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1、学科网（北京）股份有限公司武汉市部分重点中学武汉市部分重点中学 20232024 学年度上学期期末联考学年度上学期期末联考 高二物理试卷高二物理试卷命审题单位：武汉一中本试卷共命审题单位：武汉一中本试卷共 8 页，页，15 题。满分题。满分 100 分。考试用时分。考试用时 75 分钟。考试时间：分钟。考试时间：2024 年年 1 月月 25 日上午日上午 8：309：45 祝考试顺利祝考试顺利注意事项：注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置卡上
2、的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、卷、草草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共一、选择题：本题共
3、 10 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17题只有一项符合题目要求，第题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全分，选对但不全的得的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1.下列四幅图都涉及了磁现象，其中描述正确的是（）甲乙丙丁A.图甲为探究影响通电导线受力因素的实验，此实验应用了等效法B.图乙中穿过线圈 a 的磁通量大于穿过线圈 b 的磁通量C.图丙中线圈 a 通入电流变小的直流电，线圈 b 所接电流表不会有示数D.
4、图丁中小磁针水平放置，小磁针上方有一电流方向向右的通电直导线，小磁针的 N 极向纸面外偏转2.如图是甲、乙两种电学元件的 IU 图像，其交点处的坐标为（U1，I1）。在两元件两端所加电压均为 U1时，甲、乙电阻的阻值分别为 R甲、R乙，电功率分别为 P甲、P乙，下列判断正确的是（）A.tanR=甲，PP甲乙B.1tanR=甲，PP=甲乙 学科网（北京）股份有限公司 C.RR=甲乙，PP甲乙 D.RR=甲乙，PP=甲乙 3.如图是中国人民解放军装备的“无侦8”高超音速无人战略侦察机。某次执行任务时，它在某空域以速度v 沿水平方向由北向南沿直线飞行，若该地地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下、大小为
5、 B，侦察机机身长为 L，机翼两端点 A、C 的距离为 d，此时 A、C 间的电势差为 U。下列判断正确的是（）A.U=Bdv，C 点电势高于 A 点电势 B.U=Bdv，A 点电势高于 C 点电势 C.U=BLv，C 点电势高于 A 点电势 D.U=BLv，A 点电势高于 C 点电势 4.如图所示，在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为 B。在 xOy 平面内，从原点 O 处沿与 x 轴正方向成 角（0）以速率 v 连续发射带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（）A.v 一定，若 越大，则粒子在磁场中运动的时间越长 B.v 一定，若改变，则粒子重新回到 x
6、轴时与 O 点的距离可能相等 C.一定，若 v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 D.一定，若改变 v，则粒子重新回到 x 轴时速度与 x 轴夹角不可能相等 5.如图甲所示，在圆形线圈内分布着与线圈平面垂直的匀强磁场，现规定磁感应强度 B 的方向垂直纸面向外为正。已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列说法正确的是（）甲 乙 A.t=0 时刻感应电动势最大 B.t1t3时间内，感应电动势增大 C.t2时刻，感应电动势为零 D.t1、t3时刻，感应电流方向相同 6.已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应
7、强度大 学科网（北京）股份有限公司 小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即IBkr=，k 为比例系数。现有两段半圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路，O 为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为 r1和 r2，回路中通有电流 I，则圆心O 处磁感应强度的大小和方向分别为（）A.21112kIrr，垂直纸面向外 B.21112kIrr+，垂直纸面向里 C.2111kIrr，垂直纸面向外 D.2111kIrr+，垂直纸面向里 7.如图所示，将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的小滑块（可视为质点）放在倾斜的固定木板上，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。测得小滑块的质量为
8、m，木板的倾角为，木板与滑块之间的动摩擦因数为。滑块由静止释放，依次经过 A、B、C、D 四个点，且 AB=CD=d，小滑块经过AB、CD 所用的时间均为 t。重力加速度为 g。下列说法正确的是（）A.到达 C 点之前滑块先加速后减速 B.到达 C 点之前滑块所受的摩擦力先增大后减小 C.滑块所带的电荷量为sincosmgtmgtBdBd D.滑块的加速度先减小后增大 8.“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。如图所示为电磁弹射装置的简化示意图，假设与舰载机连接的导体棒（图中未画出）可以沿两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动，先给超级电容器充电，超级电容器释放储存的电能，产生的强
9、大电流流经导轨和导体棒，导体棒在导轨电流形成的磁场中受安培力作用，从而推动舰载机加速起飞。开关 S 先拨向 1，直流电源对超级电容器充电，待超级电容器充电完毕后，将开关 S 拨向 2，舰载机被弹射出去。下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A.将直流电源的正负极调换，舰载机就可以实现加速起飞 B.舰载机加速弹射过程中超级电容器极板间电压越来越大 C.舰载机达到最大速度时，通过导体棒的电流强度为零 D.导轨电流在两导轨间形成的磁场是匀强磁场 9.如图所示，电路中各电表均为理想电表，C 为电容器，R1为定值电阻，R 为滑动变阻器，电源电动势为 E、内阻为 r。闭合开关 S，待电路稳定后，
10、记录各电表示数。将滑动变阻器的滑片 P 向右移动一小段距离，待电路再次稳定后，发现电压表 V1的示数变化量绝对值为1U，电压表 V2的示数变化量绝对值为2U，电流表 A 的示数变化量绝对值为I。则下列判断正确的是（）A.1URI=B.2UrI=C.电压表 V1的示数变小，电流表 A 的示数变大 D.电容器所带电荷量减少 10.如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为 a，长度为 l（la）。带电粒子束持续以某一速度 v 沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生
11、弹性碰撞，多次碰撞后粒子恰沿中心轴线从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为 n，粒子电荷量为+q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.粒子质量为Bqav B.管道内的等效电流为2nq a v C.粒子在管道中的运动时间为2lv 学科网（北京）股份有限公司 D.粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql 二、实验题（共二、实验题（共 2 题，合计题，合计 18 分，其中第分，其中第 11 题题 8 分，每空分，每空 2 分，第分，第 12 题题 10 分，每空分，每空 2 分）分）11.在练习使用多用电表的实验中，同学们分别进行了如下操作：（1）下图对多用电表的使用中，下列说
12、法正确的是 。（选填字母代号）甲 A.图 1 中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压 B.图 2 中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流 C.图 3 中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻 D.图 4 中的连接方式利用多用电表欧姆档可以测量二极管的反向电阻（2）某同学为了研究多用电表欧姆档原理，根据图乙所示原理图，该同学利用微安表（满偏电流为Ig=250A、内阻为 Rg=100）、滑动变阻器 R（最大阻值为 20k）和一节新型电池，改装欧姆表。乙 丙 将两表笔短接，调节滑动变阻器 R，使微安表指针指在 A 处；在改装
13、好后的欧姆表两表笔之间接入阻值为 9.0k 的定值电阻，微安表指针指在如图丙所示位置，则该电池的电动势为 V，改装后欧姆表的内阻为 k；（结果均保留 2 位有效数字）将微安表刻度盘上的“A”改为“”，“250”改标为“0”，并在其他位置添加相应的电阻值，这样就把微安表改装成了欧姆表。12.某同学拆下一电子产品的电池，发现其外壳上标有电动势为 4.5V 的标识，如图甲所示。该同学利用下列器材测定该电池的实际电动势和内阻。学科网（北京）股份有限公司 A.待测电池 B.电压表（量程 03.00V，内阻约 4000）C.电流表（量程 0100mA，内阻为 1）D.电阻箱 R2（阻值范围 09999）E
14、.电阻箱 R3（阻值范围 099.99）F.滑动变阻器（阻值范围 020，额定电流 0.5A）G.滑动变阻器（阻值范围 01000，额定电流 0.5A）H.开关、导线若干（1）小组成员利用现有的器材，设计了如图乙所示的实验电路图。实验室所提供的电表的量程都不够大，需要进行改装才能使用。如果将电流表量程扩大到 0500mA，则电阻箱 R3的阻值应调为 （保留 2位小数）；为满足测量电动势的需要，也需要将电压表的量程扩大为 05.00V，小组成员采用了以下的操作：按图乙连接好实验器材，检查电路无误后：将 S2接 b，再将 R1的滑片移至最上端，并将电阻箱 R2调为零；闭合 S1，断开 S3，适当移
15、动 R1的滑片，使电压表示数为 3.00V；保持 R1滑片位置不变，改变电阻箱 R2的阻值，当电压表示数为 V（保留 3 位有效数字）时，完成扩大量程，断开 S1。（2）为了完成该实验，滑动变阻器 R1应选 。（填写器材前面字母标号）（3）保持电阻箱 R2的阻值不变，S2接 a，闭合 S1、S3，移动 R1的滑片，读出几组电表的读数 U、I，并作出UI 图像如图丙所示，可得该电池的电动势为 V，内阻为 （此问均保留 3 位有效数字）。三、解答题（共三、解答题（共 3 题，共题，共 42 分，其中第分，其中第 13 题题 10 分，第分，第 14 题题 14 分，第分，第 15 题题 18 分）
16、分）13.如图甲所示，质量24 10 kgm=长方形单匝金属线框 abcd，已知 ab 边长为 l=0.2m、bc 边长为 2l，其电阻为 R=0.2，置于倾角30=的绝缘斜面上，dc 边与斜面底边平行，e、f 点分别为 ad、bc 边的中点，在ef 上方有垂直于斜面向上的匀强磁场，磁场范围足够大。已知磁感应强度 B 随时间 t 按图乙所示的规律周期性变化。若线框在斜面上始终保持静止，取 g=10m/s2。求：甲 乙（1）在10 2 10 s内线框电流大小；（2）在11 10 st=时线框受到斜面摩擦力 f 的大小和方向；（3）在一个周期内电流在线框中产生的焦耳热 Q。14.光滑刚性绝缘圆筒内
17、存在着平行于轴的垂直纸面向内、磁感应强度为 B0的匀强磁场。筒上 P 点开有一个小孔，过 P 的横截面是以 O 为圆心半径为 R 的圆，如图甲所示。一带电量为+q，质量为 m 的粒子从 P 点沿PO 以某一初速度射入圆筒，然后与筒壁发生多次弹性碰撞。碰撞过程中粒子电荷量不变，不计粒子重力。学科网（北京）股份有限公司 图甲 图乙（1）若粒子与筒壁经过 2 次碰撞从小孔 P 射出，求此时粒子的初速度 v1；（2）若保持第（1）问中速度不变，要使该粒子与简壁经过 3 次碰撞从小孔 P 射出，则此时磁感应强度 B1应调整为何值？粒子在磁场中的运动时间 t1是多大？（3）如图乙所示，粒子从 P 点垂直于
18、磁场方向射入磁场，速度方向与 PO 的夹角为8，若磁感应强度 B0保持不变，要使该粒子绕圆心 O 仅转动 1 周且与筒壁经过 7 次碰撞后从小孔 P 射出，且每次碰撞沿筒壁切线方向分速度不变、垂直筒壁方向分速度大小不变方向相反。求粒子速度的大小（最后结果用三角函数表示）。15.如图所示，M1N1、M2N2和 P1Q1、P2Q2是互相平行的且电阻不计的足够长的金属导轨，导轨平面的倾角均为=30，P1N1、P2N2分别连接 M1N1、P1Q1和 M2N2、P2Q2；导轨处在磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场中，磁场方向匪直导轨平面向下。M1N1与 M2N2相互平行，间距为 L；P1Q1与 P2Q2
19、平行，间距为2L。质量为 2m 的金属杆 a 垂直于导轨并固定在导轨的 M1N1段与 M2N2段，质量为 m 的金属杆 b 垂直于导轨并固定在导轨的 P1Q1段与 P2Q2段；一不可伸长的绝缘轻线一端系在金属杆 b 的中点，另一端绕过定滑轮与质量也为m 的重物 c 相连，绝缘轻线倾斜部分与 P1Q1平行且足够长。若固定金属杆 a，释放金属杆 b，经时间 t，c 物体达到最大速度。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，且两杆接入电路总阻值为R，重力加速度为 g。（1）求 c 的最大速度；（2）求时间 t 内通过金属杆 b 的电荷量 q；（3）若同时释放 a、b，在释放 a、b
20、的同时对 a 施加一沿平行导轨向下的恒力 F=2mg，求 a、b 两金属杆同一时刻产生电能的电功率之比。学科网（北京）股份有限公司 武汉市部分重点中学武汉市部分重点中学 20232024 学年度上学期期末联考学年度上学期期末联考 高二物理试卷参考答案与评分细则高二物理试卷参考答案与评分细则 一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 40 分。分。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A B D A C AC BC ACD 二、实验题二、实验题 11.AB 250 4.0 16 12.0.25 1.80 F 4.45 1.93
21、 三、解答题三、解答题 13.（1）1A （2）f=0.3N 方向沿斜面向上 （3）Q=0.12J 解析（1）线框中产生的感应电动势 E1，感应电流 I1，则有 1BEStt=2Sl=11EIR=解得11AI=（2）线框所受安培力为1FBI l=安 由于线框静止，则有sinmgFf+=安 在11 10 st=时，磁感应强度为0.5BBtTt=解得0.3Nf=方向沿斜面向上；（3）在113 10 s 4 10 s时间内线框中产生的感应电动势 22BEltt=解得21VE=设线圈在一个周期内产生的焦耳热为 Q，则有221224EETTQRR=+学科网（北京）股份有限公司 可得0.12JQ=14.解
22、：（1）由题意可知粒子经过 2 次碰撞从小孔 P 射出磁场的圆心组成的三角形应为以筒壁为内接圆的正三角形。如图所示：粒子圆周运动半径 tan60rR=洛伦兹力提供向心力2101mvB qvr=联立得013B qRvm=（2）由（1）问可知粒子经过 3 次碰撞从小孔 P 射出磁场的圆心组成的图形应为以筒壁为内接圆的正方形。粒子圆周运动半径1rR=洛伦兹力提供向心力21111mvBqvr=联立得103BB=粒子在磁场中做圆周运动的圆心角之和2=，所以粒子运动时间111022 33qtrmvB=（3）如图所示，粒子绕圆心 O 仅转动 1 周且经过 7 次碰撞从小孔 P 射出磁场的圆心组成的图形应为以
23、筒壁为内接圆的正 8 边形 粒子在磁场中做圆周运动每次运动对应圆形磁场区域的圆心角为24=学科网（北京）股份有限公司 根据几何关系，有82+=解得4=设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r3，在1POO中，根据正弦定理，有 3sinsinrR=设粒子在磁场中做匀速圆周运动的速度大小为 v3，有23303mvqv Br=联立解得032sin8qB Rvm=15.（1）226mgRB L （2）233324mgtm gRBLB L （3）4 解析（1）当 b 的加速度为零时，速度达到最大，此时速度为 v，b 产生的感应电动势为 2LEBv=通过闭合回路的电流EIR=对 b、c sin302Lmg
24、mgBI+=解得226mgRvB L=（2）对 c，由动量定理mgtTtmv=设某时刻通过回路中电流为 Ii，对 b，由动量定理 sin302iLTtmgtBItmv+=而iItq=解得233324mgtm gRqBLB L=学科网（北京）股份有限公司（3）在加速过程的任一时刻，设 a 的加速度大小为 aa，b、c 的加速度大小为 abc，电流为 i，轻绳的拉力为T，分别以 a、b、c 为研究对象 根据牛顿第二定律2sin302sin302abcbcFmgBiLmaLTmgBimamgTma+=+=设 a 达到 va时，b 的速度为 vb 则:2:1ababcvvaa=回路中的电流为 i，则产生的电功率分别为 aaPBiLv=，2bbLPBiv=联立解得4abPP=