浙江省金华市十校2023-2024学年高二上学期期末考试物理...

更新时间：2024-04-29 浏览次数：5 类型：期末考试

一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. (2024高二上·金华期末) 在物理学发展过程中，有许多科学家或发现了重要的实验现象，或完成了精巧的实验设计，或提出了伟大的理论假设，下列说法正确的是（　　）

A . 奥斯特提出了分子电流假说，解释了各类磁现象的电本质 B . 法拉第提出了“力线”的概念，并成功测出了元电荷的数值 C . 为解释黑体辐射的相关规律，普朗克提出能量量子化概念 D . 麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实电磁波的存在

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2. (2024高二上·金华期末) 图甲为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，四根电极杆如图互相靠近均匀平行分布，图乙为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等差等势面分布图，则（　　）

A . P点电场强度大小比M点的大 B . M点电场强度方向沿z轴负方向 C . P点电势比M点电势低 D . 带电粒子沿x轴射入分析器可以沿直线穿过

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3. (2024高三下·梅州模拟) 1932年，美国物理学家安德森利用放在匀强磁场中的云室来研究某种宇宙线粒子——正电子，并在云室中加入一块厚约6mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当该粒子通过云室内的匀强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A . 粒子是由下向上穿过铅板的 B . 粒子穿过铅板后在磁场中做圆周运动的周期变小 C . 粒子穿过铅板后在磁场中偏转的轨迹半径会变小 D . 该匀强磁场的磁感应强度方向为垂直纸面向外

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4. (2024高二上·金华期末) 如图所示为地球磁场分布示意图，下列与地磁场相关的说法正确的是（　　）

A . 射向地球的宇宙粒子在两极地区受到磁场的作用较强，容易形成极光现象 B . 地球的磁场与条形磁铁的磁场分布比较相似，可以将地磁场类比成一个带负电荷的天体自转形成的 C . 若有一架杭州飞往广州的客机，途径金华上空时右侧机翼的电势较高 D . 赤道包围面积的磁通量比同步卫星轨道包围面积的磁通量小

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5. (2024高二上·金华期末) 如图甲所示为磁电式电流表的结构图，图乙为内部结构示意图，在极靴和铁质圆柱间存在磁场，电流通过电表接线柱流入线圈，在安培力作用下发生偏转，与螺旋弹簧的反向作用平衡后，指针指示电流大小。下列说法正确的是（　　）

A . 铁质圆柱将磁场屏蔽，内部没有磁场 B . 线圈所处位置是匀强磁场 C . 若更换更强的磁场，将增大电流表的量程 D . 运输过程中把电表正负接线柱用导线相连可减缓表针摆动幅度

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6. (2024高二上·金华期末) 华为Mate 60 Pro智能手机的各项性能都很优秀，该手机配备 $\text{[math]}$ 锂聚合物电池，88W充电器，充电时可智能调节充电功率，真正实现了“充电2分钟，待机10小时”。充电测试发现，充电前2分钟是超级快充模式，充电器输出电压为18V，输出功率稳定在78W左右，随后充电功率“阶梯式”下降，直至充电结束。下列说法正确的是（　　）

A . 电池容量的单位“ $\text{[math]}$ ”是能量单位 B . 电池充满电所储存的能量为 $\text{[math]}$ C . 手机待机功率为 $\text{[math]}$ D . 电池内阻约为 $\text{[math]}$

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7. (2024高二上·金华期末) 2023年1月“白浙工程”（白鹤滩-浙江800KV特高压直流输电工程）成功投产运营，该工程是国家“西电东送”战略部署的重点工程。输电线路流程和参数可简化为下图，变压设备和整流逆变设备造成的能量损失均不计。直流和交流转变时有效值不发生变化。下列说法正确的是（　　）

A . 采用直流输电可以减少远距离输电中感抗容抗引起的电能损失 B . “500KV”指交流电的平均值 C . 若远距离输电电压降低一半，输电线电阻上损失的电能为原来的一半 D . 降压变压器的原副线圈匝数之比为8∶5

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8. (2024高二上·金华期末) 如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　）

A . 电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时 B . 有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器 C . 发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化 D . 发生电击时，通过多用电表的电流很大

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9. (2024高二上·金华期末) 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲，在两块相同的磁体（同极相对）中放入霍尔元件，建立如图乙所示的空间坐标系，两磁体的中间位置为坐标原点。霍尔元件各边长分别为a、b、c ，沿x轴负方向通入恒定的电流I。当霍尔元件位于坐标原点时，霍尔电压U_H=0。当霍尔元件沿z轴左右移动时，则有霍尔电压输出，从而实现微小位移的测量。已知该霍尔元件的载流子是负电荷，下列说法正确的是（　　）

A . 当霍尔元件向z轴正方向偏移时，其左表面电势比右表面电势低 B . 当霍尔元件向z轴正方向偏移时，其上表面电势比下表面电势高 C . 仅增大a可以提高检测灵敏度 D . 仅增大I可以提高检测灵敏度

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10. (2024高二下·越秀月考) 如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）、以及两极板间电势差 $\text{[math]}$ 随时间变化的图像是（　　）

A . B . C . D .

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二、选择题II（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

11. (2024高二上·金华期末) 下列电磁相关知识的说法中正确的是（　　）

A .
图中的电容式话筒是利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作 B .
传递声音图像等信息时，需要将其搭载在高频载波上发射出去，这一过程叫调谐 C .
红外线具有较高能量，足以破坏细胞核中的物质，因此可以利用红外线灭菌消毒 D .
干簧管可以感知磁场的存在，两簧片会因磁化而接通，因此常被用作磁控开关

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12. (2024高二上·金华期末) 在如图所示的电路中，R₁、R₂和R₄皆为定值电阻，R₃为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A₁的读数为I₁ ，电流表A₂的读数为I₂ ，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U ，当照射到R₃的光强增大时，各电表示数变化分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . I₁变大，I₂变小，U变大 B . 液滴带正电，光强增大后将向上运动 C . 光强增大后，P点电势降低 D . $\text{[math]}$ 变小

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13. (2024高二上·金华期末) 如图所示为一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，两带电小球A、B（小球半径远小于R）在轨道上保持静止，带电量分别为q和3q ，电性未知，两小球和圆心的连线与竖直方向分别成37°和53°，静电力常量为k ，则（　　）

A . A、B两小球带异种电荷 B . A、B两球质量之比为 $\text{[math]}$ C . A球质量为 $\text{[math]}$ D . 仅把A、B的带电量互换，两小球仍在原位置静止

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14. (2024高二上·金华期末) 如图所示的实验装置中，线圈的两端与电流传感器相连，将强磁体从长玻璃管上端由静止下落，穿过线圈。线圈距离上管口的位置可以自由调节，线圈粗细均匀，除线圈外，其余电阻忽略不计。图乙为某次实验时用传感器记录的线圈中的电流变化，下列说法正确的是（　　）

A . t₁-t₂与t₂-t₃时间内图线与坐标轴围成的面积相等 B . t₁-t₃时间内磁铁下落过程中的加速度均小于g C . 若仅将线圈匝数加倍，电流峰值保持不变 D . 若仅将线圈到上管口位置的距离加倍，电流峰值也将加倍

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三、非选择题（本题共6小题，共54分）

15. (2024高二上·金华期末) 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：
待测干电池，电流表A₁（量程0.6A，内阻约1Ω）；电流表A₂（量程3A，内阻约0.2Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约10kΩ）；滑动变阻器R₁（最大阻值100Ω）；滑动变阻器R₂（最大阻值10Ω），开关，导线若干。
1. （1）电流表应选（填“A₁”或“A₂”），滑动变阻器应选（填“R₁”或“R₂”）。
2. （2）请用实线代替导线，在图甲中补全实物图。
  闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到最端（填“左”或“右”）。
3. （3）该同学按照图甲所示的电路进行实验，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是（）
  
  A . 电压表分流 B . 干电池内阻较小 C . 滑动变阻器最大阻值较小 D . 电流表内阻较小
4. （4）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该同学利用实验室提供的一个定值电阻R₃=2.0Ω就解决了问题。并重新连接电路进行实验，并绘制U-I图像，如图丙所示，根据图像可知该干电池电动势E=V，内阻r=Ω。
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16. (2024高二上·金华期末) 某实验小组要测量一段长为L的合金丝的电阻率。
1. （1）用螺旋测微器测量合金丝的直径d。某次测量时，示数如图甲所示，则d=mm。
2. （2）该小组先用多用电表测量该电阻阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针指在图乙虚线位置，因此换成合适倍率的电阻档，进行欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图乙实线所示，测量结果为
  Ω。
3. （3）该小组欲通过伏安法采集尽可能多的数据，以准确测量合金丝的电阻，选取了如下器材：6V直流电源，电流表（量程0.6A，内阻约为2Ω）、电压表（量程6V，内阻约为5kΩ）、滑动变阻器（最大阻值5Ω），在答题纸的方框内画出合适的测量电路。
4. （4）某次测量中，当电压为U时，流过合金丝的电流为I ，则合金丝的电阻率可表示为ρ=。（利用所测物理量U、I、L、d表示）
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17. (2024高二上·金华期末)
1. （1）某兴趣小组要用图甲所示电路测定一个电容器的电容，已知定值电阻 $\text{[math]}$ ，现利用计算机软件测出电容器放电时的 $\text{[math]}$ 图线如图乙所示，测出 $\text{[math]}$ 曲线和两坐标轴所围的面积为 $\text{[math]}$ ，则电容器的电容C=F。（结果保留两位有效数字）
2. （2）某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。要安全、顺利地完成本实验，除有闭合铁芯的原、副线圈外，还必须要选用的器材是___________
  
  A . B . C . D .
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18. (2024高二上·金华期末) 示波器用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，它的原理图如下图所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子（逸出时的速度较小可以忽略），电子经加速电压U₀加速后进入平行正对的偏转电极 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，两对电极都关于中央轴线对称，正方形金属板电极边长都为L ，极板间距都为d ，如果在偏转电极 $\text{[math]}$ 之间和偏转电极 $\text{[math]}$ 之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。已知电子的质量为m ，所带的电荷量为 $\text{[math]}$ ，现只在 $\text{[math]}$ 之间加偏转电压，求：
1. （1）电子进入偏转电极 $\text{[math]}$ 时的速度v；
2. （2）若电子能够通过偏转电极 $\text{[math]}$ ，加在偏转电极 $\text{[math]}$ 上的电压U不超过多少；
3. （3）在偏转电场中，单位电压引起的偏转距离（即 $\text{[math]}$ ）称为示波管的灵敏度，该值越大表示示波管的灵敏度越高，试求该示波管的灵敏度，并分析如何调整装置参数可以提高装置的灵敏度。
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19. (2024高二上·金华期末) 如图所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形金属轨道，轨道间距为L₁=1m，其上端接电阻R₁=1.5Ω，下端与一足够长水平金属轨道相连，轨道电阻不计。水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B₁=1T。圆弧轨道处于从圆心轴线上均匀向外辐射状的磁场中，如图所示。在轨道上有两长度稍大于L₁、质量均为m=0.2kg的金属棒a、b ，阻值为R_a=3Ω，R_b=1.5Ω。金属棒b通过跨过定滑轮的绝缘细线与一质量为M=0.1kg、边长为L₂=0.2m、电阻r=2Ω的正方形金属线框相连，金属棒a从轨道圆心等高处开始在外力作用下以速度v₀=5m/s沿圆弧轨道做匀速圆周运动到最低点MN处，在这一过程中金属棒b恰好保持静止。当金属棒a到达最低点MN处被锁定，此后金属线框开始下落，刚好能匀速进入下方h=1m处的水平匀强磁场B₃中， $\text{[math]}$ ，已知磁场高度H>L₂ ，忽略一切摩擦阻力，重力加速度为g=10m/s² ，求：
1. （1）辐射状磁场在圆弧处磁感应强度B₂的大小；
2. （2）从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒b上产生的焦耳热Q；
3. （3）若在线框完全进入磁场时剪断细线，线框在完全离开磁场B₃前已达到匀速，已知线框离开磁场过程中产生焦耳热为Q₁=0.18J，则磁场的高度H为多少。
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20. (2024高二上·金华期末) 现代科技中经常用电场和磁场来控制带电粒子的运动，某种粒子收集装置如图所示，在第二象限中存在一水平向有的匀强电场，场强为 $\text{[math]}$ ，一曲线形放射源不停地沿y轴负方向以初速度v₀释放电量为+q质量为m的粒子，已知放射源的两端点位置为（0，0）和（ $\text{[math]}$ 0.5a ， a），所有电荷均从原点进入第四象限，在第四象限中存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，运动过程中粒子的重力忽略不计，求：
1. （1）放射源形状的曲线方程；
2. （2）（0，0）和（ $\text{[math]}$ 0.5a ， a）点入射的粒子离开匀强磁场时的位置；
3. （3）所有粒子在第四象限中扫过的面积；
4. （4）假设放射源连续发射粒子稳定后，粒子经过原点时按照角度均匀分布，在第四象限中放置一长度为 $\text{[math]}$ 的竖直收集板（粒子打到板上即被收集），一端紧靠x轴，将收集板置于x=b位置时，收集率是多少？将收集板置于 $\text{[math]}$ 位置时，收集率又是多少？
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