江苏省无锡市锡山高级中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

江苏省锡山高级中学2024一2025学年度第一学期期末考试 高二物理试卷 命题人：狄燕 审核人：李杨杨 (本试卷满分100分，考试时间75分钟) 一、单项选择题（共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意） 1.全自动洗衣机设有多段水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感( A.压力传感器 B.温度传感器 C.霍尔元件 D.干簧管 2.如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S,待电路达到稳定状态后断开开关S,C回路中将产 生电磁振荡。从开关S断开计时，线圈中的磁场能E:随时间1的变化规律如图乙所示。下列说法中不正确 的是( ↑E/(×102J) A.LC电路振荡周期为4×103s 2.5 B,在1×103s时，电容器右极板带正电 t/×10-3s) C.电容器中最大的电场能为2.5×102J D.0~1×103s时间内与1×103~2×103s时间内 中的电流方向相同 3.如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合 状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关，以下说法正确的是() A,P比Q先熄灭 B.P闪亮后再熄灭 C,P与Q同时熄灭 D.新开开关瞬间α点的电势高于b点的电势 4.如图所示，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为？的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应 强度大小为B,方向垂直纸面向外，铜环两端α、b处于同一水平线。若环中通有大小为1、方向从a到b 的电流，细绳处于绷直状态，则() A.铜环所受安培力的合力方向指向圆心 B.两根细绳拉力均比未通电流时的小 C.铜环所受安培力大小为2rB1 D,铜环所受安培力大小为πrB 5.在无锡的一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框abcd吊起，线框始终保持水 平。地磁场的竖直向下分量B,随距离地面高度h的增大而减小，当飞机带动线框匀速上升时( A.穿过线框的磁通量不变 B.线框中感应电流方向为adcba C.线框的四条边有向外扩张的趋势 D,绳索对线框的作用力小于线框的重力 高二物理期末武卷第1页/共6页 6.如图所示，一面积为S电阻为R的矩形线框放在磁感应强度大小均为B的磁场中，以角速度ω绕距线框 边缘处的转轴匀速转动，转轴两侧磁场方向相反，则线框转动一圈过程中( A.线框中感应电动势最大值为BS⊙ B.通过如图所示的位置时线框中感应电动势的瞬时值为二BS) 2BS C.转动一圈通过线框的电荷量为 3R D.线框中感应电流方向改变4次 7磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( 接收充电设备 充电底座 接收线圈 炉而板 变电磁场 接高频交安 划电线侧 流电源 发射线图 通电线圈产生的慰场 连接个接线柱的导线 A.图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B.图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C.图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而治炼金属 D.图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁 阻尼原理 8.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场内，固定着倾角为0 的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为一q的带电小物块以初速度%沿斜面向上运动，小物块与斜面间的 动摩擦因数为μ。设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其速度v与时间：，加速度4与时间【动 能E与位移x的关系图像，可能正确的是( A B 9.拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长 钢 边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一喘连接，形成拓扑结构的莫比鸟斯 环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似 为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁 场区域的边界是半径为”的圆(r<R)。若磁感应强度大小B随时间1的变化关 系为B=财(k为常量)，则回路中产生的感应电动势大小为() A.2k2B.2kπR C.0 D.knR' 高二物理期末试卷第2页/共6页 10石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能。现设计一电路测 量某二维石墨烯样品的载流子（自由电子）浓度。如图()所示，在长为a,宽为b的石墨烯表面加一垂 直向里的匀强磁场，磁感应强度为B,电极1、3间通以恒定电流1，电极2、4间将产生电压U。当 I=1.60×103A时，测得U-B关 ◆U/mV 系图线如图(b)所示，元电荷 a e=1.60×101°C,则此样品每平方 2 米载流子数最接近() 60 A.2.7×105 B.3.6×106 +4 20 C.2.7×109 0 100150200250300B1mT D.3.6×1020 图(a) 图(b) 二、实验题（本题每空3分，共计15分。请将解答填写在答题卡相应的位置） 11某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、多用 电表、若干导线 (1)变压器的工作原理是 (选填“互感”或“自感)现象。 可移动铁芯 电源 100 00 20080J40 线图 固定铁芯 甲 丙 (2)实验中，可拆变压器如图甲所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平 行叠成，硅钢片应平行于平面 A.abed B.abgh C.aehd (3)在图乙中，应将A、B分别与 (选填“a、b或c、d")连接。 (4)关于该实验，下列说法正确的是 A.变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 B,因为实验所用电压较低，通电时可用手接触棵露的导线、接线柱等检查电路 C. 需要用到多用电表的交流电流挡进行测量 D.测量结束后，应先断开多用电表，再断开电源 (5)若用匝数N=400匝和N=800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据小，小如表所示。根据测 量数据，则匝数为N的线盟一定是 (选填“原”或“副)线圈。 实验次数 2 3 4 U 0.90 1.40 1.90 2.40 2.00 3.01 4.02 5.02 高二物理期末试卷第3顶/共6页 三、解答题（本题共4小题，共计45分。请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后 答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 12.如图为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的 边缘接触。圆盘处于水平向右的匀强磁场中，圆盘平面与磁感线垂直，从左向右看，圆盘以角速度ω沿顺时 针方向匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为B,圆盘半径为，定值电阻的阻值为R,铜盘的电阻忽略 不计。 (1)求通过电阻R的电流的大小和方向： (2)转盘转一圈的过程中定值电阻产生的焦耳热： (3)如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=灶规律变化(k为常数)，请 判断圆盘上是否产生了感应电流？是否有电流通过电阻R? 13.离子注入是芯片制造过程中一道重要的工序。如图所示，在距O点为2r处的硅片下端与磁场中心O在 同一水平线上，硅片长为1=25，.A处的离子无初速的飘入加速电场，经电场加速后从P点沿半径方向 进入半径为？的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为m、电荷量为 g,加速电场的电压为U,不计离子重力。求： (1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小： (2)要求所有离子都打到硅片上，求磁感应强度B的取值范围。 5 高二物理期末试卷第4页/共6页 14如图所示，竖直平面内有一xOy平面直角坐标系，第一、四象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场。坐 标原点O处有一放射源，放射源可以源源不断向一、四象限180°范围内均匀地辐射出质量为m、电荷量为 q的正离子。在y轴上固定一块能吸收离子的收集板MW,M点坐标为(0，a),N点坐标为(0,2)，当辐射的 离子速率为心时离子打在收集板上的位置最远到N点、最近到M点。不计离子重力及离子间相互作用的影 响，求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小： (2)恰好打到M点的离子在磁场中运动的时间： y (3)能打到收集板上的离子数占辐射总数的比例。 2ahN× X XX XX 高二物理期未试卷第5页/共6页 15.如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L,固定在同一水平面内，直导轨在左端M P点分别与两条竖直固定、半径为L的二圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在 磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧 导轨的最高点。质量为4m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上， 其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导 轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒b由静止释放，求： (1)ab刚越过MP时产生的感应电动势大小： (2)金属环刚开始运动时的加速度大小： (3)为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 b B a M 高二物理期末试卷第6页/共6页 江苏省锡山高级中学2024—2025学年度第一学期期末考试 高二物理试卷 命题人：狄燕 审核人：李杨杨 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 1、 单项选择题(共10小题,每小题4分,共计40分。每小题只有一个选项符合题意) 1．全自动洗衣机设有多段水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感（　 ） A．压力传感器 B．温度传感器 C．霍尔元件 D．干簧管 2．如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡。从开关S断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中不正确的是（　 ） A．LC电路振荡周期为4×10－3 s B．在1×10－3 s时，电容器右极板带正电 C．电容器中最大的电场能为2.5×10－2 J D．0～1×10－3 s时间内与1×10－3～2×10－3 s时间内回路 中的电流方向相同 3．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关,以下说法正确的是（　 ） A．P比Q先熄 B．P闪亮后再熄灭 C．P与Q同时熄灭 D．断开开关瞬间a点的电势高于b点的电势 4．如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为r的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，铜环两端a、b处于同一水平线。若环中通有大小为I、方向从a到b的电流，细绳处于绷直状态，则（　 ） A．铜环所受安培力的合力方向指向圆心 B．两根细绳拉力均比未通电流时的小 C．铜环所受安培力大小为2rBI D．铜环所受安培力大小为 5. 在无锡的一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框吊起，线框始终保持水平。地磁场的竖直向下分量随距离地面高度h的增大而减小，当飞机带动线框匀速上升时（　 ） A. 穿过线框的磁通量不变 B. 线框中感应电流方向为 C. 线框的四条边有向外扩张的趋势 D. 绳索对线框的作用力小于线框的重力 6. 如图所示，一面积为S电阻为R的矩形线框放在磁感应强度大小均为B的磁场中，以角速度绕距线框边缘处的转轴匀速转动，转轴两侧磁场方向相反，则线框转动一圈过程中（　 ） A. 线框中感应电动势最大值为 B. 通过如图所示的位置时线框中感应电动势的瞬时值为 C. 通过线框的电荷量为 D. 线框中感应电流方向改变4次 7.磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　 ） A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C．图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 8．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场内，固定着倾角为θ的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为－q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ。设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其速度v与时间t，加速度a与时间t和动能Ek与位移x的关系图像，可能正确的是（　 ） 9．拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　 ） A．2kπr2 B．2kπR2 C．0 D．kπR2 10.石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能.现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近( ) A. B. C. D. 二、实验题（本题每空3分,共计15分。 请将解答填写在答题卡相应的位置） 11.某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、多用电表、若干导线。 （1）变压器的工作原理是　 　（选填“互感”或“自感”）现象。 （2）实验中，可拆变压器如图甲所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面　 　。 A. abcd　 B.abgh 　　C.aehd （3）在图乙中，应将A、B分别与 （填“a、b”或“c、d”）连接。 （4）关于该实验，下列说法正确的是　 　。 A．变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 B．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C．需要用到多用电表的交流电流挡进行测量 D．测量结束后，应先断开多用电表，再断开电源 （5）若用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据U1、U2如表所示。根据测量数据，则匝数为N1的线圈一定是　 　（选填“原”或“副”）线圈。 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 三、解答题（本题共4 小题,共计45分。请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 如图为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘处于水平向右的匀强过场中，圆盘平面与磁感线垂直，从左向右看，圆盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为B，圆盘半径为r，定值电阻的阻值为R,铜盘的电阻忽略不计。 （1）求通过电阻R的电流的大小和方向； （2）转盘转一圈的过程中定值电阻产生的焦耳热； （3）如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以规律变化（k为常数），请判断圆盘上是否产生了感应电流？是否有电流通过电阻R？简要说明理由。 13. 离子注入是芯片制造过程中一道重要的工序。如图所示，在距O点为2r处的硅片下端与磁场中心O在同一水平线上，硅片长为lr。A处的离子无初速的“飘入”加速电场，经电场加速后从P点沿半径方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为m、电荷量为q，加速电场的电压为U，不计离子重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v； （2）要求所有离子都打到硅片上，求磁感应强度B的取值范围。 14.如图所示，竖直平面内有一xOy平面直角坐标系，第一、四象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场。坐标原点O处有一放射源，放射源可以源源不断向一、四象限180°范围内均匀地辐射出质量为m、电荷量为q的正离子。在y轴上固定一能吸收离子的收集板MN，M点坐标为(0，a)，N点坐标为(0,2a)，当辐射的离子速率为v0时离子打在收集板上的位置最远到N点，最近到M点。不计离子的重力及离子间的相互作用的影响，求： (1) 匀强磁场的磁感应强度大小； (2)恰好打到M点的离子在磁场中运动的时间； (3)能打到收集板上的离子数占辐射总数的比例。 15．如图所示，两足够长平行金属直导轨的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为4m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 高二物理期末试卷 第 6页 /共 7页 高二物理期末试卷 第 7页 /共 7页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江苏省锡山高级中学2024—2025学年度第一学期期末考试 高二物理试卷答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A D B C C D D C A B 11.（1）互感（2）C（3）c、d （4） D （5）副 12.（1）由b流向a；（2） （3）圆盘中产生感应电流；但没有电流通过电阻R。圆盘中产生涡旋电流，沿半径方向没有电势差，故没有电流通过电阻R。 13.（1）（2）≤B≤ 14. (1)　 (2)或　(3) 15．（1）；（2）；（3） 高二物理期末试卷 第 6页 /共 7页 高二物理期末试卷 第 7页 /共 7页 学科网（北京）股份有限公司 $$