浙江省绍兴市诸暨中学暨阳分校2023-2024学年高二上学期期中考试物理（选考）试题

试卷更新日期：2023-11-21 类型：期中考试

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一、选择题（本大题共45分，每小题3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. 物理学引入“点电荷” 概念，从科学方法上来说是属于 (　　)

A、观察实验的方法 B、控制变量的方法 C、等效替代的方法 D、建立物理模型的方法

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2. 如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（）

A、A点的电场强度最大 B、B点的电场强度最小 C、把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大 D、把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致

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3. 如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是(　　)

A、场强方向一定是向右 B、该离子一定是负离子 C、该离子一定是由a向b运动 D、场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a点的动能一定小于在b点的动能

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4. 如图所示，路端电压U不变，要使定值电阻R两端的电压为 $\frac{U}{2}$ ，则滑动触头应在（）

A、R₀的中点处 B、R₀的中点偏上处 C、R₀的中点偏下处 D、无论调到什么位置均不能满足要求

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5. 如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（　　）

A、偏转原因是圆盘周围存在电场 B、偏转原因是圆盘周围产生了磁场 C、仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变 D、仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变

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6. 如图所示，把一导线用弹簧挂在蹄形磁铁磁极的正上方，当导线中通以图示电流 $I$ 时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　）

A、顺时针方向转动，同时下降 B、顺时针方向转动，同时上升 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升

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7. 如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）

A、p、q将互相靠拢 B、p、q将互相远离 C、磁铁的加速度大于g D、磁铁的加速度仍为g

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8. 如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的关系是（　　）

A、 $E_{A} > E_{B} > E_{C}$ B、 $E_{A} = E_{B} > E_{C}$ C、 $E_{A} = E_{B} = E_{C}$ D、 $E_{A} > E_{C} > E_{B}$

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9. 位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，相邻等势线间电势差相等，则（　　）

A、a点和b点的电场强度相同 B、正电荷从c点移到d点，静电力做正功 C、负电荷从a点移到c点，静电力做负功 D、正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大

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10. 在如图所示的电路中，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势为E，内阻为r。现将变阻器R的滑片稍向下滑动一些，则（　　）

A、b灯和c灯变暗，a灯变亮 B、a灯和c灯变亮，b灯变暗 C、a灯和c灯变暗，b灯变亮 D、a灯和b灯变暗，c灯变亮

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11. 三只完全相同的灯泡，接成如图的电路，电池、电表的内阻对电路的影响不计，设开关S接a时电流表和电压表的示数分别为I₁、U₁ ， S接b时两表示数分别为I₂、U₂ ，则（　　）

A、 $I_{1} : I_{2} = 1 : 2$ B、 $I_{1} : I_{2} = 2 : 1$ C、 $U_{1} : U_{2} = 1 : 2$ D、 $U_{1} : U_{2} = 2 : 1$

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12. 如图所示，在纸面内有用导线构成的abcd回路，回路内部有垂直于线圈平面变化着的磁场，在ab边的正上方静止着一小磁针闭合开关K的瞬间发现小磁针S极向纸面外偏转，则下列说法正确的是（）

A、回路中产生的感应电流方向为adcba B、回路中产生的感应电流方向为abcda C、回路中变化的磁场可能是垂直纸面向外正逐渐增加 D、回路中变化的磁场可能是垂直纸面向里正逐渐减小

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13. 如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10 $\sqrt{2}$ sin10πt(V)，则 (　　)

A、该交变电流的频率为10 Hz B、该电动势的有效值为10 $\sqrt{2}$ V C、外接电阻R所消耗的电功率为10 W D、电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A

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14. 如图所示，KLMN是一个竖直的n匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动。初始时的夹角为 $30^{°}$ （图示位置），当线圈固定轴转动了 $120^{°}$ 后，则

A、此时穿过线框的磁通量为 $\frac{1}{2} B S$ B、此时线框中的电流方向为N→M→L→K→N C、在此过程中磁通量改变了nBS D、线框平面转到中性面时，线框中的感应电动势最大

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15. 如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，经过足够长的时间，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度为v，则ab棒在这一过程中（）

A、受到的最大安培力为 $\frac{B^{2} L^{2} v}{R} \sin θ$ B、运动的平均速度为 $\frac{1}{2} v$ C、下滑的位移为 $\frac{q R}{B L}$ D、产生的焦耳热为qBLv

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二、实验题（本大题共12分，每空2分。）

16. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中R_x表示待测金属丝的电阻）。

（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径，结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为mm。
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至（选填“最左端”或“最右端”）。
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为R_x ，则被测金属丝的电阻率为ρ=。（用题中所给物理量的字母表示）

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17. 用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，既可用（甲）图所示的电路，也可用（乙）图所示的电路，现使用（甲）图所示的电路，测得多组数据，把它们标在（丙）图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系（ $U - I$ ）图像如图所示。
（1）由（丙）图的图像可知中，电源的电动势 $E =$ V，内电阻 $r =$ Ω。（保留2位有效数字）
（2）如果（丙）图是采用（乙）图所示的电路进行测量并作出的图像，所得的电源电动势E的测量值与真实值相比较是（填写偏大或偏小）。

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三、计算题（本大题共43分，18题8分，19题10分，20题11分，21题14分。）

18. 空间存在范围足够大的水平方向匀强电场，长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系一带电量为正q质量为m的小球，已知电场强度 $E = \frac{3 m g}{4 q}$ ， OA处于水平方向，OB在竖直方向．小球从A点由静止释放，求当小球运动到O点正下方B时的速度大小及此时细线对小球拉力的大小 $($ 取 $sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $cos 37^{\circ} = 0.8)$ ．

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19. 如图，空间存在方向垂直于纸面( $x O y$ 平面）向里的磁场．在 $x \geq 0$ 区域，磁感应强度的大小为 $B_{0}$ ； $x < 0$ 区域，磁感应强度的大小为 $λ B_{0}$ （常数 $λ >1$ )．一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度 $v_{0}$ 从坐标原点O沿 $x$ 轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿 $x$ 轴正向时，求：

(1)粒子运动的时间；
(2)粒子与O点间的距离．

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20. 如图所示，水平虚线AA'和CC'间距为L，中间存在着方向向右且与虚线平行的匀强电场，CC'的下侧存在一半径为R的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外(图中未画出)，圆形磁场与边界CC'相切于点M。一质量为m、带电量为q(q>0)的粒子由电场上边界AA'上的S点以初速度v₀垂直射入电场，一段时间后从M点离开电场进入磁场，粒子进入磁场的速度大小为 $\sqrt{2} v_{0}$ ，且其运动轨迹恰好过圆形磁场的圆心O。粒子所受重力忽略不计，求：
(1)电场强度E的大小；
(2)圆形磁场区域磁感应强度B的大小。

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21. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L=0.2m，导轨左端接有阻值R=0.2 $Ω$ 的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道，仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T。一根质量m=0.4kg，电阻r=0.1 $Ω$ 的金属棒ab垂直放置于导轨上，金属棒ab在水平向右F=0.8N的恒力作时下从静止开始运动，当金属棒通过位移x=9m时离开磁场，在离开磁场前金属棒ab的速度已达到最大值。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道向上运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g=10m/s²。求∶
（1）金属棒运动的最大速率v及金属棒沿弯曲轨道上升的最大高度h；
（2）金属棒在磁场中速度为 $\frac{v}{2}$ 时的加速度大小；
（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。

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