邢台市五岳联盟2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物 理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第十二、十三章，选择性必修第二册第一、二章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 19世纪末，黑体辐射、光电效应、氢原子光谱的不连续性等问题无法用经典物理理论解释，直到“能量子”假设的提出才解决了上述难题。关于能量量子化，下列说法正确的是（ ）
A. 普朗克首先提出了“能量子”的概念 B. 光子的能量与其频率成反比
C. 带电物体的电荷量是连续的 D. 电场中两点间的电势差是量子化的
2. 中国第39次南极科学考察队在南极工作时观看到美丽的极光。极光是来自太阳的高能带电粒子与大气分子剧烈碰撞或摩擦，而激发大气分子发出的各种颜色的光。如图所示，假设南极观测点附近的磁场方向竖直向上，一带负电的粒子从左向右运动，则粒子受到的洛伦兹力的方向（ ）
A. 向左 B. 向右 C. 向里 D. 向外
3. 如图所示，A、B是两个相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，电源的内阻可以忽略，电源电动势与A、B两个白炽灯的额定电压相等。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮，且均正常发光
B. 闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样正常发光
C. 开关S闭合且电路稳定时，断开开关S，B灯缓慢熄灭
D. 开关S闭合且电路稳定时，断开开关S，A灯闪亮一下再缓慢熄灭
4. 如图所示，三根平行的固定通电长直导线，分别通过等腰直角三角形ABC的三个顶点且与平面ABC垂直。每根通电长直导线中的电流方向在图中已经标出，且它们在斜边中点O处产生的磁感应强度大小均相等，则下列说法正确的是（ ）
A. O点处实际磁感应强度的方向平行于CA B. O点处实际磁感应强度的方向平行于BC
C. O点处实际磁感应强度的方向垂直于AB D. O点处实际磁感应强度的方向与AB边的夹角大于
5. 如图所示，间距为L的固定导轨间的匀强磁场方向与水平导轨平面的夹角为，磁感应强度大小为B，质量为m的金属棒ab垂直导轨放置在导轨上，当金属棒ab中通过的电流为I时，金属棒ab处于静止状态，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到的摩擦力大小为
C. 金属棒对导轨的压力小于mg
D. 若仅将磁场方向改为平行导轨向左，则金属棒可能会向右滑动
6. 如图所示，两个平行金属板水平放置，要使一个质量为m、电荷量为的带正电微粒以速度v沿两板中心轴线向右匀速运动，可在两板间施加匀强电场或匀强磁场。已知重力加速度大小为g，设施加的匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计空气阻力，下列方案可行的是（ ）
A. 只施加竖直向下的电场，且满足
B. 只施加竖直向上的磁场，且满足
C. 同时施加竖直向上的电场和垂直纸面向外的磁场，且满足
D. 同时施加竖直向下的电场和垂直纸面向里的磁场，且满足
7. 如图甲所示，横截面积的线圈的匝数匝，线圈总电阻，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，则在0~2.0s内（ ）
A. 磁通量的变化量为0.4Wb B. 磁通量的变化率为0.2Wb/s
C. a点的电势比b点的电势高0.2V D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.4A
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中，正确的是（ ）
A. 频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大
B. 控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线
D. 医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
9. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子可能从B点射出
B. 若粒子垂直BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为
C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短
10. 如图所示，在绝缘水平桌面上固定两条相距为L的平行光滑导轨ab与cd，导轨的a、c端与阻值为R的电阻相连，质量为m、电阻为2R、长度也为L的导体棒垂直于导轨放置，整个装置置于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场（图中未画出）中。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳（与导轨平行），轻绳绕过固定在桌边的光滑定滑轮与一个质量也为m的物块相连，初始时物块被托住，绳处于拉直状态。现由静止释放物块，用h表示物块下落的高度（物块始终未触地），重力加速度大小为g，导体棒始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，则下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R中的电流方向由a到c B. 导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
C. 物块下落的最大速度为 D. 通过电阻R的电荷量为
三、非选择题：共54分。
11.（6分）刘同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。
（1）该同学设计的实验电路如图甲所示，将多用电表接入实验电路前，为避免指针反向偏转损坏电表，该同学应调整旋钮______（填“a”、“b”或“c”），使指针指在刻度盘中央。
（2）该同学将选择开关旋转到10mA挡，并将多用电表和线圈按图甲连接。实验中发现条形磁铁插入得越快，多用电表的指针偏角______（填“越大”或“越小”）；为了使条形磁铁N极向下插入线圈时，多用电表的指针向右偏转，导线的缠绕方向应和图乙中的______（填“A”或“B”）相同。
12.（9分）宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中。
（1）实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径______cm。
（2）实验中先闭合开关、，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。然后断开开关，电流表的示数将______（填“变大”、“变小”或“不变”），电压表的示数______（填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为，记下此时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻______（用U、和表示）。并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横截面积S。
（3）多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的图像如图丁所示，则弹性导电绳的电阻率______（用a、b和c表示）。
13.（10分）玩具起重机的电路示意图如图所示，电源电动势，灯泡L的铭牌上标有“5V，3W”，理想电流表的示数，此时灯泡恰好正常发光。求：
（1）电动机的电功率；
（2）电源的内阻r。
14.（12分）游乐园中的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎。为了保证过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，将磁性很强的铷磁铁安装在轨道上，正方形导体框安装在过山车底部。磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型：质量、边长、电阻的单匝导体框abcd沿着倾角为的光滑斜面由静止开始下滑后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为，磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小，，取重力加速度大小，求：
（1）上边框ad进入磁场时，导体框的速度大小v；
（2）下边框bc进入磁场时，导体框的加速度大小。
15.（17分）如图所示，MN为竖直平面内的一条水平分界线，MN的上方有方向竖直向下的匀强电场，MN的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源S可向平行于纸面的各个方向发射质量为m、电荷量为、速度大小不同的带电粒子，分界线MN上A点位于为S的正上方，S到A点的距离为d，忽略带电粒子受到的重力。
（1）若从S发出的带电粒子经磁场偏转一次就能到达A点，求粒子的最小速度；
（2）若从S发出的带电粒子的初速度方向与竖直方向的夹角，且粒子从A点进入电场，之后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。
（i）求匀强电场的电场强度大小E；
（ii）求粒子的运动周期T。
邢台市五岳联盟2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物理参考答案
1. A 2. C 3. C 4. D 5. B 6. C 7. C 8. BC 9. BC 10. AD
11.（1）a（2分）
（2）越大（2分） B（2分）
12.（1）5.313（5.311~5.317均可）（2分）
（2）变小（1分） 变大（1分） （2分）
（3）（3分）
13. 解：（1）流过灯泡的电流（2分）
流过电动机的电流（2分）
由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，并联电路的电压
（1分）
电动机的电功率（1分）
解得。（1分）
（2）根据闭合电路欧姆定律有（2分）
解得。（1分）
14. 解：（1）当导体框的上边框进入磁场时，上边框切割磁感线产生的感应电动势
（1分）
导体框中的感应电流（1分）
导体框的上边框在磁场中受到的安培力大小
（1分）
导体框刚好做匀速直线运动，根据受力平衡有
（1分）
解得。（2分）
（2）导体框沿斜面由静止开始到下边框进入匀强磁场的过程中，根据机械能守恒定律有
（2分）
当导体框的下边框进入磁场时，导体框的下边框在磁场中受到的安培力大小
（1分）
对导体框受力分析，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得。（2分）
15. 解：（1）根据题意可知，从S发出的粒子在磁场中做圆周运动到达A点的最小半径
（2分）
根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力，有（1分）
解得。（2分）
（2）（i）符合题意的粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据几何关系有
（2分）
根据洛伦兹力提供向心力有
设粒子在电场中运动的时间为，根据运动规律有
（1分）
（2分）
解得。（2分）
（ii）粒子在磁场中运动的时间（2分）
粒子的运动周期（1分）
解得。（其他形式的答案，合理即给分）（2分）
