第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2023-2024學(xué)年遼寧省大連二十四中協(xié)作校高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.下列說(shuō)法中正確的是(

)A.安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

C.法拉第發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 D.麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在2.一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。當(dāng)圓盤在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.磁針的磁場(chǎng)使圓盤磁化，圓盤產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

3.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t=t1時(shí)刻斷開(kāi)S，下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間tA. B.

C. D.4.如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平面的M、N兩小孔中，O為M、N連線的中點(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。導(dǎo)線中均通有大小相等、方向向下的電流。已知長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=KIr，式中K是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到與導(dǎo)線的距離。一帶負(fù)電小球以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到bA.先增大后減小 B.先減小后增大 C.一直在增大 D.一直在減小5.2021年中國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造了新的紀(jì)錄.為粗略了解等離子體在托卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況，某同學(xué)將一小段真空室內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)理想化為方向均水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(如圖)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若某電荷量為q的正離子在此電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為v1，垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為v2，不計(jì)離子重力，則(

)A.電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率為qEv12+v22 B.6.如圖所示，紙面內(nèi)有一圓心為O，半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向里。由距離O點(diǎn)0.4R處的P點(diǎn)沿著與PO連線成θ=30°的方向發(fā)射速率大小不等的電子。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e

A.7eBR10m B.297.一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為4Ω、1Ω和6Ω，A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為A.2 B.3 C.4 D.5二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，足夠長(zhǎng)的熒屏板MN的上方分布了垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。熒屏板上P點(diǎn)的正上方有一粒子源S，能夠在紙面內(nèi)不斷均勻地向各個(gè)方向發(fā)射速度大小為v0，電荷量為?q(q>0)、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子。粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d，P點(diǎn)到粒子源A.打到熒屏板上的粒子到P點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為152d

B.粒子能打到熒屏板上的區(qū)域長(zhǎng)度為15d

C.從粒子源出發(fā)到熒屏板的最短時(shí)間為9.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場(chǎng)方向垂直于霍爾元件的工作面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，通入圖示方向的電流I，在C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差UCD，則下列說(shuō)法中正確的是(

)A.若霍爾元件的載流子為正電荷，則C點(diǎn)的電勢(shì)比D點(diǎn)高

B.若電流I越大，則電勢(shì)差UCD越大

C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，則電勢(shì)差UCD10.如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。與導(dǎo)軌垂直的虛線ab、cd之間區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN從導(dǎo)軌上不同位置同時(shí)由靜止釋放，PQ棒釋放高度小于MN棒釋放高度，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零。從PQA. B.

C. D.三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。11.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定金屬導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)中：

(1)游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度如圖1所示，可知其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=______cm；

(2)如圖2所示，為一正在測(cè)量中的多用電表表盤，如果用歐姆擋“×100”測(cè)量，讀數(shù)為_(kāi)_____Ω；如果用“直流5V”擋測(cè)量，則讀數(shù)為_(kāi)_____V。

(3)一個(gè)靈敏電流表，它的滿偏電流為Ig=50μA12.為了測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)采用“伏安法”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，現(xiàn)備有下列器材：

A.被測(cè)干電池一節(jié)；

B.電流表1：量程0～0.6A，內(nèi)阻rA=0.3Ω；

C.電流表2：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω；

D.電壓表1：量程0～3V，內(nèi)阻未知；

E.電壓表2：量程0～15V，內(nèi)阻未知；

F.滑動(dòng)變阻器1：0～10Ω，2A；

G.滑動(dòng)變阻器2：0～100Ω，1A；

H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

利用伏安法測(cè)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。在現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

(1)上述現(xiàn)有器材，選用：A、______、H(填寫器材前面的字母)；四、簡(jiǎn)答題：本大題共2小題，共30分。13.空間中存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電子槍將無(wú)初速的電子經(jīng)加速電壓加速后在紙面內(nèi)垂直于SO的方向射出。一個(gè)截面為半圓形的粒子接收器P1MP2固定在如圖所示的位置，其截面半徑為R，直徑沿SO方向放置，P1、O、P2、S在同一條直線上，圓心位于O點(diǎn)，OM垂直于P1P2，SO長(zhǎng)度為2R。已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m，圖中OM與OS垂直。

設(shè)電子擊中接收器即被吸收，不計(jì)電荷間的相互作用。

(114.如圖甲，MN與PQ為間距L=1m的平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的上部分水平長(zhǎng)度l=1.2m，下部分足夠長(zhǎng)且處于傾角θ=37°的絕緣斜面上，水平導(dǎo)軌的左端接一阻值R=0.8Ω的電阻，水平部分處于豎直向上的、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t按圖乙所示規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜部分處于垂直導(dǎo)軌平面向上的、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在t1=0.1s時(shí)將一質(zhì)量m=0.4kg、電阻r=0.2Ω的金屬棒靜止放在傾斜導(dǎo)軌部分的上端，金屬棒恰好靜止，已知金屬棒與兩導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。在t2=0.25s時(shí)給金屬棒一個(gè)沿斜面向下的拉力F使金屬棒從靜止開(kāi)始勻加速度運(yùn)動(dòng)，拉力F的大小與金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度大小的關(guān)系式為F=kv五、計(jì)算題：本大題共1小題，共10分。15.如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=200，線圈的總電阻r=0.20Ω，線圈在磁感強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、1820年，丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，安培提出了分子電流假說(shuō)，故A錯(cuò)誤；

BC、1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤，C正確；

D、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

根據(jù)安培、法拉第、麥克斯韋、奧斯特、赫茲等對(duì)電磁學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)進(jìn)行分析解答。

2.【答案】B

【解析】解：A、銅質(zhì)圓盤不會(huì)被磁化，本現(xiàn)象與磁化現(xiàn)象無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B、圓盤在徑向的金屬條切割磁感線過(guò)程中，內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢(shì)不等，從而形成渦流，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；

C、由于圓盤面積不變，距離磁鐵的距離不變，故整個(gè)圓盤中的磁通量沒(méi)有變化，故C錯(cuò)誤；

D、引起磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的電流是導(dǎo)體切割產(chǎn)生的，不是因?yàn)樽杂呻娮与S圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)形成的電流引起的，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

通過(guò)題意明確渦流的產(chǎn)生，再根據(jù)磁極和電流間的相互作用分析磁鐵的運(yùn)動(dòng)，注意圓盤中無(wú)法形成整體電流，但可以形成渦流。

本題要注意明確電流的形成不是因?yàn)樽杂呻娮舆\(yùn)動(dòng)，而是由于圓盤切割磁感線產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，從而在圓盤局部形成了渦流。3.【答案】B

【解析】解：在t=0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈中電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，使得線圈中電流只能逐漸增大，干路中電流I也逐漸增大，根據(jù)歐姆定律UAB=E?Ir，UAB逐漸減小直到穩(wěn)定，穩(wěn)定時(shí)，電阻R的電流小于燈泡D的電流；

在t=t1時(shí)刻斷開(kāi)S時(shí)，燈泡中原來(lái)的電流立即減小為零，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，電阻R、燈泡D和線圈組成回路，回路中電流從原來(lái)值逐漸減小到零，此時(shí)流過(guò)燈泡D的電流方向與原來(lái)的方向相反，B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高，4.【答案】C

【解析】解：根據(jù)右手螺旋定則可知，從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，直線M到O處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向里，直線N到O處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向外，所以由M到N的過(guò)程中，合磁場(chǎng)大小先減小過(guò)O點(diǎn)后反向增大，而方向先向外，過(guò)O點(diǎn)后向里，根據(jù)左手定則可知，帶負(fù)電的小球受到的洛倫茲力方向開(kāi)始的方向向上，大小在減小，過(guò)O得后洛倫茲力的方向向下，大小在增大，而小球還受重力和支持力的作用，根據(jù)豎直方向上的平衡條件可知，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)桌面的壓力一直在增大，故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選：C。

根據(jù)右手螺旋定則，判斷出MN5.【答案】C

【解析】解：A、根據(jù)功率的計(jì)算公式可知電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率為P=Eqv1，故A錯(cuò)誤；

B、由于v1與磁場(chǎng)B平行，v2與磁場(chǎng)B垂直，離子受到的洛倫茲力為F洛=qv2B，故B錯(cuò)誤；

C、離子受到的電場(chǎng)力不變，洛倫茲力大小不變，方向總是與電場(chǎng)力方向垂直，則該離子的加速度大小不變，方向改變；故C正確；

D、根據(jù)運(yùn)動(dòng)的疊加原理可知，離子在垂直于紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿水平方向做加速運(yùn)動(dòng)，則v1增大，v2不變，v1v2的比值不斷增大，故6.【答案】C

【解析】解：電子的速率最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，此時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)邊界相切，

根據(jù)evB=mv2r得：

v=erBm

電子運(yùn)動(dòng)半徑最大，速度最大。電子圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與圓形磁場(chǎng)的圓心以及切點(diǎn)共線，過(guò)電子圓周運(yùn)動(dòng)的圓心做OP的垂線，由幾何關(guān)系得rcos60°+(7.【答案】A

【解析】解：設(shè)變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為k，則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，副線圈電流為kI。

根據(jù)理想變壓器原理可知：U?IR1kI(R2+R3)=k

開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，有：U?4IR14kI8.【答案】AD【解析】解：粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，畫出粒子在磁場(chǎng)中的可能運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

A、根據(jù)幾何知識(shí)可知，當(dāng)粒子打在SP右側(cè)極板MN上的Q點(diǎn)，且SQ等于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，打到熒屏板上的粒子到P點(diǎn)的距離為最遠(yuǎn)，由幾何知識(shí)得打到熒屏板上的粒子到P點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為：PQ=(2d)2?(d2)2=152d，故A正確；

B、由幾何知識(shí)可知，當(dāng)粒子在SP左側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與MN相切與K點(diǎn)時(shí)，此時(shí)粒子為打在MN板左側(cè)的最遠(yuǎn)點(diǎn)，由幾何知識(shí)得

KP=d2?(d2)2=32d

則粒子能打到熒屏板上的區(qū)域長(zhǎng)度為

L=KP+QP=(3+9.【答案】AB【解析】解：A、根據(jù)左手定則，正電荷向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，C表面帶正電，D表面帶負(fù)電，所以C表面的電勢(shì)高，故A正確。

BC、CD間存在電勢(shì)差，之間就存在電場(chǎng)，電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長(zhǎng)寬高分別為a、b、c，有qUb=qvB，I=nqvS=nqvbc，則U=BInqc.可見(jiàn)電勢(shì)差的大小與材料、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流的大小有關(guān)。故B10.【答案】BC【解析】解：PQ棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零，則PQ進(jìn)入磁場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為v，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，兩根導(dǎo)體棒的總電阻為R；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律可得PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流：I0=BLvR，滿足：mgsinθ=B2L2vR保持不變，根據(jù)右手定則可知電流方向Q→P，由圖像可知為正向電流；

AB、如果PQ離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)MM還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)，此時(shí)電流為零；因PQ棒釋放高度小于MN棒釋放高度，由動(dòng)能定理可知MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1>v，則有：mgsinθ<B2L2v1R，則MN應(yīng)該做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，則通過(guò)PQ的感應(yīng)電流大小因逐漸減小，方向?yàn)镹→M→P→Q，為負(fù)；

MN離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)可能已經(jīng)勻速，電流減小至I11.【答案】11.050

800

3.30

0.10

【解析】解：(1)游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，所測(cè)長(zhǎng)度讀數(shù)為110mm+10×0.05mm=110.50mm=11.050cm

(2)根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則，其讀數(shù)為8×100Ω=800Ω，直流5V的精度是0.1V，根據(jù)電壓表的讀數(shù)要求，其讀數(shù)為3.30V；

(3)12.【答案】BDF

甲

1.5

【解析】解：(1)本實(shí)驗(yàn)中必選的儀器有：被測(cè)干電池一節(jié)；采用“伏安法”測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，因此需要電流表和電壓表，為了讀數(shù)準(zhǔn)確，電流表選量程為0～0.6A的電流表1，即選B；一節(jié)干電池電壓約1.5V，電壓表選量程為0～3V的電壓表1，即選D；由于要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，因此需要滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小滑動(dòng)變阻器1，即F，有利于電表的數(shù)值變化，減小誤差；另外還需要開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

故器材還需BDF；

(2)由于電流表內(nèi)阻已知而電壓表內(nèi)阻未知，因此應(yīng)采用相對(duì)電源來(lái)說(shuō)的電流表內(nèi)接法，故選擇圖甲；

(3)由閉合回路歐姆定律可得

U=E?I(r+rA)

根據(jù)U?I圖像可得

E=1.5V13.【答案】解：(1)電子在電子槍中加速，由動(dòng)能定理得

eU=12mv02?0

解得

v0=2eUm

由牛頓第二定律

ev0B=mv02r

解得

r=2meUeB

作出恰好能打到接收屏P1或P2上的電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示

根據(jù)幾何知識(shí)可知，如果被接收屏吸收，則最小半徑為

rmin=R2

代入半徑表達(dá)式，電壓的最小值為

Umin=B2R2e8m

最大半徑為

rmax=3R2

代入半徑表達(dá)式，電壓的最大值為

Umax=9B2R2e8m

故電子槍加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍為

B2R2e8m≤U≤9B2R【解析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理求解電子從電子槍中出來(lái)的速度，根據(jù)牛頓第二定律求解軌道半徑的表達(dá)式，根據(jù)幾何知識(shí)求解電子能打到接收器上做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑