盐田高级中学2023-2024学年高二上学期1月期末考试
物理试题卷
考试时间：75分钟 分数：100分
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，只有一个选项是符合题目要求的。
1.物理学理论突破时常会带来新科技的出现，下列说法中正确的是（ ）
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.均匀变化的磁场周围一定存在变化的电场
C.在烤箱工作时看见烤箱内淡红色的光是红外线
D.频率越高的电磁波，在真空中传播速度越大
2.如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热。关于电磁炉，以下说法中正确的是（ ）
A.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
B.电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底产生涡流对食物加热
C.电磁炉是利用变化的磁场在灶台台面产生涡流对食物加热
D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热
3.如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电源，电源电压恒定不变。副线圈接有电阻R和灯泡L，闭合开关S，滑片P处于图示位置时灯泡正常发光。将滑片P向下缓慢移动，下列说法中正确的是（ ）
A.灯泡L变暗 B.副线圈中电流的频率变小
C.电阻R消耗的功率变大 D.理想变压器的副线圈输出电压变大
4.如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电流传感器记录的数据，做出电容器放电过程的图像如图乙所示。开关接到2位置，电容器放电过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.可以观察到小灯泡的亮度逐渐变亮
B.电流从右向左的流过小灯泡
C.电容器电容大小未知，无法估算出内电容器的放电量
D.如果增大电容器两板之间的距离，电容器的电容将变大
5.质谱仪的工作原理如图所示，电荷量相同、质量不同的三种带电粒子从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直MN进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。最后垂直MN打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，下列说法中正确的是（ ）
A.三种粒子均带负电荷 B.三种粒子在磁场中运动的时间一样长
C.a谱线对应的粒子在进入磁场时动能最大 D.a谱线对应的粒子质量最大
6.如图所示，分别接在电源正负极上的水平金属板MN之间有方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一电荷量为，质量为m的粒子以速度沿水平方向从S点进入电磁场区域后，恰能沿图中虚线水平匀速通过电磁场区域。不计粒子重力，下列说法中正确的是（ ）
A.金属板MN之间的电场方向是竖直向上的
B.粒子以速度沿水平方向从S点水平射入电磁场，粒子离开电磁场区域时的动能将小于
C.粒子以速度沿水平方向从S点水平射入电磁场，粒子离开电磁场区域时的动能将大于
D.若电荷量为的粒子以速度从S点射入电磁场，在电磁场区域粒子将做类平抛运动
7.如图所示，在纸面内有直角三角形，，，两个点电荷分别固定在A点和C点，A点处电荷的带电量与C点处电荷的带电量的绝对值之比为n（n未知），测得B点的电场强度方向垂直于边向上，则下列说法中正确的是（ ）
A.A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电，
B.A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电，
C.A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，
D.A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，
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，每题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力、不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法中正确的有（ ）
A.匀强磁场方向为竖直向下
B.发射过程中安培力对炮弹做负功
C.若只增大电流，炮弹飞出速度将增大
D.若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向
9.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的方向如图甲所示为正方向，磁场方向向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法中正确的有（ ）
A.时间内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反
B.时间内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相同
C.时间内线圈中产生的感应电动势为
D.时间内线圈中产生的焦耳热为
10.如图所示，水平虚线下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B的大小可以改变，为接收屏，T点位于磁场的边界处，。在S点有一粒子发射源，发射的粒子速度方向均垂直，速度大小均为，发射的粒子经过一段时间均能达到接收屏上。已知粒子的比荷为k，发射源S到的距离为d，忽略粒子间的相互作用以及重力。下列说法中正确的有（ ）
A.粒子带负电
B.B可能为
C.当B最小时，粒子打到接收屏的点到T点的间距为
D.当B最小时，粒子从发射到被接收，粒子的运动时间为
三、实验题（本题共2题，每空2分，共计16分）
11.小明在网络上看到了2B铅笔造假的新闻，新闻中提到假笔芯的碳含量较低，他猜想假笔芯的电阻率应该比真笔芯要低，为了证明猜想他找来了圆柱形的假笔芯样品进行实验。
（1）小明用刻度尺测量并截取了一段长的笔芯，并用螺旋测微器测量笔芯的直径，如图甲所示，其读数为______mm。
（2）小明先使用如图乙所示的实验电路（电流表外接），测出铅笔芯的几组电流、电压数据后描到图上，并描出实验图线①。然后又将电流表改为内接，重复实验并同样描出实验图线②。得到2条图线如图丙所示。
已知电流表的内阻约为，电压表的内阻约为。
根据实验图线分析可知，该实验电流表应采用______（填写“外接法”或“内接法”）才能使测量值误差更小，该笔芯电阻较准确的测量值为______（结果保留2位有效数字）。
（3）根据以上测量可以计算出假笔芯样品的电阻率，使用的计算式为______（用l、d、R等物理量表示）。
12.实验室没有合适量程的电压表，小发同学采用如图甲所示的电路图测量电源的内阻r和电动势E。实验器材分别为：
①电流表G（满偏电流为，内阻）
②电流表A（量程，内阻）
③定值电阻
④定值电阻
⑤滑动变阻器R
实验的主要步骤为：
（1）按照甲图连接好实验器材，其中电路图中的灵敏电流计G与电阻串联是为了获得量程为______的电压表。在闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于最______（填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，分别读出多组电流表G和A的示数分别为和，根据测量数据作出图线如图乙所示。
（3）根据图线计算出电动势______V，内电阻______。（结果均保留三位有效数字）
四、计算题（本题包括3小题，共38分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）如图所示，一质量为，带电量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成37°角。小球在运动过程中电量保持不变，重力加速度g取。（，）求：
（1）小球带何种电荷
（2）求电场强度E的大小；
（3）若在某时刻将细线突然剪断，则经过时小球的速度多大。
14.（12分）我国新一代航母阻拦系统的研制，由传统的钢索阻拦转向电磁阻拦。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与其一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M；金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r；两者以共同速度进入磁场。轨道端点间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨与间距为L，轨道间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求：
（1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
（2）舰载机减速到停止的过程电阻R上产生的热量；
15.（16分）如图所示，在三维坐标系中，的空间内充满沿z轴负方向的匀强电场（电场强度E大小未知），的空间内充满沿y轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。甲、乙两离子从坐标为的A点以相同速率分别沿x轴正方向、y轴正方向出射，甲离子第一次到达x轴时速度方向与x轴正方向夹角为。已知甲、乙离子的质量均为m、带电量均为，不计离子重力以及离子间的相互作用，已知，。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）甲离子运动过程中的最低点到面的距离与乙离子运动过程中的最低点到面的距离之比k；
（3）甲离子第2次进入磁场时的x坐标与乙离子第2次进入磁场时的x坐标之差。
盐田高级中学2023-2024学年高二上学期1月期末考试
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B A B D B C AC AD ACD
11.1.200 外接法 1.2
12.2 右 1.50 2.00
13.（1）正电；（2）；（3）
解析：（2）由于小球静止，所以由平衡条件可得
则有
（2）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为
由牛顿第二定律可得
又由运动学公式有，代入得到
方向与竖直方向夹角为37°斜向下
14.（1）；（2）
解析：（1）初始时刻，金属棒的速度最大，感应电流最大，加速度最大，此时
金属棒所受安培力为
可得最大加速度为
（2）根据能量守恒定律，电阻R和金属棒产生的总的热量为
电阻R产生的热量为
15.（1）；（2）；（3）
解析：（1）离子甲在电场中做类平抛运动，有
联立可得
（2）离子甲进入磁场之后做匀速圆周运动，有
可得甲做圆周运动的半径
甲离子运动过程中的最低点到面的距离为
可得
乙离子沿z轴方向的分速度为
乙离子在磁场中的运动轨迹为等距螺旋线
乙离子运动过程中的最低点到面的距离为
所以
（3）甲离子第一次进入磁场时的x坐标为
甲离子第二次进入磁场时的x坐标为
乙离子第一次进入磁场时的x坐标为
乙离子第二次进入磁场时的x坐标为
所以甲、乙离子第2次进入磁场时x坐标之差为
代值可得
