向里，通电导线N在a点 的磁感应强度B2方向垂直纸面向外，通电导线N在b点的磁感应强度B2方向垂直纸面向里。若 口点的磁感应强度方向垂直纸面向里，则名十：-号，解得片-5；者口点的磁感应强度方向垂 B 点面向外，则会登-号解附受-AD正德 10.AC粒子源射出的粒子有从AB边射出，则速度方向与AB边成90X2=60°角范围的粒子都从AB 2 边射出，如图所示，当粒子速度方向与AB边成60时，粒子轨迹与BC边相切，其圆心为O,由 几何关系可得粒子的轨道半径为，=5d,又vB=m',解得B=2VB,故A正确：由图可知， 2 3kd 边上有粒子射出的区域长度为r三。4，故B错误；轨迹对应圆心角越大，在磁场中运 问越长，有-”5心，放C正确：8边台整于的区线如图所不，h几有关系可得 40=2rc0s30°=3d,故D错误。 O2. 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 NB 11.(8分) 【答案】(1)B （2)向左 (3)变小 （4)阻碍 (每空2分) 【解析】 (1)为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除题中器材外，还需要直流电 源（干电池）确定电流的方向。故选B。 (2)实验得出，电流由右接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N 极向螺线管插入的过程中，穿过螺线管的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流 方向由下端流向上端，则电流由左接线柱流入灵敏电流计，所以灵敏电流计指针向左偏转。 (3)如图乙所示，将第（2)问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，穿 过螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流方向由上端流向下端，根据安 培定则可知，螺线管下端相当于N极，上端相当于S极，则螺线管受到向上的吸引力，电子秤的示 数会变小。 (4)多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理参考答案第2页共4页 Q 12.(8分) 【答案】(1)4.700(4.6994.701)(2分) (2)①B(1分)方D(1分)②乙(2分) ③πD(k-n】(2分) 4L 【解析】 (1)根据螺旋测微器的读数可知，圆柱形导电材料的直径D=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm。 (20依题电源电动势B=3.0V,故电压表选B,由此估算电路中电流最大值约为1-号-30A=0.6A, R 5 故电流选D。 ②为了使金属丝两端电压能从0开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，因为选取的电流表内阻 已知，为避免系统误差，故电流表采用内接法，故选乙。 题意，由欧姆定律结合U一1图像则有R+片==太，解得R,=k-片，由电 -，联立解得p-》, R=p 4L 13.（12分) (1)根据图像可知，线圈中磁通量增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应 电流产生的磁场垂直于线圈平面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，通过电 阻R的电流方向为：a→b(3分) (2)根据法拉第电磁感应定律：E=VA中 （2分) △t 代入数据解得：E=10V（1分) (3)电阻R两端的电压为路端电压，根据分压规律可知：U=RE(2分） R+r 代入数据解得：U=9V（1分) 根据焦耳定律，0.1s时间内R上产生的焦耳热为：Q= (2分) R 代入数据解得：9=0.45J（1分) 14.（14分) (1)由O到灯，根据动能定理有：9Uow三mv%二，m%(2分) 代人数据解得：Uo-2心(2分) 2由0到M,根据动能定理有：90叫-7m吃 二m哈（1分) 解得：UoM=0(1分) 故O、M在同一条等势线上，则电场强度与OM垂直，可知电场强度方向与+y轴成45°角。（2分) (3)0、N沿电场方向的距离为：d=41,×cos45°=2√2。（2分) 由：Uow=Ed(2分) 得：E=2m(2分) 2glo 15.（16分) (1)电子在电容器间做匀速直线运动，由于电子受到的电场力竖直向上，根据电子受力平衡，可知电子 受到的洛伦兹力竖直向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里。（1分) 由：ew,B=ed U （2分) U 解得：B。= vod (1分)》 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理参考答案第3页共4页 0 (2)画出电子运动轨迹，如图所示 电子进入磁场区域I，根据洛伦兹力提供向心力得： P evoB=mvo (1分) mvo 解得：片= (1分) eB O 60 由：T=2 解得：T=2m (1分) B 电子从PQ第一次到达ON经过的圆心角为：a=120° 所需的时间为：t=T 2π 代入数据解得：t=2πm (1分) 3eB (3)电子进人磁场区域Ⅱ，根据洛伦兹力提供向心力得：×2B=m6 （1分) 解得：5=m% (1分) 2eB 画出电子运动轨迹，如图所示 若n=1,则：x=5 若n=2,则：x2=5+22 0 若n=3,则：x3=片+2r+2r=3r+2r 若n=4,则：x4=3r+22+2r2=3r+4 易知，x1、、x,…成等差数列，当n为奇数时：x=r+(n-1)2（1分) 代入数据得，当n为奇数时：x=(6n-0208a=1,3,5, (2分) x2、x4、x。…成等差数列，当n为偶数时：x=(n-1)5+m2 (1分) 代入数据得，当n为偶数时：=(n-22a=2,4,6,）(2分) 以上试题其他正确解法均给分 2024级高二上学期2月初期末质量检测·物理参考答案第4页共4页