浙江省金华市2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题（含答案）

浙江省金华市2023-2024学年高二上学期期末物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四五六总分评分一、单选题1．在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干（如图所示）。自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（）A．改变了传感器附近的湿度 B．改变了传感器附近的温度C．改变了传感器的电容 D．改变了传感器的电阻2．如图，在O1和O2处分别放置等量异种电荷，以两点连线的中点O3A．场强大小，方向均相同 B．场强大小相等，方向不同C．电势相等，且高于O3 D．电势相等，且低于3．北京市国民体质监测中心曾经调查显示，由于长时间低头看书、看手机、时坐姿不正等原因造成我国青少年探颈、驼背比例高达46.1%。智能感应式矫正器能提醒不良姿势起到矫正的作用。如图是某矫正器的铭牌信息，已知当剩余电池容量为总容量的20%时，智能感应式矫正器将停止工作。若该智能感应式矫正器工作时一直处于额定工作状态，使用前电池容量为零，则下列说法正确的是（）A．理论上该矫正器充满电可以连续工作约4.6小时B．第一次充满电的时间和可正常工作时间之比约为25C．电池容量的单位mAh是能量单位D．该矫正器充满电所储存的能量约为6.7×4．充电后的平行板电容器的两个极板A、B竖直正对放置，板间距离为2d，带电量为Q。在两极板间有一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，静止时，细线向左偏转45A．若将B板缓慢向左平移一小段距离，细线向左偏转的角度变大B．小球带负电，带电量为mgC．若将B板缓慢向右平移一小段距离，小球的电势能减小D．若将细线剪断，小球在板间做匀变速曲线运动5．如图所示，把一个铜环先后放入甲、乙两个足够大磁场中，甲为匀强磁场，乙为非匀强磁场。磁场的中心轴AB、A'B'A．将铜环沿AB、A'B．将铜环绕OOC．将铜环绕轴AB、A'D．将铜环沿垂直AB、A'6．某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。t0A．乙图中的a曲线表示电流传感器A2B．闭合开关时，电感线圈中电流为零，其自感电动势也为零C．t1D．断开开关后，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭二、多选题7．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（）A．T2B．线框的感应电动势有效值为2C．线框转一周外力所做的功为2D．从t=0到t=T4三、单选题8．如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（）A．在XX′极板间的加速度大小为eUB．打在荧光屏时，动能大小为11eUC．在XX′极板间受到电场力的冲量大小为2meUD．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切tan9．如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置，接触良好。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m，长度均为l，电阻均为r，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0A．从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动能增加量等于于导体棒a的动能减少量B．从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动量改变量与导体棒a的动量改变量相同C．从开始到最终稳定的全过程中，通过导体棒b的电荷量为2mD．从开始到最终稳定的全过程中，两棒共产生的焦耳热为310．磁流体发电机的原理如左图所示，燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离成高温等离子体。等离子体经喷管提速后以速度v进入矩形发电通道，发电通道中有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，简化后的原理图如右图所示。已知磁感应强度大小为B，发电通道长为l，宽为b，高为a，高温等离子体的电阻率ρ，外部电路的总电阻为R。当开关S闭合后，下列说法正确的是（）A．发电机产生的电动势E=BbvB．回路电流I=C．发电机的输出功率P=D．为维持等离子匀速流动，矩形发电通道左右端的压强差Δp=四、多选题11．“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（）A．电磁波在任何介质中传播速度均为3×1B．红外线的波长比紫外线大C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论12．如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R＝95Ω。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，则（）A．在线圈位置上感应电流沿逆时针方向B．A点的电势低于B点的电势C．回路中电流为0.5AD．0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.5C13．如图所示，竖直平面内存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，a、b两带正电的离子分别从静止开始经匀强电场U0加速后从边界EH水平射入磁场，a离子在EH的中点射入经磁场偏转后垂直于HG向下射出，已知正方形边界的边长为2R，进入磁场时，两离子间的距离为0.5R，已知a离子的质量为m、电荷量为q，不计重力及离子间的相互作用，UA．磁场的磁感应强度B=B．若a、b两离子的比荷相同，则两离子在边界HG上的出射点间的距离为(1−C．若a、b两离子的比荷为1：4，则a、b两离子在磁场中运动的时间相等D．若a、b两离子从同一点射出磁场区域，则a、b两离子的比荷之比为5：214．某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为6V，定值电阻R1=R2=20Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6VA．L1与L2一样亮 B．L2C．R1上消耗的功率比R2的大 D．R1五、实验题15．（1）用如图甲所示的实验器材来“探究产生感应电流的条件”①图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。②关于这个实验注意事项，下列说法中正确的是。A．原副线圈在接入电路前，应查清其绕制方向；B．原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈C．无论用什么方法使电流计指针偏转，都不要使指针偏转角度过大，以免损坏电流计；D．原线圈中的铁芯是多余的，做本实验时可以不用它。（2）用图乙和图丙“探究感应电流方向的因素”时，①图乙中在对电流计的内阻、量程都不详的情况下，为了安全地查清其指针偏转方向与通过它的电流方向的关系，下列措施中，哪些是有益的；A．用废旧干电池做电源；B．保护电阻是一个阻值较小的电阻C．试触电键，发现电流过大立即断开电键；D．保护电阻是一个阻值较大的电阻。②在图丙的操作中下列实验操作说法正确的是。A．线圈应选择粗导线绕制，且匝数多。B．实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显C．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响D．将N极向下插入与将S极向下插入时，电流计的偏转方向相同16．在“测量金属丝的电阻率”实验中：（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于（选填“左”或“右”）端。（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过U−I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是（选填“甲”或“乙”）。（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流Ig=300μA的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出则I−1L图像斜率k=mA⋅m。若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表，需要把长为六、解答题17．一个初速度为零的电子在U1=20V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央，如图所示，若平行板间的距离d=2cm，板长l=5cm，电子的电荷量e=1.6×10－19C，电子的质量m=9×10－31（1）电子进入平行板间的速度v0（2）若电子恰能沿平行板右边缘射出，加在平行板上的电压U218．航空母舰上的弹射器能将质量为M的飞机在极短的时间内加速到起飞速度v0，起飞前飞机紧贴在弹射滑块上，当弹射滑块与飞机一起速度达到v0时飞机被放飞（如图1）。某型弹射器利用超级电容的大电流放电使动力杆获得动力，动力杆与弹射滑块为一整体，其工作原理可用图2加以说明：光滑导轨AG、BH相距为L，在C、D处各被一小段正对绝缘材料隔开，金属部分导轨电阻不计，左端接有电动势为E的电源、单刀双掷开关S1和电容量为C的超级电容；右端接有单刀双掷开关S2和稳定输出电流I0的恒流源。整个装置处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。开始时动力杆a（连带滑块质量为m）静止于AB处，质量为4m的阻尼杆b置于贴近CD的右侧；S1置于“1”处，S2置于“3”处；当电源给超级电容器C充满电后，将S（1）将S1（2）飞机被弹射时电容器两端的电压U；（3）在使“双棒”返回到CD过程中，恒流源输出的能量E019．如图甲所示，正方形荧光屏abcd与正方形金属板相距L2水平平行放置，二者的边长均为L。金属板的中心开有小孔，小孔正下方有一通电金属丝可持续发射热电子，金属丝与金属板之间加有恒定电压U。以金属板中心小孔为坐标原点，沿平行于金属板两边和垂直金属板方向建立x、y和z坐标轴，电子从金属丝发射经小孔沿z轴正方向射入磁场区域，测得电子经电场加速后经过小孔时的速度大小介于v与2v之间。z轴与荧光屏的交点为s，金属板与荧光屏之间存在磁场（图中未画出），其磁感应强度沿z轴方向的分量始终为零，沿x轴和y轴方向的分量Bx和By随时间周期性变化规律如图乙所示，图中B0=2mv（1）从金属丝发射的电子的初速度大小范围；（2）t=0.75T时以2v（3）t=0.25T时以v与（4）请在荧光屏的俯视图丙中定性画出电子在荧光屏上出现的位置。（不要求计算过程）

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】AB、如果干手机是由于湿度和温度的变化来工作的话，理论上可以，那么我们可不可以想象一下，这些公共产所的湿度和温度一旦变化，即使没有湿手，干手机还是会工作的，明显不合理，所以AB错误；

CD、人是导体，可以与其它导体构成电容器，根据自动干手机工作特征，湿手靠近干手机电热器工作，手离后电热器停止工作知，湿手靠近干手机相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于湿手靠近改变了电容大小；C正确，D错误。

【分析】手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片在启动电动机工作和加热装置工作。2．【答案】A【解析】【解答】AB．如图所示，在等量异种电荷连线的中垂面上，以O3为圆心的圆周上A、B两点，场强大小相等，方向相同，A符合题意，B不符合题意；CD．等量异种电荷连线的中垂面上各点电势相等，且等于O3故答案为：A。

【分析】根据点电荷周围电场的分布以及电场的叠加得出AB两点场强的大小和方向，等量异种点电荷连线中垂线为一等势线。3．【答案】D【解析】【解答】A．额定工作状态时的电流为I=PU=B．第一次充满电的时间t'=QC．电池容量的单位mAh是电荷量单位，C不符合题意；D．该矫正器充满电所储存的能量约为E=UIt=3.7×500×10故答案为：D。

【分析】根据电功率的表达式以及电流的定义式得出充满电可以连续工作的时间以及第一次充满电的时间和可正常工作时间之比。4．【答案】C【解析】【解答】对小球受力分析：重力、绳子拉力、水平向左的电场力。

小球带负电，由几何关系知：tan45°=qEmg，

E=Ud，

C=εrS4πkd，

C=QU，

解E=4πkQεrS，qE=mg

A、将B板缓慢向左平移一小段距离，d变小，但极板带电量Q不变，所以电场强度E不变，即细线向左偏转的角度不变，A错误；

B、小球带负电，由于qE=mg5．【答案】B【解析】【解答】A、将铜环沿AB，A'B'方向移动，甲环中磁通量没有发生变化，所以甲环中没有感应电流产生，A错误；

B、将铜环绕OO'轴翻转，甲乙环中的磁通量均发生变化，所以两环都有感应电流产生，B正确；

C、将铜环沿AB，A'B'旋转，两环中的磁通量均不变，所以两环都没有感应电流产生，C错误；

D、将铜环沿垂直AB，A'B'方向上下来回移动，甲环中磁通量没有发生变化，所以甲环中没有感应电流产生，而乙环中的磁通量发生变化，乙环有感应电流产生，所以D错误。

故答案为：B。

【分析】本题考查感应电流产生的条件：一，闭合电路，二，回路磁通量发生变化。当闭合电路的磁通量不变时，电路没有感应电流；闭合电路磁通量变化时，电路有感应电流。6．【答案】C【解析】【解答】A．闭合开关K的瞬间，线圈由于自感现象，电流慢慢增加到最大，所以乙图中的b曲线表示电流传感器A2B．闭合开关时，电感线圈中电流为零，但由于线圈的自感现象，其自感电动势不为零，B不符合题意；C．t1D．由于稳定后两支路电流相等，所以断开开关后，小灯泡不会明显闪亮，而是逐渐熄灭，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】当闭合开关时，由于电感对变化电流的阻碍作用所以其A电流从最大值不断减小，其A2从最小值不断增大；开关闭合时由于电流变化率不等于0所以自感电动势不等于0；当电流稳定时，其两个支路电流相等则电感的电阻等于灯泡的电阻；当断开开关时，其灯泡由于电流等于原来电流所以不能有明显的闪亮。7．【答案】B,C【解析】【解答】A、通过磁通量与时间的图像可知，当时间为T4B、通过磁通量与时间的图像可知，磁通量满足函数Φ=Φmcos(2πTt)，对该函数中的时间t求导数，可得到电动势的表达式e=−ΦC、导线框产生的电能全部转化为电阻的热量，利用公式W=PT=U2RTD、求解0--T4内的电动势平均值，利用公式ΔΦΔt求解，其中ΔΦ是磁通量的变化量，为Φm，时间为-T4，相除得到平均电动势为【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，利用法拉第电磁感应定律，结合磁通量随时间的变化图像求解电压的表达式，根据表达式中的电压最大值求解电压的有效值，利用能量守恒定律求解外力对导线框做的功。8．【答案】D【解析】【解答】A：板间场强E=Ud，则加速度应该为Uedm，故A错误。

B：在电极XX′移动时，沿电场方向速度Vx=LV0×a=LeUdmV0，V0=20Uem9．【答案】C【解析】【解答】A、由于导体棒a切割磁感线，回路磁通量发生变化，回路产生感应电流，从能量守恒的角度看，导体棒a动能的减少量等于电路电能的增加量与导体棒b动能的增加量，A错误；

B、由导体棒a、b组成的系统所受合外力为零，满足系统动量守恒的条件：mav0=mava+mbvb，ma=2mb，则有-ma(va-v0)=mb10．【答案】C【解析】【解答】A．由左手定则可知，发电通道的上极板为电源的正极，下极板为负极，稳定时，洛伦兹力等于电场力，即qvB=qUa，所以发电机产生的电动势为B．根据闭合电路欧姆定律可得回路中的电流为I=EC．发电机的输出功率为P出D．矩形发电通道左右端的压强为Δp=F故答案为：C。

【分析】此为磁流体发电机，电场力和洛伦兹力相互平衡时，电动势达到最大值。由左手定则可以判断哪个极板电势高。11．【答案】B,D【解析】【解答】A、电磁波在不同介质中传播速度不同，其在真空中的传播速度是3×108m/s，A错误；

B、红外线波长比紫外线的大，B正确；

C、麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，均匀变化的电场激发出恒定的磁场，不会产生电磁波，C错误；

D、赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实力麦克斯韦的电磁理论，D正确。

12．【答案】A,C【解析】【解答】A、因线圈内方向垂直于纸面向里的磁场在增大，所以感应电流的电场方向垂直于纸面向外，由右手定则可判断感应电流沿逆时针方向，故A符合题意；

B、线圈相当于电源，A相当于电源的正极，B相当于电源的负极，所以A点电势高于B点电势，故B不符合题意；

C、由法拉第电磁感应定律得：E=n△ϕ△t=100×0.15-0.100.1v=50v，由闭合电路欧姆定律得：I=ER+r=13．【答案】A,B【解析】【解答】A、加速电场：qU0=12mv02……(1)

由a离子从EH边进入，从HG离开知道，a离子在磁场的运动半径为R，由洛伦兹力提供向心力，qvB=mv2r……(2)

r=R

联立解得B=1R2mu0q，A正确；

B、若a、b两离子的比荷相同，则两离子在磁场的运动半径相同，轨迹如图所示，

由几何关系知：O'H=0.5R

HP=R2-0.25R2=32R

所以两离子在边界HG上的出射电间的距离为（1-314．【答案】B,C【解析】【解答】AB.小灯泡L1、L2的电阻为：RL=UL2PL=621.8Ω=20Ω，小灯泡L1的电流为：I1=UR1+RL=620+20A=0.15A；设小灯泡L2的电流I2，T2变压器：IR2I2=13，U原I2RL=31，解得：IR2=13I2，U原=3I15．【答案】（1）；ABC（2）ACD；AB【解析】【解答】（1）①实物连线如下图所示：

②D、原线圈中的铁芯可以增大磁通量。使感应电流增大，实验现象更明显，铁芯是必不可少的，D错误，ABC正确，故答案为：ABC。

（2）①B、为了保护电路，保护电阻应该用一个阻值较大的电阻，B错误，ACD正确；

②A、为了使实验现象更明显，线圈应该选择粗导线绕制，且匝数多，导线的电阻小，电流大，电流计偏转角度大，现象较明显。

BC、实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，磁通量变化得更快，则感应电流的产生将更加明显，B正确，C错误。

D、将N极向下插入与将S极向下插入时，产生的感应电流方向相反，则电流计的偏转方向相反，D错误。

【分析】本题考查“实验：探究感应电流方向的因素“，感应电流的方向与线圈的绕制方向、与磁极的插入和拔出方向都有关，而感应电流的大小由线圈的阻值、插入磁极或拔出磁极的快慢有关。16．【答案】（1）0.6；0.6；左（2）乙（3）2.3；0.26【解析】【解答】（1）回路电压不超过3伏，电流较小，所以导线a端应该接0.6接线柱。电阻丝电阻小，采用电流表外接误差小，所以b端接0.6接线柱。开关闭合前，滑片位于最左端，电表以及金属丝被短路，无电流通过，保护电路。

（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度，所以选乙。

（3）代入图像上的点坐标k=7.4-5.83.1-2.4毫安米≈2.3毫安米。【分析】（1）根据电路电压电流选择电压表和电流表量程。电阻小，选择外接法测电阻误差小。

（2）做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。

（3）代入图像上点的坐标即可求出斜率大小，延长图像可得导线长度。17．【答案】（1）解：电子在加速电场中运动过程，根据动能定理得e得v代入数据解得v0=2.7×106m/s（2）解：电子进入偏转电场后做类平抛运动，在平行板间的加速度为a=电子的竖直分位移为y=电子的水平分位移为l=联立解得U代入数据解得U【解析】【分析】（1）电子在加速电场中，电场力做功为eU1，根据动能定理求出速度v0。

（2）电子进入平行板间，在电场力作用下，电子做类平抛运动。电子恰能沿平行板右边缘射出，说明电子的水平位移等于板长，通过电子在偏转电场中的水平位移和竖直位移，利用平抛运动规律求出电场强度E，通过E和U2求出U2大小。

注意：高中物理对匀变速曲线运动的