广东省清远市2023-2024学年高二（上）期末教学质量检测物理试卷

试卷更新日期：2024-02-02 类型：期末考试

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（）

A、奥斯特发现了电流的磁效应 B、法拉第提出了分子电流假说 C、安培发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台圆盘发电机 D、麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波的存在，并通过实验证明了电磁波的存在

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2. 图为探究库仑力的装置，将两块金属圆片 $A$ 、 $B$ 分别固定在绝缘支架上，下支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔放置。现将电子秤示数清零 $($ “去皮” $)$ 后，给 $A$ 、 $B$ 带上同种电荷。下列说法错误的是（）

A、 $A$ 对 $B$ 的库仑力与 $B$ 对 $A$ 的库仑力一定大小相等 B、 $A$ 、 $B$ 所带电荷量必须相等 C、电子秤的示数会随着 $A$ 、 $B$ 的靠近而变大 D、用与 $A$ 相同且不带电的金属圆片 $C$ 与 $A$ 接触后移开，电子秤的示数将减半

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3. 在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U₀就变得越高，反之，电压U₀就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机的电压为 $15 V$ 、电流为 $3 A$ 、线圈电阻为 $1 Ω$ 。则下列有关它的说法正确的是（）

A、正常工作时，电动机的总功率为 $45 W$ B、正常工作时，电动机的发热功率为 $15 W$ C、正常工作时，电动机的输出功率为 $9 W$ D、电动机被杂物卡住无法运转 $($ 不考虑保护电路的作用 $)$ 时，电动机的发热功率为 $9 W$

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5. 图为洛伦兹力演示仪的结构简图，励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，调节励磁线圈中的电流可以改变磁场的强弱。电子枪发射的电子，其出射速度与磁场方向垂直，调节电子枪上的加速电压可以控制电子的速度大小，下列说法正确的是（）

A、电子在磁场中做匀速圆周运动 B、电子在磁场中运动，洛伦兹力对电子做正功 C、只调节电子枪的加速电压，可以改变电子做圆周运动的周期 D、只增大励磁线圈中的电流，可以使电子运动径迹的半径增大

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6. 研究心脏电性质时发现，当兴奋在心肌中传播时，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化。人体表面的瞬时电势分布图如图所示，该电势分布可等效为两等量点电荷周围的电势分布，图中实线为等差等势面，标注的数值分别表示不同等势面的电势， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 为等势面上的点， $a$ 、 $b$ 为两等效点电荷连线上对称的两点， $c$ 、 $d$ 为两等效点电荷连线的中垂线上对称的两点，则（）

A、 $c$ 点的电势大于 $a$ 点的电势 B、 $a$ 、 $b$ 两点的电场强度相同 C、将带负电的试探电荷从 $b$ 点移到 $d$ 点，电场力做负功 D、正电荷在 $c$ 点的电势能小于在 $b$ 点的电势能

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7. 在空间中水平面 $M N$ 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为 $m$ 的带电小球由 $M N$ 上方的 $A$ 点以一定初速度 $v$ 水平抛出，从 $B$ 点进入电场，到达 $C$ 点时速度方向恰好水平， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 三点在同一直线上，且 $A B = 2 B C$ ，如图所示，由此可知（）

A、小球带正电 B、电场力大小为 $2 m g$ C、小球从 $A$ 到 $B$ 与从 $B$ 到 $C$ 的运动时间相等 D、小球从 $A$ 到 $C$ 的过程中重力对小球做的功与从 $B$ 到 $C$ 的过程中电场力对小球做的功的绝对值相等

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二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8. 如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是速度选择器的原理图，丙是磁流体发电机的原理图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是（）

A、甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能 B、乙图粒子沿直线通过速度选择器的条件是 $v = \frac{E}{B}$ ，且可以判断出带电粒子的电性 C、丙图可判断出磁流体发电机 $B$ 极板电势高， $A$ 极板电势低 D、丁图中，开关 $S$ 断开瞬间，灯泡 $L_{2}$ 一定会突然闪亮一下

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9. 运动步数的测量是通过手机内电容式传感器实现的。其原理如图所示， $R$ 为定值电阻， $M$ 和 $N$ 为电容器两极板，极板 $M$ 固定，极板 $N$ 与两轻弹簧连接，极板 $N$ 可动。人行走时，若 $M$ 、 $N$ 两极板距离变小，则（）

A、电容器的电容增大 B、两极板间的电场强度变小 C、电容器的带电量减小 D、电流由 $a$ 经电流表流向 $b$

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10. 如图甲所示， $n = 15$ 匝的圆形线圈 $M$ ，其电阻为 $1 Ω$ ，它的两端点 $a$ 、 $b$ 与阻值为 $5 Ω$ 的定值电阻 $R$ 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示，则（）

A、线圈中感应电流是逆时针方向 B、线圈中感应电动势大小为 $3.0 V$ C、电路中电流是 $0.5 A$ D、 $a$ 、 $b$ 两点的电势差为 $2.0 V$

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三、填空题：本大题共1小题，共4分。

11. 读数
接量程 $3 V$ 的读数为 $V$ ；螺旋测微器示数为 $m m$ ；

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四、实验题：本大题共2小题，共17分。

12. 图为研究“电磁感应现象”的实验装置。
$①$ 关于“电磁感应现象”的实验探究，下列说法正确的是 $($ 填正确答案标号 $)$ ；
A.图甲，当导体 $a b$ 在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流计指针均会偏转
B.图乙，在接通或断开电源的瞬间，电流计指针偏转，线圈 $B$ 中出现感应电流
C.图乙，当开关闭合，线圈 $A$ 电流稳定后，穿过线圈 $B$ 的磁通量不为零，所以线圈 $B$ 中会出现感应电流
D.图乙，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计指针偏转，线圈 $B$ 中出现感应电流
$②$ 图乙接通开关进行实验时，滑动变阻器滑片 $P$ 应该滑置在 $($ 填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 端。

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13. 电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水的一项重要指标，水的纯度越高电导率越小，某物理兴趣小组为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为 $L$ ，如图甲所示。

(1)、他们先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“ $\times 1 k$ ”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用 $($ 选填“ $\times 100$ ”或“ $\times 10 k$ ” $)$ 挡，换挡后，重新进行电阻测量前需要，欧姆表示数如图乙所示，对应的读数是 $Ω ($ 保留两位有效数字 $)$ 。

(2)、接下来用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材：
A.电源 $E$ ：电动势约为 $15.0 V$ ，内阻不计；
B.电压表 $V_{1}$ ：量程 $0 \sim 5 V$ ，内阻约 $5 k Ω$ ；
C.电压表 $V_{2}$ ：量程 $0 \sim 15 V$ ，内阻约 $15 k Ω$ ；
D.电流表 $A_{1}$ ：量程 $0 \sim 0.6 A$ ，内阻约 $0.1 Ω$ ；
E.电流表 $A_{2}$ ：量程 $0 \sim 100 μ A$ ，内阻约 $100 Ω$ ；
F.滑动变阻器 $R_{1}$ ：总阻值约 $5 k Ω$ ；
G.滑动变阻器 $R_{2}$ ：总阻值约 $50 Ω$ 。
$①$ 实验中选择的器材有 $($ 填器材前的字母序号 $)$ 。
$②$ 考虑到上述器材的规格，为了使测量结果尽可能准确，设计出了最合理的电路。请用笔画出两条线代替导线在图丙中完成电路连接。

$③$ 测出水样的电阻 $R_{x}$ 后，为了测出样品的电导率 $σ$ ，该同学还测量出管的内径 $D$ ，可求出样品的电导率 $σ =$ $($ 用题目所给和测得的物理量表示 $)$ 。

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五、简答题：本大题共3小题，共33分。

14. 如图所示，用细线将带电小球悬挂在天花板上，小球静止在水平向右、电场强度为 $E = 3.0 \times 1 0^{3} N / C$ 的匀强电场中。线与竖直方向的夹角 $θ = 3 7^{∘}$ ，已知小球的质量为 $m = 8.0 \times 1 0^{- 3} k g$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ 。

(1)、分析小球的带电性质；

(2)、求小球的电荷量；

(3)、若小球离地面竖直高度 $h = 0.2 m$ ，将细线剪断小球做什么运动？落地点距出发点的水平位移多大？

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15. 图甲为某种可测速的跑步机，其测速原理如图乙所示。该机底面固定着两根间距 $d = 0.6 m$ 、长度 $L = 0.5 m$ 的平行金属导轨。两金属导轨间充满磁感应强度 $B = 0.5 T$ 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与 $R = 4 Ω$ 的定值电阻及理想电压表相连。跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为 $r = 2 Ω$ ，橡胶带以 $v = 2 m / s$ 匀速运动，求：

(1)、电压表的示数 $U$ ；

(2)、细金属条受到安培力 $F$ 的大小与方向；

(3)、某根金属条每经过一次磁场区域过程中在金属条上产生的焦耳热 $Q$ 。

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16. 图为一质谱仪的结构简图，两块相距为 $R$ 的平行金属板 $A$ 、 $B$ 正对且水平放置，两板间加有可调节的电压， $O_{1} 、 O_{2}$ 分别为板中心处的两个小孔，点 $O$ 与 $O_{1} 、 O_{2}$ 共线且连线垂直于金属板， $O$ 与 $O_{2}$ 的距离 $O O_{2} = R$ 。在以 $O$ 为圆心、 $R$ 为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直纸面向外的匀强磁场。圆弧 $C D$ 为记录粒子位置的胶片，圆弧上各点到 $O$ 点的距离以及圆弧两端点 $C$ 、 $D$ 间的距离均为 $2 R$ ， $C$ 、 $D$ 两端点的连线垂直于 $A$ 、 $B$ 板。质量为 $m$ 、带电量为 $+ q$ 的粒子从 $O_{1}$ 处无初速地进入到 $A$ 、 $B$ 间的电场后，通过 $O_{2}$ 进入磁场，粒子所受重力不计。

(1)、当 $A$ 、 $B$ 间的电压为 $U_{0}$ 时，求粒子进入磁场时速度的大小 $v_{0}$ ；

(2)、如果粒子最后打在胶片 $C D$ 的中点，求粒子从 $O_{1}$ 出发直至打在胶片上所经历的时间 $t$ ；

(3)、要使粒子都能打到胶片上，求金属板中的加速电压 $U$ 的取值范围。

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