遼寧省沈陽市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試題（含答案）

遼寧省重沈陽市2023-204學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題（本大題共6小題，共24.0分）1．下列說法正確的是（）A．電荷放入磁場中一定受洛倫茲力的作用，洛倫茲力的方向與該處磁場方向垂直B．磁感應(yīng)強度的定義式B=FIL，因此B與C．磁通量既有大小又有方向所以是矢量D．電場力可以做正功、負功或者不做功，但洛倫茲力永遠不做功2．某電場中的電場線分布如圖所示，現(xiàn)將一帶負電的點電荷從A點移至B點需克服電場力做功，則B、C兩點的場強和電勢的大小關(guān)系是（）A．EB>EC，φBC．EB>EC，φB3．在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡．線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計．下列說法正確的是（）A．閉合開關(guān)S時，A1和A2同時亮B．閉合開關(guān)S時，A2先亮，A1逐漸變亮C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，A2閃亮一下再熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，流過A2的電流方向向左4．如圖所示，在等邊三棱鏡截面ABC內(nèi)，有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點，已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為θ=30°，該三棱鏡對該單色光的折射率為A．該單色光在AB邊界發(fā)生全反射B．該單色光在AC邊界發(fā)生全反射C．該單色光從空氣進入棱鏡，波長變長D．從E點射入三棱鏡的光線與底邊BC平行5．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3：1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。原線圈所接電壓u隨時間A．理想變壓器輸入、輸出功率之比為3：1B．理想變壓器原、副線圈中的電流之比為3：1C．u隨t變化的規(guī)律為u=54sin100πt(V)D．若熱敏電阻RT6．如圖所示，水平光滑平行導(dǎo)軌處于勻強磁場中，R為定值電阻，其它電阻忽略不計，原來靜止的導(dǎo)體棒AB受恒力F的作用而運動起來，對于感應(yīng)電流隨時間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．二、多選題（本大題共4小題，共22.0分）7．如圖所示，在等勢面沿豎直方向的勻強電場中，一帶負電的微粒以一定初速度射入電場，并沿直線從A向B運動，由此可知（）A．電場中A點的電勢低于B點的電勢B．微粒在A點時的動能大于在B點時的動能，在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能C．微粒在A點時的動能小于在B點時的動能，在A點時的電勢能大于在B點時的電勢能D．微粒在A點時的機械能與電勢能之和等于在B點時的機械能與電勢能之和8．如圖所示，圓心角為90°的扇形區(qū)域MON內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，P點為半徑OM的中點?，F(xiàn)有比荷相等的兩個帶電粒子a、b，以不同的速率先后從P點沿ON方向射入磁場，粒子a從M點射出磁場，粒子b從N點射出磁場，不計兩粒子重力及粒子間相互作用，下列說法正確的是（）A．粒子a帶正電，粒子b帶負電B．粒子a在磁場中運動時間較長C．粒子a、b的速度大小之比為4：1D．粒子a、b的向心加速度大小之比為1：59．如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子以不同初速度（不計重力）被加速電場加速后，進入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2A．速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外B．進入B0C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于ED．粒子打在膠片上的位置越遠離狹縫P，粒子的比荷越小10．如圖甲所示，線圈A(圖中實線，共100匝)的橫截面積為0.3m2，總電阻r=2Ω，A右側(cè)所接電路中，電阻R1=2Ω，R2=6Ω，電容C=3μF，開關(guān)S1閉合。A中有橫截面積為A．閉合S2、電路穩(wěn)定后，通過R2B．閉合S2C．閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1，通過R2的電流由D．閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1，通過R三、實驗題（本大題共2小題，共20.0分）11．某實驗小組測量一充電寶的電動勢和內(nèi)阻。從說明書可知該充電寶的電動勢約為5V。內(nèi)阻很小，約0.1～0.（1）該小組將充電寶連接線的外絕緣層剝開，找出充電寶的正極和負極，將多用電表選擇開關(guān)旋到10V直流電壓擋，先進行機械調(diào)零，然后紅、黑表筆分別接觸充電寶的正極和負極，電表刻度盤如圖甲所示，該讀數(shù)為V。（2）該小組想進一步精確測出該充電寶的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的器材如下：A.電壓表V(量程為6V，內(nèi)阻約為B.電流表A(量程為3A，內(nèi)阻約為C.滑動變阻器R1(D.定值電阻RE.一個開關(guān)及導(dǎo)線若干該小組設(shè)計了兩種測量充電寶電動勢和內(nèi)阻的電路，圖乙中(填“A電路”或“B電路”)（3）該小組通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組I、U數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上描點連線如圖所示，根據(jù)U?I圖像，可求得該充電寶的電動勢為V，內(nèi)阻為Ω，(結(jié)果均保留兩位小數(shù))12．為了測量一阻值約為6Ω精密金屬絲的電阻率，除待測金屬絲外，實驗室還備有的實驗器材如下：A.電壓表V1(量程3VB.電壓表V2(量程l5VC.電流表A1(量程3AD.電流表A2(量程600mAE.滑動變阻器RF.滑動變阻器RG.輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源EH.電阻箱I，開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）為使測量盡量準確，電壓表的讀數(shù)從零開始調(diào)，則上述器材中電壓表應(yīng)選用(填序號)，電流表應(yīng)選用(填序號)，滑動變阻器應(yīng)選用(填序號)；（2）下圖中最合理的電路圖應(yīng)選擇該圖的接法中測量值比真實值偏（3）如果金屬絲直徑為D，長度為L，所測電壓為U，電流為I，寫出計算電阻率的表達式ρ=。(用字母表示)四、計算題（本大題共3小題，共34.0分）13．如圖所示，正方形線圈abcd繞對稱軸OO'在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為100rad/s，已知ab=ad=20cm，匝數(shù)N=100，磁感應(yīng)強度B=1T，圖示位置線圈平面與磁感線平行。閉合回路中線圈的電阻r=4Ω，外電阻（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值；（2）交流電壓表的示數(shù)；（3）從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中的通過線圈截面的電荷量14．如圖所示，直角坐標(biāo)系第Ⅰ象限中存在沿y軸負方向的勻強電場，第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子，在?x軸上點a以速率v0，方向和?x軸方向成60°射入磁場，然后經(jīng)y軸上坐標(biāo)為(0，L)的b點垂直于y軸方向進入電場，最后從x軸上x=2L（1）磁感應(yīng)強度B的大??；（2）電場強度E的大小。15．如圖所示，兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻，下端開口，軌道間距L=1m，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場向垂直斜面向上，質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻r=1Ω，電路中其余電阻不計，金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運動時始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.5，sin37（1）求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運動的最大速度vm（2）求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運動過程中，電阻R的最大電功率PR（3）若從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過電阻R的總電荷量

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A.由洛倫茲力公式F=Bqvsinθ可知，靜止的電荷放入磁場中不受洛倫茲力，運動電荷的速度方向與磁感應(yīng)線平行時θ=0°，也不受洛倫茲力，A不符合題意；

B.B=FIL是磁感應(yīng)強度的定義式，B是由磁場本身決定的，與F、I、L的變化無關(guān)，B不符合題意；

C.磁通量只有大小沒有方向，是標(biāo)量，C不符合題意；

D.電場力可以與帶電物體的速度方向成任何角度關(guān)系，所以電場力可以做正功、負功或者不做功，由于運動電荷所受洛倫茲力方向與速度方向總垂直，所以洛倫茲力永遠不做功，D符合題意。

故答案為：D。2．【答案】A【解析】【解答】根據(jù)電場線的疏密表示場強大小，可知EB>EA>EC3．【答案】B【解析】【解答】解：A、當(dāng)電鍵K閉合時，燈2立即發(fā)光．通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，1逐漸亮起來．所以2比1先亮．由于線圈直流電阻忽略不計，當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩燈電流相等，亮度相同．故A錯誤B正確；C、穩(wěn)定后當(dāng)電鍵S斷開后，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當(dāng)于電源，與燈泡1、2串聯(lián)，兩燈電流相同，都過一會兒熄滅，燈2不會閃亮，流過A2的電流方向向右；故C錯誤，D錯誤；故選：B【分析】當(dāng)電鍵K閉合時，通過線圈L的電流增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動勢的方向和作用，分析哪個燈先亮．?dāng)嚅_瞬間也可以按照同樣的思路分析．4．【答案】D【解析】【解答】A.該單色光入射AB邊時，是從光疏介質(zhì)射線光密介質(zhì)，所以不可能在AB邊界發(fā)生全反射，A不符合題意；

D.在E點，入射角為i=90°-θ=60°，由折射率公式n=sinisinr可得，光在AB邊的折射角為r=30°，根據(jù)幾何關(guān)系知，該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行，D符合題意；

B.畫出光路圖如圖

由幾何關(guān)系可知，光線射到AC邊時的入射角等于AB邊時的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，該單色光在AC邊界不會發(fā)生全反射，B不符合題意；

C.光從空氣進入棱鏡，頻率不變，波速減小，由v=λf可知，波長變短，C不符合題意。

故答案為：D。

5．【答案】D【解析】【解答】A.理想變壓器輸入功率等于輸出功率，比值為1：1，A不符合題意；

B.根據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流強度與匝數(shù)關(guān)系可得I1I2=n2n1=13，B不符合題意；

C.由圖（乙）可知交流電壓最大值Um=272V6．【答案】C【解析】【解答】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv，由閉合電路歐姆定律得通過導(dǎo)體棒電流為I=ER，導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=B2L2v7．【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)題意可知，微粒做直線運動，則粒子受到的合力一定與AB在同一直線上，可得粒子的受力如圖所示：

因為電場力和重力的合力大小恒定，方向與速度方向相反，所以微粒做勻減速運動，由微粒帶負電，可知電場方向水平向右，根據(jù)沿電場線電勢降低，可知A點的電勢高于B點的電勢，A不符合題意；

BC.由上述分析可知，微粒微粒從A運動到B，做勻減速直線運動，速度減小，動能減小，由能量守恒定律可知，電勢能增大，故微粒在A點時的動能大于在B點時的動能，在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能，B符合題意，C不符合題意；

D.由能量守恒定律可知，從A到B過程中，機械能與電勢能之和保持不變，D符合題意。

故答案為：BD。

【分析】根據(jù)粒子做直線運動的特點分析電場力的方向，由電場力方向得出電場線方向，再由電場線方向判斷A、B兩點電勢的高低；根據(jù)粒子的運動情況分析粒子動能的變化情況；由能量守恒定律分析其它能量的變化情況。8．【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)左手定則，可知粒子a帶負電，粒子b帶正電，A不合題意；

B.依題意，做出粒子的運動軌跡如圖所示：

粒子a在磁場中運動時，軌跡的圓心角比b大，粒子的磁場中的運動時間t=θ2πT=θ2π·2πmqB=θmqB，可知粒子a在磁場中運動時間較長，B符合題意；

C.設(shè)扇形的半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系，a粒子的軌跡半徑為r1=R4，對b粒子，有(r2-R2)2+R9．【答案】A,C,D【解析】【解答】A．根據(jù)帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，根據(jù)左手定則知，該粒子帶正電，則在速度選擇器中電場力水平向右，則洛倫茲力水平向左，根據(jù)左手定則知，磁場方向垂直紙面向外，A符合題意；B．進入B0磁場的粒子速度相同，根據(jù)可知，周期不一定相同，則在該磁場中運動時間不一定相等，B不符合題意；C．能通過狹縫P的帶電粒子，在過速度選擇器時做直線運動，則qE=qvB解得v=C符合題意；D．進入偏轉(zhuǎn)電場后，則qv解得r=則可知r越大，粒子打在膠片上的位置越遠離狹縫P，粒子的比荷越小，D符合題意。故答案為：ACD。

【分析】帶電粒子在速度選擇器中電場力水平向右，磁場方向垂直紙面向外。B010．【答案】A,B,D【解析】【解答】A.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=n?B?tS=100×0.63×0.2V=4V，則閉合S2，電路穩(wěn)定后，由閉合電路歐姆定律可得，通過R2的電流大小為I=ER1+R2+r=0.4A，A符合題意；

B.根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，則閉合S2、電路穩(wěn)定后，電容器上極板帶正電，B符合題意；

CD.由B選項的分析可知，閉合S2，電路穩(wěn)定后電容器上極板帶正電，電容器帶電量Q=CU11．【答案】（1）3.8（2）B電路（3）5.00；0.13【解析】【解答】（1）用直流10V檔測量時，最小刻度0.2V，則讀數(shù)為3.8V；

（2）由題意可知，充電寶的內(nèi)阻很小，如果選擇A電路的接法，電流表內(nèi)阻對測量充電寶的內(nèi)阻造成的誤差會較大，所以應(yīng)該選擇B電路測量充電寶電動勢和內(nèi)阻；

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=U+Ir+R0，得U=E-Ir+R12．【答案】（1）A；D；E（2）d；?。?）πU【解析】【解答】（1）因電源使用輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源，因此電壓表應(yīng)選用V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ)，選A。流經(jīng)待測電阻的最大電流約為I=ERx≈36A=0.5A=500mA，則電流表應(yīng)選用A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω），選D。因為電壓表的讀數(shù)要求從零開始調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器要用分壓方式接法，為方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選最大阻值比較小的滑動變阻器R1（0~5Ω，0.6A），選E；

（2）根據(jù)題目要求，滑動變阻器要用分壓方式接入電路；又因為，Rx≈6Ω<R13．【答案】（1）解：線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值為E（2）解：線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的有效值為E=交流電壓表的示數(shù)為U=（3）解：從圖示位置轉(zhuǎn)過90°【解析】【分析】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律求解線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大