精品解析：广西北海市普通高中2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

2024年广西北海市普通高中高二物理期末考试试题 一、单选题（本题共6小题，每题4分，共24分） 1. 力F1、F2是两个相互垂直的共点力，其中F1＝5N，F2＝12N，则F1、F2的合力大小为 A. 2 N B. 7 N C. 13 N D. 17 N 2. 关于下列实验及现象的说法，正确的是（ ） A. 图甲说明薄板是非晶体 B. 图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且T1 > T2 C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D. 图丁说明水黾受到了浮力作用 3. 磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS＝kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量，由题中的信息可知（　　） A. 该电流表的刻度是均匀的 B. 线圈转动过程中受到的安培力的大小变大 C. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 D. 更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即） 4. 下列说法正确的是 A. 电势有正负，所以是矢量 B. 电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量 C. 比较磁通量时，需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过，因为磁通量是矢量 D. 某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量 5. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。图甲为侧视图，乙为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为（k为一定值）。下列说法正确的是（　　） A. 为使电子加速，电磁铁的磁性应逐渐减弱 B. 为使电子加速，感生电场的方向应该沿逆时针方向 C. 为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流应该增大 D. 电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为 6. 质量为m、长为L的直导体棒放置于光滑圆弧轨道上，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，其截面图如图所示．，．则下列关于导体棒中电流的分析正确的是 A. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 B. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C. 导体林中电流垂直纸面向外，大小为 D. 导体称中电流垂直纸面向外，小为 二、多选题（本题共4小题，每题5分，共20分） 7. 如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数 n=100 匝，电阻为 r=1Ω的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′匀速转动 线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻R1=6Ω，R2=3Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期 T=0.2s．从 线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2V．下列说法中正确的是 A. 电阻R2上的电功率为W B. 经过10s时间，通过R1的电流方向改变 100 次 C. 从开始计时到 1/ 20 s 通过电阻 R2 的电荷量为C D. 若线圈转速变为原来的 2 倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律 8. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，水平边长ab是竖直边长bc的2倍，当A与B之间接入的电压为U1=4V时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为U2=8V时，下列说法正确的是 A. CD间的电阻为1Ω B. CD间的电阻为4Ω C. CD间的电流为2A D. CD间的电流为8A 9. 如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则( ) A. 两板间电压的最大值 B. CD板上可能被粒子打中区域的长度 C. 粒子在磁场中运动的最长时间 D. 能打到N板上的粒子的最大动能为 10. 据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（ ） A. U越大，表示c越小 B. U越大，表示c越大 C. 检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小 D. U越大，表示检测到驾驶员喝酒越多 三、实验题（本题共2小题，每题9分，共18分） 11. 如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图可知，该电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。 12. 关于电流表、电压表的改装： （1）有一个满偏电流为100mA的毫安表，电表内阻为9Ω，现将该毫安表的量程扩大至0.6A，则应并联一个阻值为_____Ω的电阻。 （2）如图所示为一双量程电压表的示意图，已知电流表G的量程为0~10mA，内阻为60Ω，图中串联的分压电阻R1=440Ω，则R2=_____Ω。 四、计算题（本题共2小题，每题19分，共38分） 13. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场．求： （1）若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向是向上还是向下？磁感应强度B1为多大？ （2）若导体棒与斜面间无挤压，则施加的磁场方向如何？则磁感应强度B2为多大？ （3）沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小？最小值B3为多少？ 14. 间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，如图所示，倾斜部分导轨的倾角，上端连有阻值R=0.5Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d=3m．现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5Ω、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足（比例系数k未知），运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻．求： （1）导体棒ab的速度v0； （2）导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热； （3）若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年广西北海市普通高中高二物理期末考试试题 一、单选题（本题共6小题，每题4分，共24分） 1. 力F1、F2是两个相互垂直的共点力，其中F1＝5N，F2＝12N，则F1、F2的合力大小为 A. 2 N B. 7 N C. 13 N D. 17 N 【答案】C 【解析】 【详解】力F1、F2是两个相互垂直的共点力，根据平行四边形法则可知，F1、F2的合力大小为，故选C. 2. 关于下列实验及现象的说法，正确的是（ ） A. 图甲说明薄板是非晶体 B. 图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且T1 > T2 C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D. 图丁说明水黾受到了浮力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲说明薄板的导热性能是各向同性，则薄板是非晶体或多晶体，故A错误； B．图乙说明气体速率分布随温度变化，T1时速率低的占的比例比T2时多，速率大的占的比例比T2时少，则T1 < T2，B项错误； C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关，故C正确； D．图丁说明水的表面存在表面张力，故D错误。 故选C。 3. 磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS＝kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量，由题中的信息可知（　　） A. 该电流表的刻度是均匀的 B. 线圈转动过程中受到的安培力的大小变大 C. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 D. 更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即） 【答案】A 【解析】 【详解】A．依题意可知，其中N、B、S、k为常数，则I与θ成正比，故电流表的刻度是均匀的，A正确； B．由安培力，其中N、B、L为常数，电流I不变，故线圈转动过程中受到的安培力的大小不变，B错误； C．如图所示，根据左手定则，线圈将沿顺时针方向转动，C错误； D．电流表的灵敏度，更换k值更大的螺旋弹簧，灵敏度减小，D错误。 故选A。 4. 下列说法正确的是 A. 电势有正负，所以是矢量 B. 电流的方向规定为正电荷移动的方向，所以电流强度是矢量 C. 比较磁通量时，需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过，因为磁通量是矢量 D. 某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，所以磁感应强度是矢量 【答案】D 【解析】 【详解】A、电势是标量，电势有正负之分，电势的正负是相对的，它相对于你所取的零电势面，故A错误； B、电流的方向表示正电荷定向移动的方向，由于电流运算时不遵守平行四边形定则，所以电流不是矢量，故B错误； C、磁通量是通过闭合线圈的磁感线的条数，它是标量，但是磁通量也有正负，磁通量的正负并不表示磁通量的方向，故C错误； D、磁感应强度是矢量，某处磁感应强度的方向规定为该处小磁针静止时N极所指的方向，故D正确； 故选D． 5. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。图甲为侧视图，乙为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为（k为一定值）。下列说法正确的是（　　） A. 为使电子加速，电磁铁的磁性应逐渐减弱 B. 为使电子加速，感生电场的方向应该沿逆时针方向 C. 为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流应该增大 D. 电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．为使电子加速，应使感生电场方向与电子运动方向相反，由于电子沿沿逆时针方向运动，如果电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，由楞次定律可得，电磁铁的磁性应逐渐增强，A错误； B．由于电子带负电，所以感生电场的方向应该沿顺时针方向，B错误； C．当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，若电流增大，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动，C正确； D．磁感应强度随时间的变化率为 感生电动势 电子运动一周感生电场始终做正功 D错误。 故选C。 6. 质量为m、长为L的直导体棒放置于光滑圆弧轨道上，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，其截面图如图所示．，．则下列关于导体棒中电流的分析正确的是 A. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 B. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C. 导体林中电流垂直纸面向外，大小为 D. 导体称中电流垂直纸面向外，小为 【答案】A 【解析】 【分析】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，根据左手定则判断电流方向，根据平衡条件求解安培力，根据安培力公式FA=BIL求解电流． 【详解】对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，如图所示： 安培力向右，根据左手定则，电流向里；根据平衡条件，有：FA=mgtan53°=mg，故电流：，故选A． 二、多选题（本题共4小题，每题5分，共20分） 7. 如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数 n=100 匝，电阻为 r=1Ω的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′匀速转动 线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻R1=6Ω，R2=3Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期 T=0.2s．从 线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2V．下列说法中正确的是 A. 电阻R2上的电功率为W B. 经过10s时间，通过R1的电流方向改变 100 次 C. 从开始计时到 1/ 20 s 通过电阻 R2 的电荷量为C D. 若线圈转速变为原来的 2 倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律 【答案】BC 【解析】 【详解】A.电阻上的电功率为，故A错误． B.交流电的频率为，所以交流电在内方向改变10次，经过10s时间，电流方向改变 100 次，故B正确． C.根据闭合电路欧姆定律产生的感应电动势的有效值为，所以的感应电动势的最大值为，由公式，可知，故线圈中的磁通量为，从开始计时到，磁通量的变化量为，故通过的电量为，故C正确． D.若转速增大2倍，角速度也增大2倍，所以产生的感应电动势，线圈中产生的电动势随时间变化的规律为，故D错误． 8. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，水平边长ab是竖直边长bc的2倍，当A与B之间接入的电压为U1=4V时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为U2=8V时，下列说法正确的是 A. CD间的电阻为1Ω B. CD间的电阻为4Ω C. CD间的电流为2A D. CD间的电流为8A 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.设薄板厚度为d，当A、B间接入电压，根据电阻定律知，R1=ρ，当C与D间接入电压，R2=ρ， 则R1：R2= =4，R1= =4Ω，R2=1Ω，故A正确，B错误； CD.根据欧姆定律得，I=U/R，，故C错误，D正确． 故选AD 9. 如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则( ) A. 两板间电压的最大值 B. CD板上可能被粒子打中区域的长度 C. 粒子在磁场中运动的最长时间 D. 能打到N板上的粒子的最大动能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示， A.当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，可知粒子半径r=L，在加速电场中，根据动能定理 在偏转磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得 可得两板间电压的最大值，故A正确； B.设粒子轨迹与CD相切于H点，此时粒子半径为，粒子轨迹垂直打在CD边上的G点，则GH间距离即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系 解得，则可得粒子打中区域的长度 故B错误； C.粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场中运动的最大圆心角，所以粒子在磁场中运动的最长时间为，故C正确； D.当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能为，根据洛伦兹力提供向心力可得 qvB=m 解得能打到N板上的粒子的最大动能为，故D正确． 10. 据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（ ） A. U越大，表示c越小 B. U越大，表示c越大 C. 检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小 D. U越大，表示检测到驾驶员喝酒越多 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．图中酒精传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精传感器的电阻减小，由题知酒精气体传感器电阻r´的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确； C．检测到驾驶员喝了酒时，c增大，r´减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U的示数增大，故C错误； D．由上分析可知，U越大，c越大，表示检测到驾驶员喝酒越多，故D正确； 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，每题9分，共18分） 11. 如图所示为根据实验数据画出的路端电压U随电流I变化的图线，由图可知，该电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。 【答案】 ①. 1.5 ②. 0.625 【解析】 【分析】 【详解】[1]由图可知，电源的电动势为 E=1.5V [2]当路端电压为1.00V时，电流为0.80A；由E=U+Ir可得 r=Ω=0.625Ω 12. 关于电流表、电压表的改装： （1）有一个满偏电流为100mA的毫安表，电表内阻为9Ω，现将该毫安表的量程扩大至0.6A，则应并联一个阻值为_____Ω的电阻。 （2）如图所示为一双量程电压表的示意图，已知电流表G的量程为0~10mA，内阻为60Ω，图中串联的分压电阻R1=440Ω，则R2=_____Ω。 【答案】 ①. 1.8 ②. 1000 【解析】 【详解】（1）[1]．根据电表的改装原理可知，应并联的电阻 （2）[2]．根据电表的改装原理可知，R2的阻值为 四、计算题（本题共2小题，每题19分，共38分） 13. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以施加方向垂直于导体棒的匀强磁场．求： （1）若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向是向上还是向下？磁感应强度B1为多大？ （2）若导体棒与斜面间无挤压，则施加的磁场方向如何？则磁感应强度B2为多大？ （3）沿什么方向施加匀强磁场可使磁感应强度最小？最小值B3为多少？ 【答案】（1）竖直向上，；（2）水平向左，；（3）磁场的方向垂直斜面向上， 【解析】 【详解】（1）方向竖直向上 由 BIL =mgtanα 得 （2）方向水平向左 由 BIL = mg 得 （3）方向垂直斜面向上 由 BIL = mg sinα 得 14. 间距为l=0.5m两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，如图所示，倾斜部分导轨的倾角，上端连有阻值R=0.5Ω的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B1=0.5T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d=3m．现将质量m=0.1kg、内阻r=0.5Ω、长l=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v=2m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足（比例系数k未知），运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻．求： （1）导体棒ab的速度v0； （2）导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热； （3）若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件． 【答案】（1）8m/s；（2）1.5C,1.5 J；（3） 【解析】 【详解】（1）当导体棒ab运动稳定后，做匀速运动，由平衡条件知 根据法拉第电磁感应定律 感应电流 联立得 （2）穿过B2磁场过程中的平均电流 联立得 =1.5C 设穿过B2磁场过程中产生的总焦耳热为Q，则由能量守恒定律知 导体棒ab产生的焦耳热 联立得 Q=1.5 J （3）根据题意有 则若导体棒ab以速度v′进入B2磁场时与在磁场中通过的距离x′满足 导体棒ab在B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知 又 联立得 根据题意 联立以上二式并代入数据得 ． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $