贵州省黔西南州金成实验学校2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题

( ………………○……………… 外 ………………○……………… 装 ………………○……………… 订 ………………○……………… 线 ………………○……………… ) ( ………………○……………… 内 ………………○……………… 装 ………………○……………… 订 ………………○……………… 线 ………………○……………… ) ( 密封线内不准答题 ) ( ………………○……………… 内 ………………○……………… 装 ………………○……………… 订 ………………○……………… 线 ………………○……………… ………………○……………… 金 ………………○……………… 成 ………………○……………… 学 ………………○……………… 校 ………………○……………… … 学号 ： ______________ 姓名： _____________ 班级： _______________ 考号： ___________________ _ 座位号 ： __ ) 秘密★启用前 2024—2025学年度第一学期0116期末质量检测试题 高二年级 物理 一、单选题（每题4分，共计28分） 1．如图所示，下列关于带负电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力的方向表示正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场，质量和电荷量大小都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（　　） A．粒子a带负电，粒子b、c带正电 B．射入磁场时粒子a的速率最小 C．粒子b在磁场中运动的周期最长 D．若匀强磁场的磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子c在磁场中的运动时间会变短 3．如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近或者远离铝环，下列判断正确的是（　　） A．磁体向右侧靠近铝环时，铝环向左摆动 B．使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力 C．若磁体向左侧远离铝环，铝环一定不会摆动 D．磁体向右侧靠近铝环时，从右向左看铝环产生逆时针的感应电流 4．空间中有四根平行长直导线，四根导线恰好在正方形的四个顶点上，其截面图如图所示。若导线a、c中通有垂直纸面向里的电流Ⅰ，导线b中通有垂直纸面向外的电流Ⅰ，导线d中未通电，导线a中电流在d处产生的磁场的磁感应强度大小为。已知通有电流Ⅰ的长直导线周围某点的磁感应强度大小，式中k为常量，r为该点离直导线的距离，则d处实际磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下带电粒子（不计重力）以初速度v0沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t。在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，根据上述条件下列说法正确的是（   ） A． 该粒子带负电 B． 带电粒子在磁场中运动的时间为 C．带电粒子在磁场中运动的半径为 D．带电粒子的比荷为 6．如图1所示，一半径为r的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的规律如图2所示。下列关于该线圈中的感应电流方向与感应电动势大小的说法，正确的是（　　） A． 顺时针方向， B． 顺时针方向， C． 逆时针方向， D． 逆时针方向． 7．如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（　　） A．回路中有周期性变化的感应电流 B．回路中感应电流方向不变，为 C．回路中感应电流大小不变，为 D．铜片的电势高于铜片的电势 二、多选题（每题5分，共计15分） 8．如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为多级直线加速器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场AB板间产生电势差，B板电势高 B．图乙中，、、三种粒子经加速电场射入磁场，在磁场中的偏转半径最大 C．图丙中，加速电压越大，粒子获得的能量越高。比回旋加速器更有优势 D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大，且最终速度与加速电压有关 9．如图甲所示，一个匝的圆形导体线圈，面积，总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2的电阻，将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．a点电势比b点电势高 B．a、b两点间的电压大小为4V C．a、b两点间的电压大小为5V D．04s时间内电阻R上产生的热量为32J 10．如图所示，固定在同一绝缘水平面上的两根平行光滑金属导轨，两导轨间的距离为1.5m，左端接有两个定值电阻R1=9Ω，R2=4.5Ω。一质量为1kg的金属棒ab跨接在导轨上，其阻值r=3Ω。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2T。ab棒在水平外力F的作用下沿着导轨运动的速度—时间图像如图乙所示。导轨的电阻忽略不计，且运动过程中金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　） A．0~3s内通过R1的电荷量为0.5C B．0~3s内外力F的冲量大小为4.5N•s C．3~6s内ab棒克服安培力做的功为18J D．3~6s内R2上产生的焦耳热为12J 四、实验题（每空2分，共计14分） 11．某同学欲探究“影响感应电流方向的因素”，试验器材如图所示，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。现将灵敏电流计G、螺线管、开关、导线按如图所示的方式连接后闭合开关，请回答下列问题： (1)以下两种操作，能使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生的是_______。 A．将条形磁铁静置于螺线管中 B．将条形磁铁插入螺线管的过程中 (2)若将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，灵敏电流计G的指针将偏转 （选填“向左”、“向右”或“不”）；若条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管接线柱的电势关系为 （选填“>”、“<”或“=”）。 12．如图所示是“探究感应电流方向”的实验装置。 (1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在 （选填“a”或“b”）位置。 (2)电路连接如图所示，下列操作不能产生感应电流的是（　　 ）。 A．开关闭合瞬间 B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C．开关断开瞬间 D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 (3)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；如果闭合开关后，滑动变阻器滑片向b端移动，则电流表指针将 （选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）。 五、解答题(13题12分，14题14分，15题17分） 13．如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好垂直于轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求： （1）轴上点坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 （3）粒子在匀强磁场运动的时间。 14．如图所示，电阻为0.1Ω的导体棒沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R为0.4Ω。线框放在磁感应强度B为0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度l为0.4m，运动的速度v为5。线框的电阻不计。 (1)电路中哪部分相当于电源？电动势多大？内阻多大？哪个位置相当于电源的正极？哪一部分相当于闭合电路中的外电路？ (2)棒向右运动时所受的安培力有多大？ (3)棒所受安培力的功率有多大？电阻R的发热功率有多大？电阻发热功率有多大？从能的转化和守恒角度说一说这三个功率关系的含义。 15．如图所示，MN、PQ为间距足够长的平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角，N、Q间连接有一个阻值的电阻，有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为，将一根质量为、电阻的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，金属棒沿导轨下滑过程中始终与NQ平行，不计导轨的电阻，取，试求： （1）金属棒沿导轨下滑的最大加速度大小； （2）求金属棒在达cd处的速度大小和此时ab两端的电势差； （3）在金属棒从ab运动到cd过程中，若通过电阻R的电荷量为时，则此时整个回路产生了多少焦耳热。 第7页（共8页） 第8页（共8页） 第1页（共8页） 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《高二物理期末》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B A C A C AB BD AC 1．B 【详解】根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反。 A．根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该向右，故A错误； B．根据左手定则可知B图中洛伦兹力方向应该向下，故B正确； C．C图中粒子的运动方向与磁场平行，所以不受洛伦兹力，故C错误； D．根据左手定则可知D图中洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则，可知粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力 解得 根据几何关系可知，粒子c运动的半径最小，所以粒子c的速率最小，故B错误； C．粒子在磁场中运动的周期为 由于粒子质量和电荷量大小都相等，则粒子运动的周期相同，故C错误； D．若匀强磁场的磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子运动的半径减小，但粒子运动的圆心角仍然为180°，但由于磁感应强度增大，粒子运动的周期减小，所以粒子c在磁场中的运动时间会变短，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．根据楞次定律“来拒去留”可知，磁体向右侧靠近铝环时，铝环向右摆动，选项A错误； B．磁铁靠近或者远离线圈时，穿过线圈的磁通量发生变化从而在线圈中产生感应电流，从而受到安培力作用，即使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力，选项B正确； C．根据楞次定律“来拒去留”可知，若磁体向左侧远离铝环，铝环一定向左摆动，选项C错误； D．磁体向右侧靠近铝环时，穿过线圈的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，从右向左看铝环产生顺时针的感应电流，选项D错误。 故选B。 4．A 【详解】由题意知，a、c到d点的距离相等，则a、c中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小相等，即 由 可知，b中电流在d点产生的磁场的磁感应强度大小 如图所示 所以d处合磁场的磁感应强度大小 故选A。 5．C 【详解】A．根据左手定则可知该粒子带负电，故A错误； BCD．在没有磁场时，粒子做匀速直线运动，故有 加上磁场后，轨迹如图 根据几何关系，则有带电粒子在磁场中运动的半径为 根据几何关系可知粒子转过的圆心角，粒子在磁场中做圆周运动的运动时间 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得带电粒子的比荷为 故C正确，B、D错误； 故选C。 6．A 【详解】由题图2可知，穿过圆形铜线圈的磁感应强度随时间逐渐增大，由楞次定律和安培定则可知，该线圈中的感应电流沿顺时针方向；又由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小为 故选A。 7．C 【详解】ABC．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为；根据法拉第电磁感应定律，则有 产生的感应电动势不变，感应电流不变，感应电流大小为 故AB错误，C正确； D．铜盘转动产生恒定的感应电动势，铜盘相当于电源，在电源内部，电流是从低电势流向高电势，故铜片C的电势低于铜片D的电势，故D错误。 故选C。 8．AB 【详解】A．将一束等离子体喷入磁场，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，A、B两板会产生电势差，且B板电势高，故A正确； B．质谱仪中，粒子经电场加速有 在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 由此可知在磁场中偏转半径最大的是比荷()最小的粒子，、、三种粒子电荷量相同，质量最大，所以在磁场中的偏转半径最大，故B正确； C．粒子通过多级直线加速器加速，加速电压越大，粒子获得的能量越高，但要产生这种高压所需的技术要求很高，同时加速装置的长度也要很长，故多级直线加速器不一定比回旋加速器更有优势，故C错误； D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 则粒子在磁场中做圆周运动的周期为 可知随着粒子速度的增大，粒子在磁场中的运动周期不变，则交变电流的周期不变，频率不变；当粒子的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，则有 可得 可知最终速度与加速电压无关，故D错误。 故选AB。 9．BD 【详解】A．如图乙所示知磁通量增大，根据楞次定律得如图甲的线圈感应电流方向为顺时针，得b点相当于电源的正极，a点相当于电源的负极，则a点电势比b点电势低，故A错误； BC．如图乙所示有 感应电动势为 联立解得 根据闭合电路欧姆定律得 而a、b两点间的电压大小为 联立解得 故B正确，C错误； D．04s时间内电阻R上产生的热量为 故D正确。 故选BD。 10．AC 【详解】A．并联部分电阻，内通过ab棒的电荷量 又 解得通过ab棒的电荷量为 根据并联分流的特点可知，通过的电荷量为，故A正确； B．内，根据动量定理 又 解得外力的冲量大小为 故B错误； CD．内ab棒电流为 通过的电流 故两端电压为 产生的焦耳热为 通过的电流 产生的焦耳热为 ab棒产生的焦耳热 故C正确，D错误。 故选AC。 11．(1)B (2) 向右 > 【详解】（1）A．螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故A错误； B．螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管中磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B正确。 故选B。 （2）[1]将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，螺线管中的磁场向下，磁通量增加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向右偏转； [2]条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管中磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，产生的感应电流为俯视逆时针方向，a点等效为电源正极，a点电势高于b点电势。 12．(1)a (2)B (3) 向右偏 向左偏 【详解】（1）开关闭合前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应放置在a位置。 （2）根据产生感应电流的条件可知，当电路电流发生变化，则线圈中磁通量发生变化，从而产生感应电流，所以开关闭合后，滑动变阻器滑片不动时不能产生感应电流。开关闭合瞬间、开关断开瞬间和开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片都能产生电流。 故选B。 （3）[1]在闭合开关时，线圈磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏，合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时，磁通量减小，则灵敏电流计的指针向右偏。 [2]滑动变阻器滑片向b端移动，电流增大，线圈磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏。 13．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，粒子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，垂直电场方向上有 （1分） 沿电场方向，做匀加速直线运动，设加速度为，则有 （1分） 恰好与轴成角从点射出电场，则有 （1分） 联立解得 （1分） 轴上点坐标为。（1分） （2）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可知，粒子进入磁场时的速度为 （1分） （1分） 由牛顿第二定律有 （1分） 解得 （1分） （3）根据题意，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的弧长为（或圆心角为135°） （1分）或 则粒子的运动时间为 （1分） （1分） 14．(1)ab相当于电源，感应电动势为0.2V；内阻0.1Ω，a端相当于电源的正极；电阻R相当于闭合电路中的外电路；(2)0.016N；(3)0.08W；0.064W；0.016W。从能量守恒角度来讲，克服安培力做功等于转化成的电能，电流通过电阻产生焦耳热。 【详解】(1)电路abcd中ab棒切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，（1分） 导体切割磁感线所产生的感应电动势为 E=Blv=0.1×0.4×5V=0.2V（1分） 内阻（1分） 由右手定则判断可知a端相当于电源的正极；（1分） 电阻R相当于闭合电路中的外电路；（1分） (2)回路电流 （2分） ab棒向右运动时所受的安培力 （2分） (3)ab棒所受安培力的功率有 P安=Fv=0.08W （1分） 电阻R的发热功率有 （1分） 电阻发热功率 （1分） 三个功率的关系为 （1分） 克服安培力做功等于转化成的电能，电阻通过电阻产生焦耳热。（1分） 或 或安培力所做的公完全转化为整个电路的焦耳热 15．（1）；（2），；（3） 【详解】（1）金属棒开始下滑的初速为零，不受安培力，此时加速度最大。 摩擦力 重力沿轨道向下的分力 根据牛顿第二定律可得 即 （2分） 代入数据解得 （1分） （2）对金属棒ab受力分析，达到稳定速度时，根据平衡条件有 即 （1分） 又因为 （1分） （1分） （1分） 代入数据解得金属棒达到的稳定速度 （1分） （1分） （3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为 则金属棒在磁场下滑的位移 （1分） 由动能定理有 （2分） 此过程中整个回路产生的焦耳热等于克服安培力做的功 （1分） 或 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 $$