河北省衡水市武强中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

武强中学2024-2025学年度上学期期末考试 高二物理试题 考试时间75分钟 出题人：李彦炜 第Ⅰ卷选择题（共48分） 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24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．在下列四幅u-t图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（  ） A． B． C． D． 2．如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（　　） A． 仅减小电流大小 B． 仅改变电流方向 C． 仅将磁场反向 D． 仅增加线圈的匝数 3．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　） A．当线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生 B．若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d D．当线圈向左平动，其中感应电流方向是a→d→c→b 4．电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外。当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应（　　） A．向左偏转 B．向右偏转 C．向上偏转 D．向下偏转 5．质量为m的带电粒子a，仅在洛伦兹力作用下做半径为r的匀速圆周运动。在a经过的轨迹上放置不带电的粒子b，则a与b发生完全非弹性碰撞融为一个整体（不计质量和电荷量损失），则该整体在磁场中做圆周运动的半径（    ） A． 大于r B．小于r C．等于r D．无法判断 6．在课堂中，三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈按图示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（    ） A. 闭合开关瞬间，人有触电的感觉 B．电路稳定时，流过人体的电流大于线圈的电流 C．断开开关瞬间，流过人的电流方向为 D．断开开关瞬间，线圈两端的电压突然增大 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．） 7．含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3为“24V，2W”的灯泡，V为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源（输出电压的有效值恒定）。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2 B．电压表的示数为72V C．变压器的输入功率为8W D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁 8．如图是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，如图甲所示，灯突然闪亮一下，随后逐渐变暗，直至熄灭；闭合开关，如图乙所示，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，闭合瞬间和断开瞬间，通过中电流方向相同 B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流 C．图乙中，闭合瞬间，有可能观察到灯也会闪亮一下 D．图乙中，断开瞬间，灯立刻熄灭，灯缓慢熄灭 9．如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越该磁场区域，则（　　） A．粒子可能带正电 B．粒子一定向下偏转 C．粒子的速度可能越来越小 D．粒子仍做直线运动 10．如图所示，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中：（  ） A．微粒的动能可能增加 B．微粒的机械能不变 C．有的微粒可以做匀速圆周运动 D．有的微粒可能做匀速直线运动 第II卷（非选择题 共52分） 三、实验题（每空3分，共15分） 11．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有： （1）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向 （填“左”或者“右”）偏转一下。 （2）如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 ，（填＞，＝，或＜） 12．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线； （1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断 线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)； （2）现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。实验的步骤如下： ①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈； ②把低压电源接B线圈，测得副线圈的输出电压U； ③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UA。 则A线圈的匝数为＝ 。(用物理量等表示)； （3）如果把它看成理想变压器，则AB线圈上的交变电流一定具有相同的 A．电压       B．电流      C．频率     D．功率 四、解答题 13．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000匝，线圈面积S＝400cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，线圈处在一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求： （1）第4s时线圈的磁通量； （2）前4s内通过线圈回路的电流。 14．如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上停放一质量，电阻的金属杆，金属杆与两导轨垂直。导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一与金属杆垂直的外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示。 (1)分析说明金属杆的运动情况； (2)求第末外力F的瞬时功率。 15．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B．M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求： (1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量； (2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量； (3)电流表的示数。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B D C D BD BC AC AD 1．C 【详解】我们日常生活中用的都是交流电，电压是220V，频率是50Hz．周期为0.02s；电压的最大值为：220V=311V，只有C正确。 故选C。 2．D 【详解】天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下，天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，根据可知，即增大匝数、电流、线框短边的长度；仅改变电流方向或仅将磁场反向时，安培力方向变为竖直向上，天平不可能水平平衡。 故选D。 3．B 【详解】A．当线圈以dc边为轴转动时，穿过线圈平面得出磁通量发生变化，会产生感应电流，A错误； B．若线圈在平面内上、下平动，穿过线圈平面得出磁通量不发生改变，不能产生感应电流，B正确； C．根据安培定则可知，导线右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向右平移时，离导线越远的区域磁场越弱，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场也是垂直纸面向里，故感应电流的方向为a→d→c→b，C错误； D．根据安培定则可知，导线右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向左平动，离导线越近的区域磁场越强，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场也是垂直纸面向外，故感应电流的方向为a→b→c→d，D错误。 故选B。 4．D 【详解】根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在左边，S极均在右边，即铁芯中间处的磁场方向是水平向右的。根据左手定则判定，由里向外射出的电子流受到的洛伦兹力向下，如图所示，故电子束向下偏转。 故选D。 5．C 【详解】碰撞前，粒子a做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 解得轨迹半径为 碰撞过程根据动量守恒可得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得轨迹半径为 故选C。 6．D 【详解】A．闭合开关瞬间，人两端的电压等于电源两端的电压，为1.5V，不足以产生触电感觉，A错误； B．电路稳定时，因为人体的电阻远大于线圈的电阻，所以通过人体的电流小于线圈中的电流，B错误； C．断开开关瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈中的电流变小，因此产生的感应电流方向与原方向相同，自左向右，断开开关时线圈与人组成新的闭合回路，因此流过人体的电流由，C错误； D．断开开关瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，所以线圈两端电压会变大，D正确。 故选D。 7．BD 【详解】A．每个灯泡的额定电流 则原线圈的电流为 I1= 副线圈的电流为 I2= 则变压器原、副线圈匝数比为 故A错误； B．变压器输出电压为24V，则根据匝数比可得输入电压为 U1=U2=48V 则电压表读数为 48V＋24V=72V 故B正确； C．变压器的输入功率 P1=U1I1=4W 故C错误； D．副线圈上再并联一个相同灯泡，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L1可能烧毁，故D正确。 故选BD。 8．BC 【详解】A．图甲中，闭合瞬间，电流向右流过；断开瞬间，原来通过的电流向左流经构成回路，所以闭合瞬间和断开瞬间，通过的电流方向相反，A错误； B．图甲中，因为的直流电阻很小，即，所以闭合电路稳定后，中的电流小于L1中的电流，B正确； C．图乙中，闭合瞬间，由于的阻碍作用，灯没有马上亮，所以灯分压较多，故比较明亮；电路稳定后，从灯流过的电流和灯的一样大，灯相比稳定前分压较少，故亮度较之前有所变暗，故C正确； D．图乙中，断开瞬间，原来通过的电流会流过灯和灯构成回路，所以灯、灯会同时缓慢熄灭，D错误。 故选BC。 9．AC 【详解】A．根据左手定则可知，粒子做匀速直线运动与电性无关，故A正确； B．根据洛伦兹力表达式 可知 进入的水平速度增加，会使洛伦兹力增大，从而与粒子所受电场力不再平衡，但粒子电性不确定，则粒子不一定向下偏转，还可能向上偏转，故B错误； C．不论粒子电性如何，增大速度后，可能会在电场力的反方向上发生位移，故此后电场力将做负功，即粒子的速度越来越小。故C正确； D．根据C项的分析，可知粒子要发生偏转，不在做直线运动。故D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．如果电荷向下偏转，则电场力做正功，重力做正功，,根据动能定理可以知道,物体的动能增加；如果电荷向上偏转,则电场力做正功,重力做负功,如果电荷克服重力所做的功大于电场力所做的功,即合外力做负功,根据动能定理可以知道,物体的动能减小，故A正确; B．因为在电荷运动过程中电场力始终做正功,故电荷的机械能始终增加,故B错误; C．如果微粒所受的重力等于电场力,则该微粒做匀速圆周运动，而重力方向竖直向下,电场力方向方向水平向右，故重力不可能等于电场力,故微粒不可能做匀速圆周运动,故C错误; D．根据题意可以知道正电荷若初速度方向沿右上方,则洛伦兹力的方向沿左上方,故如果洛伦兹力在水平方向的分量等于电场力,洛伦兹力在竖直方向的分量等于重力,则微粒做匀速直线运动,所以D正确的. 故选AD. 11． 左 ＞ 【详解】（1）[1]在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明原线圈电流增大或磁通量增加时对应指针向右偏。将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流减小，感应电流反向，所以灵敏电流计指针将向左偏转一下。 （2）[2]把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，第一次磁通量变化快，第二次磁通量变化慢，根据法拉第电磁感应定律，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是。 12． A CD 【详解】(1)[1] 多用电表欧姆挡读数=指针指示值×倍率．A的读数为24，倍率为×1，所以电阻为24Ω．大于B的电阻，根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多． (2) 把低压电源接B线圈，测得副线圈的输出电压U；则 用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UA 解得： (3) 如果把它看成理想变压器，则AB线圈上的交变电流一定具有相同的频率和功率，而电流与电压均与匝数比有关，故CD正确AB错误。 故选CD。 13．（1）0.016Wb；（2）0.4A 【详解】（1）线圈面积S＝400cm2＝0.04m2，由图乙所示图象可知，t＝4s时B＝0.4T，第4s时线圈的磁通量 （2）由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 感应电流 14．(1)杆做初速度为零的匀加速运动；(2)7W 【详解】(1)电压表示数为 由题图（b）可知，U与t成正比，即v与t成正比，可知杆做初速度为零的匀加速运动。 (2)因，所以 由题图（b）得，即 解得 第2s末速度 解得 则 15．(1)　(2)　(3) 【详解】线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．此交变电动势的最大值为 Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2. (1)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为 E＝＝ 电阻R上产生的热量 Q＝()2R·＝. (2)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为＝. 通过R的电荷量 q＝·Δt＝·Δt＝＝. (3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得 ·＝T 解得 E′＝. 故电流表的示数为 I＝＝. 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$