精品解析：宁夏银川市第三十一中学2024-2025学年高二上学期期末物理试卷

银川市第三十一中学2024-2025学年度（上）期末考试 高二物理试卷 注意事项： 1.答题前填好自己的姓名、班级、考号信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 3.考试时间：75分钟；考卷总分：100分 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（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，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错不得分） 1. 我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家之一。下列不属于磁现象的是（　　） A. 磁体对周围通电导线产生作用力 B. 两个静止带电体之间存在相互作用力 C. 两条平行通电导线之间存在相互作用力 D. 物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转 2. 一个电子以的速率垂直射入一个匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为，则该磁场的磁感应强度大小为（电子的电荷量为）（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，正方形闭合金属线框从空中落入磁场，在下落过程中，线框的bc边始终与磁场的边界平行，完全进入磁场后再从磁场中离开，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中，ab边中感应电流方向 B. 线框进入磁场过程中，bc边受到的安培力方向向上 C. 线框离开磁场过程中，cd边中感应电流方向 D. 线框离开磁场过程中，da边受到的安培力方向向下 4. 如图所示的电路中，P、Q为两个相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. S接通瞬间，Q先亮 B S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间，通过P的电流从左向右 D. S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相同 5. 如图所示为一小型交流发电机示意图，线圈与电阻构成闭合回路，将两磁极间的磁场视为匀强磁场，图示时刻线圈平面恰与磁场方向垂直。当线圈绕轴按图示方向匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻通过电阻的电流为零 B. 图示时刻线圈的磁通量为零 C. 从图示时刻开始，线圈转过时，电阻中的电流最大 D. 从图示时刻开始，线圈转过时，线圈的磁通量变化率等于零 6. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知ab边长为4L，与磁场方向垂直，bc边长为3L，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场垂直轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线框磁通量最小 B. 时线圈的感应电动势最小 C. 感应电动势瞬时值为时，线框平面与中性面的夹角可能为 D. 减小线圈转动的角速度，则产生的最大感应电动势大于 二、多项选择（共3题，每题6分，共18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，不选或有错选的得0分） 8. 如图所示为电流产生磁场的磁感线分布图，①、②为直线电流产生的磁场，③、④为环形电流产生的磁场，正确的图是（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 9. 如图所示，B表示磁感应强度，I表示通电直导线的电流，F表示安培力，正确的是 A. B. C. D. 10. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子、、先后从容器A正下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片上的不同位置，其中粒子距小孔最远，粒子距小孔最近。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子均带正电荷 B. 加速电场电场强度方向竖直向上 C. 粒子的电荷量与质量之比值最小 D. 粒子在磁场中运动的时间最短 第Ⅱ卷（非选择题） 11. 某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V） 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： （1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为_______mm； （2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（填“1”或“2”）端； （3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示，求得电阻RY=______Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； （4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率______（填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 12. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表（量程，内阻约为）； 电流表（量程，内阻约为）； 滑动变阻器（，允许通过的最大电流1A）； 待测电池组（电动势约为3V，内阻约为）； 开关导线若干。 （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是______。 （2）改正这条导线连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的______端（填“”或“”）。 （3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显，但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像，如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为______V，内阻为______。结果均保留两位有效数字） 四、解答题 13. 在竖直方向的磁场中，有一个共有匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为，在时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到，求 （1）线圈产生的总感应电动势； （2）线圈中的感应电流大小。 14. 如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里，有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为，不计粒子的重力。求： （1）求粒子做圆周运动的轨道半径r； （2）带电粒子的比荷； （3）带电粒子穿过磁场所用的时间t。 15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以匀速向上运动，某时刻撤去拉力，金属棒沿导轨向上运动到达最高位置，之后会沿金属导轨下滑，当下滑的距离为时，金属棒达到最大速度，此过程中金属棒始终未脱离导轨，重力加速度。 （1）求金属棒ab在匀速阶段产生的感应电动势为多大？ （2）求金属棒ab在匀速阶段受到向上的拉力为多大？ （3）在金属棒在下滑过程中电阻产生的热量是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 银川市第三十一中学2024-2025学年度（上）期末考试 高二物理试卷 注意事项： 1.答题前填好自己的姓名、班级、考号信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 3.考试时间：75分钟；考卷总分：100分 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（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，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错不得分） 1. 我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家之一。下列不属于磁现象的是（　　） A. 磁体对周围通电导线产生作用力 B. 两个静止带电体之间存在相互作用力 C. 两条平行通电导线之间存在相互作用力 D. 物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁体对周围通电导线产生作用力属于磁现象，不符合题意； B．两个静止带电体之间存相互作用力属于静电力，不属于磁现象，符合题意； C．两条平行通电导线之间存在相互作用力属于磁现象，不符合题意； D．物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转属于磁现象，不符合题意。 故选B。 2. 一个电子以的速率垂直射入一个匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为，则该磁场的磁感应强度大小为（电子的电荷量为）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由洛伦兹力公式 可得磁感应强度 代入已知数据 故选C。 3. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，正方形闭合金属线框从空中落入磁场，在下落过程中，线框的bc边始终与磁场的边界平行，完全进入磁场后再从磁场中离开，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中，ab边中感应电流方向 B. 线框进入磁场过程中，bc边受到的安培力方向向上 C. 线框离开磁场过程中，cd边中感应电流方向 D. 线框离开磁场过程中，da边受到的安培力方向向下 【答案】B 【解析】 【详解】A．线框进入磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，知线框中感应电流方向，A错误； B．线框进入磁场过程中，穿过线框的磁通量增大，线框有收缩的趋势，bc边受到的安培力方向向上，B正确； C．线框离开磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，感应电流方向，C错误； D．线框离开磁场过程中，穿过线框的磁通量减少，线框有扩张的趋势，da边受到的安培力方向向上，D错误。 故选B。 4. 如图所示电路中，P、Q为两个相同的灯泡，L的电阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. S接通瞬间，Q先亮 B. S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间，通过P的电流从左向右 D. S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．灯Q与线圈L串联，当电键K闭合时，灯P立即发光。通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的自感电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，Q逐渐亮起来。所以P比Q先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同。故AB错误； CD．稳定后当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡P、Q构成闭合回路放电，电流的方向与L中电流的方向相同，所以通过Q的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，是从右向左，两灯都过一会儿熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示为一小型交流发电机示意图，线圈与电阻构成闭合回路，将两磁极间的磁场视为匀强磁场，图示时刻线圈平面恰与磁场方向垂直。当线圈绕轴按图示方向匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻通过电阻的电流为零 B. 图示时刻线圈的磁通量为零 C. 从图示时刻开始，线圈转过时，电阻中的电流最大 D. 从图示时刻开始，线圈转过时，线圈的磁通量变化率等于零 【答案】A 【解析】 【详解】A．图示时刻线圈位于中性面，感应电动势为零，则通过电阻的电流为零，A正确； B．图示时刻线圈的磁通量最大，B错误； C．从图示时刻开始，线圈转过时，线圈再次回到中性面，则电阻中的电流为零，C错误； D．从图示时刻开始，线圈转过时，穿过线圈的磁通量为零，但此时的磁通量变化率最大，D错误。 故选A。 6. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知ab边长为4L，与磁场方向垂直，bc边长为3L，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】因段与磁场方向平行，故不受安培力，段与磁场方向垂直，所受安培力大小为 则该导线受到的安培力大小为。 故选B。 7. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线框的磁通量最小 B. 时线圈的感应电动势最小 C. 感应电动势瞬时值为时，线框平面与中性面的夹角可能为 D. 减小线圈转动的角速度，则产生的最大感应电动势大于 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，故A错误； B．由图象知：时线圈的感应电动势最大，故B错误； C．由瞬时值表达式可知，当e=22V时，有 则可知线圈平面与磁感线的夹角可能为45°，故C正确； D．减小线圈转动的角速度，则产生的最大感应电动势，会变小，小于，故D错误； 故选C。 二、多项选择（共3题，每题6分，共18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，不选或有错选的得0分） 8. 如图所示为电流产生磁场的磁感线分布图，①、②为直线电流产生的磁场，③、④为环形电流产生的磁场，正确的图是（　　） A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A正确； B．电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故B错误； C．图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误； D．图中根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故D正确； 故选AD。 9. 如图所示，B表示磁感应强度，I表示通电直导线的电流，F表示安培力，正确的是 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据左手定则，该图中安培力方向向上，选项A正确； B．根据左手定则，该图中安培力方向向下，选项B错误； C．根据左手定则，该图中安培力方向向左，选项C错误； D．根据左手定则，该图中安培力方向向右，选项D正确； 故选AD。 10. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子、、先后从容器A正下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片上的不同位置，其中粒子距小孔最远，粒子距小孔最近。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子均带正电荷 B. 加速电场的电场强度方向竖直向上 C. 粒子的电荷量与质量之比值最小 D. 粒子在磁场中运动的时间最短 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由左手定则，可知带电粒子均带正电荷，A正确； B．带电粒子均带正电荷，加速电场的电场强度方向竖直向下，B错误； C．由， 可知 粒子的半径最大，比荷最小，C正确； D．粒子均运动了半个周期，c的半径最小，比荷最大，周期最小，所以粒子在磁场中运动的时间最短，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题） 11. 某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V） 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： （1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为_______mm； （2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（填“1”或“2”）端； （3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示，求得电阻RY=______Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； （4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率______（填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 【答案】（1）2.450 （2）1 （3）1.91 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为 【小问2详解】 由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端； 【小问3详解】 根据图丙的I-U图像，结合欧姆定律有 【小问4详解】 根据电阻定律 可得 两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知 12. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表（量程，内阻约为）； 电流表（量程，内阻约为）； 滑动变阻器（，允许通过的最大电流1A）； 待测电池组（电动势约为3V，内阻约为）； 开关导线若干。 （1）该小组连接实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是______。 （2）改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的______端（填“”或“”）。 （3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显，但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像，如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为______V，内阻为______。结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）5 （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 因为电池组内阻较小，故对于电池组来说应该采用电流表外接法，题图甲中采用的是电流表内接法，故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表或待测电池组的正接线柱。 【小问2详解】 开始实验前应该让滑动变阻器连入电路的阻值最大，故应将滑片置于端。 【小问3详解】 [1]在电池组的图像中，图线与纵轴的交点即为电池组电动势，故； [2]图线与横轴的交点为短路电流，故可得等效内阻为 又因为在开关和电池组负极之间接有的电阻，故电池组内阻为 。 四、解答题 13. 在竖直方向的磁场中，有一个共有匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为，在时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到，求 （1）线圈产生的总感应电动势； （2）线圈中的感应电流大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的总感应电动势为 代入数据解得 （2）根据闭合回路欧姆定律可得 14. 如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里，有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为，不计粒子的重力。求： （1）求粒子做圆周运动轨道半径r； （2）带电粒子的比荷； （3）带电粒子穿过磁场所用的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作出带电粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动的半径为 【小问2详解】 根据牛顿第二定律有 整理可得带电粒子的比荷 【小问3详解】 带电粒子做圆周运动的周期为 带电粒子穿过磁场所用的时间为 15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以匀速向上运动，某时刻撤去拉力，金属棒沿导轨向上运动到达最高位置，之后会沿金属导轨下滑，当下滑的距离为时，金属棒达到最大速度，此过程中金属棒始终未脱离导轨，重力加速度。 （1）求金属棒ab在匀速阶段产生的感应电动势为多大？ （2）求金属棒ab在匀速阶段受到向上的拉力为多大？ （3）在金属棒在下滑过程中电阻产生的热量是多大？ 【答案】（1）6V （2） （3）1.5J 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律，有 【小问2详解】 设此时拉力的大小为F，有 设回路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 解得 【小问3详解】 下滑过程到达最大速度有 由闭合电路欧姆定律，有 其中 根据能量守恒 电阻产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $