2023-2024学年天津市四校高二（上）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年天津市四校高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。以下说法正确的是(

)A.洛伦兹发现了电磁感应现象，并制作了首台发电机

B.麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁场理论

C.法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

D.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2.如图所示，M、N为两个固定的等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的P点有一带正电的试探电荷q自P点以初速度v0沿直线向O点运动，已知粒子恰好到达O点，粒子仅受电场力作用，下列说法中正确的是(

)

A.从P到O的过程中，速度可能先变大，再变小

B.整个运动过程中，粒子的电势能一直减小

C.整个运动过程中，粒子在O点时，加速度最大

D.从P到O的过程中，加速度可能先变大，再变小3.小红同学家里有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度。小红查阅资料后，猜想台灯内部的电路结构可能如图所示，已知光敏电阻在光照强度减小时，电阻会增大。则当闭合开关后，小红的分析不正确的是(

)

A.夜晚时，光照强度减小，小灯泡L将变亮

B.光照强度增大时，光敏电阻当中的电流增大

C.光照强度增大时，光敏电阻两端电压减小

D.在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向左滑，电源的输出功率一定增加4.如图所示，大小和形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源相连，把与电源正极相连的金属极板接地。在两极板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。下列判断中正确的是(

)

A.液滴一定带负电

B.液滴的电性无法确定

C.若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴静止不动

D.若断开开关S，仅增大两极板间距，则液滴向下运动5.如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度上可以自由移动的电子个数为n，已知一个电子的电荷量为e，则通过导体棒电流的大小(

)A.nev B.sv C.n6.2023年12月1日北京地区大范围同时记录到极光现象，地球上的极光是来自磁层和太阳风的高能带电粒子被地磁场引导进入地磁大气层，并与高层大气的原子碰撞造成发光的现象，实际上每时每刻都有大量宇宙射线向地球。假设某时刻有一个带负电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图所示，地球自西向东转，图中箭头方向表示地球自转方向，虚线表示地轴)，则该宇宙射线粒子将(

)A.向东偏转 B.向西偏转 C.向南偏转 D.向北偏转二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.下列装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是(

)

A.甲图为回旋加速器，粒子可以从磁场中获得能量

B.乙图为磁流体发电机，可判断出A、B极板的正对面积越大两极板间的电势差越大

C.丙图为质谱仪，打到照相底片D点的带电粒子距离射入点S3越远，粒子比荷越小

D.8.如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动，实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中，下列说法正确的是(

)A.当油滴加速向下时，增大两金属板间的电压有可能使其悬浮

B.当油滴加速向下时，减小两金属板间的电压有可能使其悬浮

C.油滴加速向下的过程，电场力对油滴做正功，电势能逐渐减小

D.油滴加速向下的过程，重力势能的减少量大于机械能的减小量9.如图所示，正确连接电路后，下列图示情景中能产生感应电流的是(

)

A.图甲中使导体棒AB平行于磁感线竖直向下运动

B.图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈

C.图丙中开关S保持闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值的过程中

D.图丙中开关S保持闭合，A、B10.如图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0～1A和0～10A，已知表头内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为2A.当使用a、c两个端点时，量程为0～1A

B.当使用a、c两个端点时，量程为0～10A

三、实验题：本大题共1小题，共15分。11.(1)某同学利用如图1所示电路观察电容器的充、放电现象。实验时，电流传感器与计算机相连，可以显示出电流i随时间t变化关系的图线。

①充电后为使电容器放电，应将开关S与______(选填“1”或“2”)端相连。

②在对该电容器充电的过程中，充电电流i随时间t变化关系的图线可能是图中的______。

．

③图像法是处理实验数据的重要方法，上一问中i−t图象对应的图线和横轴(时间t)围成的“面积”表示______。

(2)某实验小组的同学探究一种特制合金金属丝的电阻率，步骤如下：

①用螺旋测微器测量其直径如图3，由图可知其直径为______mm。

②用多用电表欧姆挡粗略测量此合金金属丝(长度为L)的电阻，所选倍率挡为×100挡，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度过小，为了较准确地进行测量，应换到______挡。如果换挡进行欧姆调零后立即用表笔连接待测电阻进行读数，表盘的示数如图4，则该电阻的阻值是______Ω。

该小组同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

现有电源(3V，内阻约0.1Ω)、滑动变阻器(0～10Ω)、开关和导线若干，以及下列电表：

A.电流表(0～150μA，内阻约10Ω)

B.电流表(0～1.5A，内阻约0.125Ω)

C.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)

D.电压表(0～15V四、简答题：本大题共3小题，共41分。12.如图所示，长为l的绝缘细线(不可伸长)一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球。现将此装置放在水平方向的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。求：

(1)判断电场强度的方向；

(2)电场强度的大小E；

(3)如果将小球拉至O13.如图所示，水平放置的两等长导轨P、Q间的距离L=0.4m，垂直于导轨平面的竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B=5T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1=0.1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与质量为m2=0.21kg的小物块相连(小物块悬挂在空中)。已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，电源的电动势E=2V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计。滑动变阻器滑至某一位置时小物块恰好不下落。(14.如图甲所示，两块金属板M、N水平正对放置，板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，竖直向下的电场强度大小为E，磁场方向垂直于纸面平面向里。一束带正电的粒子以一定的初速度v0从两板的左端中央，沿极板方向射入，带电粒子恰好做匀速直线运动。已知板长为L，板间距为d。粒子质量m、电荷量q，不计粒子所受重力，忽略边缘效应。

(1)求磁感应强度B；

(2)若仅撤去磁场，在MN间只保留如图乙所示的电场，粒子能从右端离开电场，求粒子离开电场时的侧移量y和粒子电势能的变化；

(3)若仅撤去电场，在MN

答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、法拉第发现了电磁感应现象，并制成了人类历史上第一台发电机，故A错误；

B、麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，证实了电磁场理论，故B正确；

C、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C错误；

D、法拉第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，故D错误。

故选：B。

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2.【答案】D

【解析】解：A.在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向由O到P，正电的试探电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向由O到P，则速度一直减小，故A错误；

B.试探电荷动能减小，电势能增加，故B错误；

C.粒子在O点时，电场强度为0，加速度为0，故C错误；

D.从P到O的过程中，电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，可能先变大后变小，也可能一直减小，则加速度可能是先变大后变小，故D正确。

故选：D。

在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向由O到P，根据力与速度的方向分析速度变化，根据功能关系分析B，粒子在O点时，电场强度为0，根据牛顿第二定律分析CD。3.【答案】D

【解析】解：A、夜晚时，光照强度减小，光敏电阻值增大，电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知干路中电流减小，则滑动变阻器的电压和内电压减小，并联部分电压增大，灯泡电流变大，亮度变亮，故A正确；

BC、光照强度增大时，光敏电阻值减小，电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知干路中电流增大，则滑动变阻器的电压和内电压增大，并联部分电压减小，灯泡电流变小，亮度变暗，根据并联分流作用可知光敏电阻电流增大，故BC正确；

D、设外电阻为R，电源的输出功率P出=UI=RE2(R+r)2=E2(R−r)2R+4r

由上式可知，当外电路的电阻R=r时，电源的输出功率最大；4.【答案】C

【解析】解：AB.由图可知，平行板下极带正电，电场方向为下极板指向上极板。带电液滴静止在P点故带电液滴所受电场力方向与重力方向相反，大小相等。故带电液滴带正电，故AB错误；

CD：若断开开关S，则极板所带电荷量不变，根据电容的定义式与决定式有

C=QU,C=ɛrS4πkd

结合电场与电势差的关系有5.【答案】A

【解析】解：时间t内通过某一截面的电子个数为N=nvt

则时间t内通过该截面的电荷量为q=Ne

则通过导体棒的电流大小为I=qt=Net=6.【答案】B

【解析】解：地球的磁场由南向北，当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向西，所以粒子将向西偏转，故B正确，ACD错误。

故选：B。

根据左手定则，结合磁场的方向、粒子速度的方向和粒子所带电荷的电性判断粒子所受洛伦兹力的方向，即可判断粒子偏转的方向。

本题考查左手定则的应用，要求学生熟练掌握左手定则的内容及其应用。7.【答案】CD【解析】解：A、在回旋加速器中，粒子在电场中获得能量，粒子在磁场中受到的洛伦兹力不做功，故A错误；

B、当电场力和洛伦兹力相等时，则

qUd=qvB

解得：U=Bdv

所以两极板间的电势差与两极板的正对面积无关，故B错误；

C、带电粒子进入磁场的动能为：

qU=12mv2

带电粒子在磁场中，粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则

qvB=mv2r

解得：qm=28.【答案】AD【解析】解：ABC、由图可知上极板带正电，带负电的油滴所受电场力向上，电场力对油滴做负功，电势能增大，根据

E=Ud

可知增大两金属板间的电压，电场强度增大，电场力增大，有可能使其悬浮，故A正确，BC错误；

D、油滴加速向下的过程，动能增大，电势能增大，根据能量守恒定律可知，重力势能的减小量大于机械能的增加量，故D正确；

故选：AD。9.【答案】BC【解析】解：A、图甲中使导体棒AB平行于磁感线竖直向下运动，穿过导体棒AB与导线组成的回路磁通量不变，没有感应电流，故A错误；

B、图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈，穿过线框的磁通量发生变化，将产生感应电流，故B正确；

C、图丙中开关S保持闭合，改变滑动变阻器接入电路的阻值的过程中，螺线管A中电流变化，产生的磁场变化，穿过螺线管B的磁通量发生改变，将产生感应电流，故C正确；

D、图丙中开关S保持闭合，A、B螺线管相对静止一起在水平桌面上平移，穿过螺线管B的磁通量不变，没有感应电流，故D错误。

故选：BC。

10.【答案】AC【解析】解：当使用a、b两个端点时，量程为0～10A，由欧姆定律得

10A=Ig+Ig(R2+Rg)R1

当使用a、c两个端点时，量程为0～111.【答案】2

A

充电过程结束时电容器的带电量

8.600

×1k

22000

C

A

πd【解析】解：(1)①放电时将单刀双掷开关连接2给定值电阻提供电流；

②电容器充电时，随着电荷的增加，所以电流逐渐减小且电流减小得越来越慢，电流为零，故A正确，BCD错误；

故选：A。

③根据q=It可得i−t图像对应的图线和横轴(时间t)围成的“面积”表示充电过程结束时电容器的带电量。

(2)①螺旋测微器精度为0.01mm，读数为8.5mm+10.0×0.01mm=8.600mm；

②表头指针偏转角度过小，说明挡位选择过小，应换×1k挡，该电阻的阻值是22×1000Ω=22000Ω；

③电源电压为3V，电压表选择C，电路的电流约为I=ERx=322000A=1.36×10−4A=136μA

则电流表选择A；

④金属丝电阻远大于电流表内阻，故采用电流表内接法，实物图连接如图

⑤根据欧姆定律有12.【答案】解：(1)由题图可知，带电小球静止时电场力水平向左，因为小球带