精品解析：浙江省绍兴市诸暨市2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

诸暨市2024-2025学年第一学期期末考试试题 高二物理 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ） A. 磁感应强度 B. 电势 C. 磁通量 D. 电流强度 【答案】A 【解析】 【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量只有大小没有方向的物理量．磁感应强度是矢量，而电势、磁通量、电流强度都是标量，故A正确，BCD错误 2. 某位科学家在电磁学领域作出了奠基性的贡献，人们用他的名字作为国际单位制的基本单位名称，他被麦克斯韦称为“电学中的牛顿”。这位科学家是（　　） A. 奥斯特 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 安培 【答案】D 【解析】 【详解】人们用他的名字作为国际单位制的基本单位名称，他被麦克斯韦称为“电学中的牛顿”，该科学家是安培。 故选D。 3. 以下四幅图中的元件，能够感知磁场的是（　　） A. 干簧管 B. 光敏电阻 C. 发光二极管 D. 三极管 【答案】A 【解析】 【详解】A．干簧管是一种能够感知磁场的元件，它内部有两片磁性材料制成的簧片，当周围存在磁场时，簧片会被磁化而相互吸引或排斥，从而实现电路的导通或断开，起到感知磁场的作用，故A正确； B．光敏电阻是一种对光敏感的元件，其阻值会随着光照强度的变化而变化，主要用于感知光信号，而不是磁场，故B错误； C．发光二极管是一种可以将电能转化为光能的半导体器件，在正向导通时能够发光，主要用于发光显示等，与感知磁场无关，故C错误； D．三极管是一种具有电流放大作用的半导体器件，主要用于放大电信号、开关电路等，不能感知磁场，故D错误。 故选A。 4. 以下四种情况能产生感应电流的是（　　） A. 在图1中，条形磁铁正在靠近开口的铝环 B. 在图2中，闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平 C. 在图3中，在条形磁铁上绕制数匝线圈并保持静止不动 D. 在图4中，闭合线圈竖直向下运动并保持与条形磁铁在同一平面 【答案】B 【解析】 【分析】产生感应电流的条件为：闭合回路中磁通量发生变化。 【详解】A．开口的铝环，未构成闭合回路，故未产生感应电流，故A错误； B．闭合线圈竖直向下运动过程中，磁通量先减小后增大，故闭合线圈中产生了感应电流，B正确； C．在条形磁铁上绕制数匝线圈并保持静止不动，线圈中磁通量保持不变，故没有产生感应电流，C错误； D．闭合线圈竖直向下运动并保持与条形磁铁在同一平面，闭合线圈中磁通量始终为0，故没有产生感应电流，D错误。 故选B。 【点睛】 5. 如图所示为静电推进装置的基本原理图。发射极和吸板分别接在高压直流电源的两极，带电液滴由发射极向吸板运动，不计液滴重力，以下说法正确的是（　　） A. 液滴携带负电荷 B. 电场力对液滴做正功 C. 液滴做匀变速直线运动 D. 液滴的电势能在不断增加 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．由图可知，发射极与电源正极相连，吸板与电源负极相连，而发射出的带电液滴从发射极向吸板运动，即电场力对液滴做正功，可知液滴带正电，并且液滴的电势能减小，故AD错误，B正确； C．发射极的尖端集聚大量的正电荷，故越靠近尖端，电场线越密，电场强度越大，所以该电场是非匀强电场，从左到右，电场强度不断减小，故加速度不断减小，所以液滴不是做匀变速直线运动，故C错误。 故选B。 6. 如图所示的电路中，和是由同种材料制成的厚度相同、表面均为正方形导体，与的边长比为，和为两条支路的电流，为、两点之间的电势差，为、两点之间的电势差，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设的边长为L，厚度为d，则 则的边长为2L，厚度为d，则 可知阻值相等，因为并联，电压相同，则和相等，即 根据欧姆定律可知AB两点间电压 BC两点间电压 故 故选A。 7. 如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B. 开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C. 开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D. 开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合，由于线圈L的自感作用，故A、B同时亮，故AB错误； CD．在断开开关S前，在并联电路中，随着线圈L自感作用不断减小，流过线圈L的电流越来越大，因线圈的电阻几乎为零，故稳定后，B灯被短接，即B灯不亮，由于外电路的总电阻减小，故回路的电流更大，故A灯更亮；开关S断开，B灯与线圈形成闭合回路，故B灯不会立即熄灭，断开开关S前流过线圈L的电流是从左向右，故断开开关S后，根据楞次定律，可知线圈L产生从左向右的感应电流，该电流从右至左流过B灯，而A灯不处在闭合回路中，故断开开关S后，A灯立即熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示为回旋加速器两个D形金属盒，两极板M和N分别连接高频交流电源的两极。两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源位于盒的圆心附近，粒子最大回旋半径为。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在D形金属盒内做加速运动 B. 粒子做半圆周所用时间随半径增大而增大 C. 高频交流电源频率随磁感应强度的增大而增大 D. 粒子加速后获得的最大动能与最大回旋半径成正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在D形金属盒内偏转，在电场中加速，故A错误； B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 ， 解得 则粒子做半圆周所用时间不变，故B错误； C．高频交流电源频率与粒子运动频率相等，有 磁感应强度的增大，高频交流电源频率增大，故C正确； D．粒子加速后获得的最大速度由D形金属盒的半径决定，故最大速度为 最大动能为 粒子加速后获得的最大动能与最大回旋半径R的平方成正比，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A. 压力始终大于磁铁重力 B. 摩擦力的方向始终向右 C. 摩擦力的大小始终不变 D. 摩擦力的大小先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知导线先受到右下方的安培力，直至到达磁体正上方时，安培力竖直向下，然后受到左下方的安培力；根据牛顿第三定律可知磁铁先收到左上方的磁场力，再受到右上方的磁场力。 由于磁铁静止，则压力始终小于重力；摩擦力先向右再向左；导线在磁铁正上方时，摩擦力为0，所以磁铁受到的摩擦力的大小先减小后增大。 故选D。 10. 随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A. “”为能量单位 B. 主机工作电流约为 C. 主机电动机的电阻约为 D. 电池最多能储存的能量约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在单位“”中，mA是电流的单位，h是时间的单位，根据电流的定义式 可得电荷量 所以 “”是电荷量的单位，而不是能量单位，故A错误； B．由题知，主机电动机的功率P = 75W，额定电压U = 220V，根据 代入数据解得主机电动机工作电流约为 故B错误； C．若主机电动机是纯电阻，根据欧姆定律 可得电阻为 因扫地机器人的电动机不是纯电阻用电器，其消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，所以不能用欧姆定律进行计算电阻，故C错误； D．已知充电电池的电荷量，额定电压，根据 可得电池最多能储存的能量 故D正确。 故选D。 11. 如图所示，理想电路中，电容为，电感为。已经充电的电容器平行极板水平放置，开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。现将开关S闭合并开始计时，不计空气阻力，取，下列说法正确的是（　　） A. 灰尘先向下运动，再向上运动 B. 灰尘先向上运动，再向下运动 C. 在时，线圈中电流达到最大 D. 在时，灰尘加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，由平衡条件知此时灰尘受到竖直向上电场力，且与重力大小相等。开关闭合后，电容器放电，电场强度减少，电场力小于重力，灰尘向下做加速度增大加速运动；当电容器放电结束后，线圈反向给电容器充电，受到的电场力方向向下，与重力方向相同，尘埃继续向下做加速度增大加速运动；电容器再次充电结束再放电，尘埃受电场力向下，向下做加速度减少的加速直线运动；当电容器放电结束后，线圈再次反向给电容器充电，受到电场力向上，和重力方向相反，尘埃继续向下做加速度减少加速运动，故灰尘在遇到下极板之前，一直向下加速，它的速度不断增大，故AB错误； CD．该LC振荡电路的周期为 由题分析，可知开关闭合后，在前时间内，电容器放电，放电过程中电量减小，电流增大，当电流最大时，电容器恰好放电完毕，此时电容器所带电荷量为0；接着在时间内，电容器反向充电，充电电流逐渐减小，当电容器充电完成，充电电流减为0，因，所以此时的电流为零，电场能达到最大，灰尘受重力与电场力，且此时灰尘所受电场力与重力方向相同，大小相等，根据牛顿第二定律有 解得 故C错误，D正确。 故选D。 12. 如图所示，在平面中，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直平面向外，图中虚线圆周的圆心为、半径为，一半径也为的四分之一圆弧形薄挡片可以沿虚线圆周放置在圆周上不同的位置。在轴上与圆心相距为的点有一粒子源，粒子源可以沿轴正方向发射不同速度的带正电粒子，已知粒子的质量为、电量为。整个装置处于真空中，不计粒子重力，忽略粒子之间的相互作用。当粒子碰到薄挡片后立即被吸收，则所有能够被薄挡片吸收的粒子中，在磁场中运动的最长时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动的周期为 设粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间 可知圆心角越大，粒子在磁场中运动的时间越长；根据题意分析，可知当粒子的运动轨迹半径也为R，且挡板在第三象限时，此时粒子恰好从挡板下边缘的C点出射，圆心角最大，作出粒子的运动轨迹如图所示，其中粒子运动轨迹的圆心为虚线圆的左端点A点，且粒子恰好经过虚线圆的圆心O点 连接OC，可知AC=AO=OC=R 故三角形OAC为等边三角形，则 根据几何关系可知粒子在磁场中运动的最大圆心角 则粒子在磁场中运动的最长时间为 故选B。 13. 如图所示，水平放置的光滑平行导轨间距为，定值电阻的阻值为，其余电阻忽略不计，电容器的电容大小为，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。开关S闭合，金属棒在水平向右的外力作用下开始运动，在运动过程中金属棒始终与导轨保持垂直，当金属棒速度大小达到时，立即断开开关S，并改变水平外力使金属棒做始终做匀速运动。在某个时刻，外力功率恰好为定值电阻功率的两倍，则从开关S断开到此时刻的过程中，外力所做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】断开开关S，改变水平外力使金属棒以速度v匀速运动，电容器与定值电阻串联，电容器不断充电，设所求的电容器两端的电压为，根据闭合电路欧姆定律得 水平外力F与安培力等大反向，水平外力F的功率为 定值电阻功的率为 当时有 联立解得此时电容器两端电压为 应用微元法，从开关断开到此刻外力所做的功为 由电容器定义式可得 联立解得 故选B。 二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 下列有关说法正确的是（　　） A. 黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B. 振荡电路的周期越大，发射电磁波的本领就越大 C. 波长最短的电磁辐射是射线，它具有很高的能量 D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】CD 【解析】 【详解】A．自然界的任何物体都向外辐射电磁波，黑体是一个理想化了的物体，它能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体，故A错误； B．振荡电路中电磁振荡的周期越大，频率越小，向外发射电磁波的本领越小，故B错误； C．波长最短的电磁辐射是射线，它的频率最大，根据可知，射线具有很高的能量，故C正确； D．根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确； 故选CD。 15. 如图所示为自耦式变压器，输入端接正弦式交变电流，调节使原副线圈匝数比为，调节使滑动变阻器的阻值，已知变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的读数为 B. 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 C. 保持的位置不变，将向下移动时，电压表示数保持不变 D. 保持的位置不变，将逆时针方向移动时，电阻消耗功率将增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，输入端电压的有效值为，原线圈等效电阻为 则原线圈输入电压为 副线圈输出电压为 即电压表的读数为，故A错误； B．根据题意可知，通过原副线圈的电流之比为 由公式可知，由于原、副线圈回路中电阻阻值相等，则原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为，故B正确； C．保持的位置不变，将向下移动时，滑动变阻器阻值变大，则原线圈等效电阻变大，原线圈中电流减小，由可知，原线圈输入电压减小，则副线圈输出电压减小，即电压表示数减小，故C错误； D．保持的位置不变，将逆时针方向移动时，原副线圈匝数比减小，则原线圈等效电阻减小，原线圈中电流增大，由公式可知，电阻消耗功率将增大，故D正确。 故选BD。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，选长约为的金属丝绕成螺线圈。 （1）为选择合适电路，先用多用电表粗测金属丝电阻。将选择开关旋转到欧姆档“”位置，正确操作后，将两表笔与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大，为得到比较准确的测量结果，应将选择开关旋转到欧姆档________（填“×1”或“×100”）位置。在更换欧姆档后重新调零并测量，指针所指如图1所示，则其读数为________Ω。用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量如图2所示，则其读数为________。 （2）在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材： A.直流电源（电动势约为，内阻可忽略） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流） F.滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流） G.开关、导线若干。 为了有较高的测量精度，并能测得多组数据，在上述可供选择的实验器材中，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（填字母代号） （3）实验电路的部分线路连接如图3所示，剩下一根电压表正极的导线，应该连接在电流表________（填“a”或“b”）接线柱上；开关闭合前滑动变阻器的触头应位于________（填“最左侧”或“最右侧”）；该电路测量金属丝的电阻，测量结果比真实值________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. ②. 6.3##6.4##6.5##6.6##6.7 ③. 0.700 （2） ①. C ②. E （3） ①. a ②. 最左侧 ③. 偏小 【解析】 【小问1详解】 [1] 指针偏转角度过大，则指针所指读数太小，倍率太大，因此为了使指针靠近中央刻度附近，应换小倍率，即×1。 [2] 欧姆档“”后读数为 由于估读，答案为均可。 [3]螺旋测微器读数为 【小问2详解】 [1] 由于电源电动势为，待测金属丝电阻约为，根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为 所以电流表应选择C。 [2] 为了有较高的测量精度，并能测得多组数据，滑动变阻器应采用分压接法，所以应选择最大阻值较小的滑动变阻器以方便调节，故滑动变阻器选择E。 【小问3详解】 [1]由于待测电阻比较小，满足，电流表应采用外接法，故导线应该连接在电流表的a接线柱上。 [2]开关闭合时应使电压表电流表中的读数最小，以免损坏电表，因此开关闭合前，滑动变阻器的触头应位于最左侧。 [3]由于电压表的分流作用，会使测得的电流值偏大，所以测得的电阻值将偏小。 17. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在________（选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”）。 【答案】（1）C （2） ①. 向下 ②. 向上 ③. 不断增大 【解析】 【小问1详解】 这样操作的目的是为了检验电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系，依此来确定产生的感应电流的方向，故C正确，AB错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]图1中闭合开关后，电流计指针向右偏转，说明电流计指针向右偏转时电流从“+”接线柱流入电流表；图2中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，电流从螺线管上面接线柱流出，流入电流表，则螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 [2][3]条形磁铁下端S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向向上；在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在不断增大。 18. 在下列四个实验中，有关说法正确的是（　　） A. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，在放电过程中利用图线与坐标轴围成的面积可以估算电容器放电前储存的电荷量 B. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中，为了提高精度，在读取多组电压表和电流表数据的过程中，开关始终要保持闭合状态 C. 在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 D. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，当副线圈不接任何用电器时，副线圈的两端电压为零 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电流的定义式有 解得 可知，在“观察电容器的充、放电现象”实验中，在放电过程中利用图线与坐标轴围成的面积可以估算电容器放电前储存的电荷量，故A正确； B．在“电池电动势和内阻的测量”实验中，在读取多组电压表和电流表数据的过程中，为了避免电源长时间通电发热，开关不能够始终保持闭合状态，故B错误； C．金属热电阻随温度的升高电阻增大，可知，在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故C正确； D．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，当副线圈不接任何用电器时，由于穿过负线圈的磁通量仍然发生周期性的变化，可知，副线圈的两端电压不为零，故D错误。 故选AC。 19. 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，电容器的电容，电动机线圈的电阻，电压表为理想电表。 （1）闭合开关，断开开关，求稳定后电压表的示数； （2）同时闭合开关和，稳定后，电动机正常工作，流过电阻的电流， ①求电容器的带电量： ②求电动机的输出功率。 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知 代入数据解得 【小问2详解】 ①设电阻的两端的电压为，则有 设电阻的两端的电压为，则有 解得 电容器的带电量 ②设流过电动机的电流为，则 电动机的输出功率 解得 20. 如图所示，平行金属极板M和N水平放置，两极板的间距为、长度为，极板连接恒压电源。半径的光滑固定圆弧轨道ABC竖直放置，轨道左侧A点与N极板右端相接触，B为轨道最低点。现有一质量为、带电量的绝缘小球，从M板左端附近的P点以一定初速度水平射入，小球恰能从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道。假设小球可视为质点，不计极板边缘效应和空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球水平射入时的初速度； （2）求小球通过B点时对轨道的压力； （3）若将M板上移动一段距离，点在原位置保持不变，小球从点以相同的初速度水平射入，要使小球仍能够从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道，求圆弧轨道需要水平方向移动的距离和竖直方向移动的距离。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设小球在极板间运动的加速度为，时间为，小球水平射入时的初速度，在竖直方向上，根据牛顿第二定律有 解得 根据位移时间公式有 解得 在水平方向上有 解得 【小问2详解】 作出粒子在电场中运动的轨迹及从A点出射时的切线，如图所示 根据类平抛运动的特点，可知， 根据几何关系可知 则在直角三角形ADM 中有 解得 设小球在A点时的速度为，则有 设小球点时的速度为，小球由A运动到，根据动能定理有 解得 设通过点时轨道对小球的支持力，根据牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律，小球通过点时对轨道的压力大小为 【小问3详解】 若将M板上移动一段距离，设小球在极板间运动的加速度为，时间仍为，根据牛顿第二定律有 解得 设小球射出极板时竖直方向的速度为，竖直偏移位移为，则有， 小球仍能够从A点沿切线方向进入圆弧轨道，设竖直速度为，则有， 设圆弧轨道需要水平向右移动的距离和竖直向下移动的距离，则有， 21. 在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 （1）在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） （2）从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； （3）若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； （4）装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生热量。 【答案】（1），逆时针 （2） （3） （4） 【解析】 【详解】（1）设落地瞬间承重装置的速度为，感应电流大小为，则 方向为逆时针 （2）设流过线圈某截面电荷量，则 得 （3）设承重装置做匀速运动速度的大小为，感应电流大小为，则 得 （4）设装置最终保持竖直静止状态时弹簧的压缩量为，则 弹性势能 设整个过程中线圈产生的热量为，由能量关系 得 22. 如图所示，边长为的正方形区域内存在匀强磁场，磁感应强度的方向垂直纸面向外，边放置一块与边长重合的电子收集板，点为收集板的正中间位置。在边的中点有一电子发射源，可向磁场内各个方向均匀发射速率为的电子，所有电子速度方向均与磁场方向垂直。已知竖直向上发射的电子恰好打在收集板的点，设电子的质量为，电荷量为，忽略电子的重力和他们之间的相互作用力，粒子打在板上立即被收集。 （1）求匀强磁场的磁感应强度的大小； （2）求电子打在收集板最上端的位置和打在点上方与下方的电子数之比； （3）若电子速度的大小变为，试讨论收集板的收集率与电子速度的关系。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 设电子在磁场中做圆周运动的半径为，由图1可知 由牛顿运动定律知 得 【小问2详解】 设打在收集板最上端的位置，如图2所示，则 得 如图3所示，水平向右和竖直方向之间的电子打在点上方，则 竖直方向左侧部分电子打在点下方，由图分析可知 则打在点上方与下方的电子数之比为 【小问3详解】 ①当电子做圆周的半径小于，即 当时，收集率 ②当时，如图4所示 收集板的收集率 ③当时，如图5所示 收集板的收集率 ④当时，如图6所示 所以 收集板的收集率： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 诸暨市2024-2025学年第一学期期末考试试题 高二物理 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ） A. 磁感应强度 B. 电势 C. 磁通量 D. 电流强度 2. 某位科学家在电磁学领域作出了奠基性的贡献，人们用他的名字作为国际单位制的基本单位名称，他被麦克斯韦称为“电学中的牛顿”。这位科学家是（　　） A 奥斯特 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 安培 3. 以下四幅图中的元件，能够感知磁场的是（　　） A. 干簧管 B. 光敏电阻 C. 发光二极管 D. 三极管 4. 以下四种情况能产生感应电流的是（　　） A. 在图1中，条形磁铁正在靠近开口的铝环 B. 在图2中，闭合线圈竖直向下运动并始终保持水平 C. 在图3中，在条形磁铁上绕制数匝线圈并保持静止不动 D. 在图4中，闭合线圈竖直向下运动并保持与条形磁铁在同一平面 5. 如图所示为静电推进装置的基本原理图。发射极和吸板分别接在高压直流电源的两极，带电液滴由发射极向吸板运动，不计液滴重力，以下说法正确的是（　　） A. 液滴携带负电荷 B 电场力对液滴做正功 C. 液滴做匀变速直线运动 D. 液滴的电势能在不断增加 6. 如图所示的电路中，和是由同种材料制成的厚度相同、表面均为正方形导体，与的边长比为，和为两条支路的电流，为、两点之间的电势差，为、两点之间的电势差，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B. 开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C. 开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D. 开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 8. 如图所示为回旋加速器两个D形金属盒，两极板M和N分别连接高频交流电源的两极。两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源位于盒的圆心附近，粒子最大回旋半径为。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在D形金属盒内做加速运动 B. 粒子做半圆周所用时间随半径增大而增大 C. 高频交流电源频率随磁感应强度的增大而增大 D. 粒子加速后获得的最大动能与最大回旋半径成正比 9. 如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A. 压力始终大于磁铁重力 B. 摩擦力方向始终向右 C. 摩擦力的大小始终不变 D. 摩擦力的大小先减小后增大 10. 随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　） A. “”为能量单位 B. 主机工作电流约为 C. 主机电动机的电阻约为 D. 电池最多能储存的能量约为 11. 如图所示，理想电路中，电容为，电感为。已经充电的电容器平行极板水平放置，开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止。现将开关S闭合并开始计时，不计空气阻力，取，下列说法正确的是（　　） A. 灰尘先向下运动，再向上运动 B. 灰尘先向上运动，再向下运动 C. 在时，线圈中电流达到最大 D. 在时，灰尘加速度大小为 12. 如图所示，在平面中，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直平面向外，图中虚线圆周的圆心为、半径为，一半径也为的四分之一圆弧形薄挡片可以沿虚线圆周放置在圆周上不同的位置。在轴上与圆心相距为的点有一粒子源，粒子源可以沿轴正方向发射不同速度的带正电粒子，已知粒子的质量为、电量为。整个装置处于真空中，不计粒子重力，忽略粒子之间的相互作用。当粒子碰到薄挡片后立即被吸收，则所有能够被薄挡片吸收的粒子中，在磁场中运动的最长时间为（　　） A. B. C. D. 13. 如图所示，水平放置的光滑平行导轨间距为，定值电阻的阻值为，其余电阻忽略不计，电容器的电容大小为，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。开关S闭合，金属棒在水平向右的外力作用下开始运动，在运动过程中金属棒始终与导轨保持垂直，当金属棒速度大小达到时，立即断开开关S，并改变水平外力使金属棒做始终做匀速运动。在某个时刻，外力功率恰好为定值电阻功率的两倍，则从开关S断开到此时刻的过程中，外力所做的功为（　　） A. B. C. D. 二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 下列有关说法正确的是（　　） A. 黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B. 振荡电路的周期越大，发射电磁波的本领就越大 C. 波长最短的电磁辐射是射线，它具有很高的能量 D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 15. 如图所示为自耦式变压器，输入端接正弦式交变电流，调节使原副线圈匝数比为，调节使滑动变阻器的阻值，已知变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的读数为 B. 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为 C. 保持的位置不变，将向下移动时，电压表示数保持不变 D. 保持的位置不变，将逆时针方向移动时，电阻消耗功率将增大 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，选长约为的金属丝绕成螺线圈。 （1）为选择合适电路，先用多用电表粗测金属丝电阻。将选择开关旋转到欧姆档“”位置，正确操作后，将两表笔与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大，为得到比较准确的测量结果，应将选择开关旋转到欧姆档________（填“×1”或“×100”）位置。在更换欧姆档后重新调零并测量，指针所指如图1所示，则其读数为________Ω。用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量如图2所示，则其读数为________。 （2）在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材： A.直流电源（电动势约为，内阻可忽略） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流） F.滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流） G.开关、导线若干。 为了有较高的测量精度，并能测得多组数据，在上述可供选择的实验器材中，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（填字母代号） （3）实验电路的部分线路连接如图3所示，剩下一根电压表正极的导线，应该连接在电流表________（填“a”或“b”）接线柱上；开关闭合前滑动变阻器的触头应位于________（填“最左侧”或“最右侧”）；该电路测量金属丝的电阻，测量结果比真实值________（填“偏大”或“偏小”）。 17. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在________（选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”）。 18. 在下列四个实验中，有关说法正确的是（　　） A. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，在放电过程中利用图线与坐标轴围成的面积可以估算电容器放电前储存的电荷量 B. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中，为了提高精度，在读取多组电压表和电流表数据的过程中，开关始终要保持闭合状态 C. 在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 D. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，当副线圈不接任何用电器时，副线圈的两端电压为零 19. 如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，，电容器的电容，电动机线圈的电阻，电压表为理想电表。 （1）闭合开关，断开开关，求稳定后电压表的示数； （2）同时闭合开关和，稳定后，电动机正常工作，流过电阻的电流， ①求电容器的带电量： ②求电动机的输出功率。 20. 如图所示，平行金属极板M和N水平放置，两极板的间距为、长度为，极板连接恒压电源。半径的光滑固定圆弧轨道ABC竖直放置，轨道左侧A点与N极板右端相接触，B为轨道最低点。现有一质量为、带电量的绝缘小球，从M板左端附近的P点以一定初速度水平射入，小球恰能从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道。假设小球可视为质点，不计极板边缘效应和空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球水平射入时的初速度； （2）求小球通过B点时对轨道的压力； （3）若将M板上移动一段距离，点在原位置保持不变，小球从点以相同的初速度水平射入，要使小球仍能够从A点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道，求圆弧轨道需要水平方向移动的距离和竖直方向移动的距离。 21. 在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 （1）在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） （2）从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； （3）若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； （4）装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 22. 如图所示，边长为正方形区域内存在匀强磁场，磁感应强度的方向垂直纸面向外，边放置一块与边长重合的电子收集板，点为收集板的正中间位置。在边的中点有一电子发射源，可向磁场内各个方向均匀发射速率为的电子，所有电子速度方向均与磁场方向垂直。已知竖直向上发射的电子恰好打在收集板的点，设电子的质量为，电荷量为，忽略电子的重力和他们之间的相互作用力，粒子打在板上立即被收集。 （1）求匀强磁场磁感应强度的大小； （2）求电子打在收集板最上端的位置和打在点上方与下方的电子数之比； （3）若电子速度的大小变为，试讨论收集板的收集率与电子速度的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$