2023-2024學(xué)年江蘇省南京九中高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年江蘇省南京九中高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共14小題，共56分。1.物理學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家們的貢獻(xiàn)，他們的發(fā)現(xiàn)和研究成果對生活生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的影響。下列符合物理學(xué)史的是(

)A.庫侖通過油滴實(shí)驗(yàn)精確測定了元電荷e的數(shù)值

B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)

C.通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似，安培由此受到啟發(fā)提出分子電流假說

D.牛頓提出了萬有引力定律，并通過實(shí)驗(yàn)精確測量了引力常量G的數(shù)值2.如圖所示，圓環(huán)中通逆時針方向電流，位于圓環(huán)圓心處的小磁針靜止時N極指向?yàn)?

)A.水平向右

B.豎直向下

C.垂直紙面向里

D.垂直紙面向外

3.相同磁鐵的同名磁極之間的磁場分布與等量同種電荷之間電場分布相似。如圖所示，兩個相同的條形磁鐵的N極正對放置，兩條虛線分別是兩磁極中心的連線及其垂直平分線，它們的交點(diǎn)是O點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)和C、D兩點(diǎn)分別相對于O點(diǎn)對稱。關(guān)于兩磁極間的磁場說法正確的是(

)

A.從A到B，連線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小

B.A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同

C.在CD連線上，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小

D.小磁針在C點(diǎn)和D點(diǎn)時，N4.如圖所示，在直角三角形ABC的B、C處分別有垂直于三角形平面的通電長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中電流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D為AB邊中點(diǎn)，已知C處的電流在DA.0 B.B0 C.3B5.一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示，平行金屬板A、B之間有一個很強(qiáng)的磁場。若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強(qiáng)磁場處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子)以速度v沿垂直于磁場的方向射入磁場。下列說法正確的是(

)A.A極板是電源的正極

B.發(fā)電機(jī)的電動勢為Bvd

C.發(fā)電機(jī)的電動勢與帶電粒子的電荷量成正比

D.等離子體在A、6.如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒。在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷錯誤的是(

)

A.在Ek?t圖中應(yīng)有t4?t3=t3?t7.一部華為Mate系列手機(jī)大約有1600多個元器件組成，其中半導(dǎo)體器件占到了很大一部分?；魻栐褪抢没魻栃?yīng)制成的半導(dǎo)體磁電轉(zhuǎn)換器件，如圖是很小的矩形半導(dǎo)體薄片，M、N之間的距離為a，薄片的厚度為b，在E、F間通入恒定電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，加磁場后M、N間的霍爾電壓為UH。已知半導(dǎo)體薄片中的載流子為正電荷，每個載流子電荷量為q，單位體積內(nèi)載流子個數(shù)為n，電流與磁場的方向如圖所示。下列說法正確的是A.N板電勢低于M板電勢

B.MN間電勢差UH=BInqb

8.下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說法中，錯誤的是(

)

A.如圖甲所示，當(dāng)蹄形磁體順時針轉(zhuǎn)動時，鋁框?qū)⒊嗤较蜣D(zhuǎn)動

B.如圖乙所示的真空冶煉爐能在真空環(huán)境下，使?fàn)t內(nèi)的金屬產(chǎn)生渦流，從而煉化金屬

C.如圖丙所示的變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊加而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是為了減小發(fā)熱量，提高變壓器的效率

D.如圖丁所示的是毫安表的表頭，運(yùn)輸時要把毫安表的正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，這是為了保護(hù)毫安表指針，利用了電磁驅(qū)動的原理9.如圖是學(xué)生常用的飯卡內(nèi)部實(shí)物圖，其由線圈和芯片組成電路。當(dāng)飯卡處于感應(yīng)區(qū)域時，刷卡機(jī)會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內(nèi)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流來驅(qū)動芯片工作。已知線圈面積為S，共n匝。某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)時間t內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向里且由0增大到B0，此過程中(

)A.通過線圈的磁通量變化量大小為nB0S B.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向

C.AB10.如圖所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一A個閉合線圈始終豎直向下加速運(yùn)動，并始終保持水平。在位置B時N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，A、B之間和B、C之間的距離相等，且都比較小。下列說法正確的是(

)A.線圈在位置A時感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針(俯視)

B.線圈在位置C時感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針(俯視)

C.線圈在位置B時線圈中無感應(yīng)電流

D.線圈在位置C時的感應(yīng)電流比在位置A時的大11.如圖甲所示，100匝總阻值為0.3kΩ的圓形線圈兩端M、N與一個阻值為1.2kΩ的電壓表相連，其余電阻不計，線圈內(nèi)有垂直紙面指向紙內(nèi)方向的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是(

)A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時針方向 B.電壓表的正接線柱接線圈的N端

C.線圈中磁通量的變化率為0.05Wb/s12.夏天將到，在北半球，當(dāng)我們抬頭觀看教室內(nèi)的電扇時，發(fā)現(xiàn)電扇正在逆時針轉(zhuǎn)動．金屬材質(zhì)的電扇示意圖如圖，由于電磁場的存在，下列關(guān)于A、O兩點(diǎn)的電勢及電勢差的說法，正確的是(

)A.A點(diǎn)電勢比O點(diǎn)電勢高

B.A點(diǎn)電勢比O點(diǎn)電勢低

C.A點(diǎn)電勢比O點(diǎn)電勢相等

D.扇葉長度越短，轉(zhuǎn)速越快，兩點(diǎn)間的電勢差數(shù)值越大

13.如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，v1=2vA.線圈中的感應(yīng)電動勢之比為E1：E2=1：2

B.線圈中的感應(yīng)電流之比為I1：I2=4：1

C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q214.如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中固定不動，磁場方向與線框平面垂直，規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里為正方向。線框ab邊所受的安培力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示(規(guī)定ab邊所受的安培力向左為正)。在0～4sA. B.

C. D.二、簡答題：本大題共3小題，共32分。15.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.05kg、邊長為L=1m的單匝正方形線圈，其總電阻為r=0.1Ω。在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場，如圖甲所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系如圖乙所示。重力加速度g取10m/16.如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.5kg，電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.2。

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；

(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為4.4W，求該速度的大小；

(17.如圖所示，第一象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，第二、三、四象限存在垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場。把一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子由A點(diǎn)靜止釋放，A點(diǎn)到x軸和y軸的距離均為d，粒子從y軸上的P點(diǎn)第一次進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)后，垂直x軸再次進(jìn)入電場，在電場的作用下又從y軸上的Q點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)第二次進(jìn)入磁場，粒子重力不計。求：

(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

(2)O、Q兩點(diǎn)間的距離；三、計算題：本大題共1小題，共12分。18.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具。如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)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A1A2，平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。今有質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子從粒子源逸出(可認(rèn)為初速度為0)后經(jīng)加速電場加速后，恰好通過速度選擇器，從P點(diǎn)進(jìn)入平板S下方的勻強(qiáng)磁場，不計粒子的重力。求：

(1)能通過狹縫P的粒子的速率；

(2)加速電場的電壓U；答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)精確測定了元電荷e的數(shù)值，故A錯誤；

B、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；

C、通電螺線管的磁場可通過安培定則判斷等效的南北極是與條形磁鐵的磁場相似，安培由此受到啟發(fā)提出在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極，即分子電流假說，故C正確；

D、牛頓提出了萬有引力定律，并沒有測出引力常量G的數(shù)值，歷史上第一個在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測出萬有引力常量的科學(xué)家是英國科學(xué)家卡文迪什，故D錯誤。

故選：C。

本題是物理學(xué)史問題，根據(jù)密立根、奧斯特、法拉第、安培、牛頓、卡文迪什等人的物理學(xué)貢獻(xiàn)進(jìn)行解答。

本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，注重歷史知識的積累。2.【答案】D

【解析】解：由安培定則可知，環(huán)形電流內(nèi)部的磁場方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓瑒t圓環(huán)圓心處的小磁針靜止時N極指向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?。故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

由安培定則，判斷環(huán)形電流內(nèi)部的磁場方向，分析小磁針靜止時N極指向。

本題解題關(guān)鍵是掌握安培定則。3.【答案】C

【解析】解：A.從A到B，連線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大，故A錯誤；

B.A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相反，兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不相同，故B錯誤；

C.在CD連線上，O點(diǎn)兩磁鐵北極產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，故C正確；

D.小磁針在C點(diǎn)時，N極的指向向上；在D點(diǎn)時，N極的指向向下，故D錯誤。

故選：C。

根據(jù)矢量合成分析合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向判斷。4.【答案】C

【解析】解：根據(jù)右手定則，確定D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并畫出合磁場強(qiáng)度，如圖

C處的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0，方向與CD垂直；B處的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1，方向與AB垂直；由于D點(diǎn)到B、C點(diǎn)的距離相等，則

B0=B1

由數(shù)學(xué)知識可知B0與B1的夾角為60°，則D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B=2B0cos30°=5.【答案】B

【解析】解：A.由左手定則可知，B板帶正電，是電源的正極，故A錯誤；

B.發(fā)電機(jī)穩(wěn)定后有qvB=Eq=qUd；

可得發(fā)電機(jī)的電動勢為U=Bvd，故B正確；

C.U=Bvd，可知發(fā)電機(jī)的電動勢與帶電粒子的電荷量無關(guān)，故6.【答案】B

【解析】解：A、帶電粒子的回旋的周期：T=2πmqB，可見粒子的回旋的周期不變，與粒子的速度無關(guān)，所以有

t4?t3=t3?t2=t2?t1=T2，故A正確；

B、根據(jù)回旋加速器的工作條件可知，交流電源的周期必須和粒子在磁場中運(yùn)動的周期一致，故電源的變化周期應(yīng)該等于2(tn?tn?1)7.【答案】B

【解析】解：A、根據(jù)左手定則，電流的方向向里，正電荷受力的方向指向N端，向N端偏轉(zhuǎn)，則N點(diǎn)電勢高，故A錯誤；

BC、設(shè)左右兩個表面相距為d，正電荷所受的電場力等于洛倫茲力，即：設(shè)材料單位體積內(nèi)載流子的個數(shù)為n，材料截面積為S，則qUHd=qBv

電流：I=nqSv，又：S=dL

解得UH=BInqb

故8.【答案】D

【解析】解：A.圖甲當(dāng)蹄形磁體順時針轉(zhuǎn)動時，通過鋁框的磁通量變化，鋁框產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量變化，則鋁框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動，故A正確；

B.高頻交流電產(chǎn)生高頻交變磁場，因電磁感應(yīng)使金屬產(chǎn)生渦流，由于電流的熱效應(yīng)，從而煉化金屬，故B正確；

C.磁場變化越快，感應(yīng)電動勢越大，因而渦流也就越強(qiáng)．渦流能使導(dǎo)體發(fā)熱．變壓器的鐵芯是相互絕緣的薄片疊加而成的，從而減小回路的橫截面積來減小感應(yīng)電動勢，以降低渦流強(qiáng)度，從而減少能量損耗，提高變壓器的效率，故C正確；

D.運(yùn)輸時要把毫安表的正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，線圈在磁場中偏轉(zhuǎn)時，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“阻礙”作用，產(chǎn)生阻礙線圈的偏轉(zhuǎn)，這是為了保護(hù)毫安表指針，這是電磁阻尼原理，故D錯誤。

本題選擇錯誤的，故選：D。

根據(jù)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件和磁場對電流的作用進(jìn)行判斷。

9.【答案】B

【解析】解：A.磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向里且由0增大到B0，此過程中通過線圈的磁通量變化量大小為ΔΦ=B0S?0=B0S，故A錯誤；

BC.線圈內(nèi)磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，根據(jù)左手定則可知，AB邊受安培力方向向左，故B正確，C錯誤；

D10.【答案】D

【解析】解：A、在位置A時，穿過線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向右上方，線圈向下運(yùn)動，磁通量減小，根據(jù)楞次定律“增反減同”和安培定則，可知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針(俯視)，故A錯誤；

B、線圈在位置C時，穿過線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度斜向右下方，線圈向下運(yùn)動，磁通量增加，根據(jù)楞次定律“增反減同”和安培定則，可知線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針(俯視)，故B錯誤；

C、線圈在位置B時，線圈平面和磁場平行，磁通量為0，但是磁通量的變化率不為0，所以依然有感應(yīng)電流，故C錯誤；

D、A、C兩處磁通量大小相等，但是線圈加速下降，所以在C處磁通量變化快，磁通量變化率更大，根據(jù)

E=NΔΦΔt

可知，在C時，線圈中感應(yīng)電動勢大，感應(yīng)電流大，故D正確。

故選：D。

線圈在位置B時，線圈平面和磁場平行，磁通量為0，根據(jù)各個位置磁通量變化情況和磁場方向，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律分析感應(yīng)電動勢大小，再判斷感應(yīng)電流大小。11.【答案】D

【解析】解：AB、穿過線框的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時針方向，所以電壓表的正接線柱接線圈的M端，故AB錯誤；

C、由圖乙知，線圈中磁通量的變化率為：ΔΦΔt=0.15Wb?0.10Wb0.1s=0.5Wb/s，故12.【答案】A

【解析】解：A、B、C：因北半球地磁場方向斜向下，電風(fēng)扇逆時針方向轉(zhuǎn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)右手定則知，感應(yīng)電動勢方向從O到A，則A點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，O點(diǎn)相當(dāng)于電源的負(fù)極，所以A點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢．故A正確，BC錯誤．

D、轉(zhuǎn)動切割的電動勢E=12BL2ω，則知扇葉長度越短，轉(zhuǎn)速越快，感應(yīng)電動勢不一定越大，電勢差就不一定越大．故D錯誤．

故選：A．

13.【答案】C

【解析】解：A、v1=2v2，根據(jù)E=BLv，知感應(yīng)電動勢之比2：1，故A錯誤；

B、感應(yīng)電流I=ER=BLvR，由于v1=2v2，則感應(yīng)電流之比為2：1，故B錯誤；

C、v1=2v2，知時間比為1：2，根據(jù)Q=I2Rt，知熱量之比為2：1，故C正確；

14.【答案】C

【解析】解：AB、根據(jù)圖像可知，在0?1時間內(nèi)，磁場不變，則沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，不受安培力作用，故AB錯誤；

C、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里為正方向，0?1s內(nèi)磁場向里減小，根據(jù)楞次定律可知，此時線框有擴(kuò)大的趨勢，所以ab邊受安培力向左，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律及安培力公式可知：E=ΔBΔtS,I=ER,F=BIL?？芍?，安培力隨時間均勻變小，1?2s內(nèi)磁場向外增大，根據(jù)楞次定律可知，此時線框有收縮的趨勢，ab15.【答案】解：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈的感應(yīng)電動勢為

E=ΔΦΔt=ΔBΔt?L22=0.8?0.26×122V=0.05V

線圈的電功率為

P=E2r=0.0520.1W=0.025【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計算出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小，結(jié)合電功率公式即可求解；

(216.【答案】解：(1)金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律可得：mgsinθ?μmgcosθ=ma

代入數(shù)據(jù)解得：a=10×(0.6?0.2×0.8)m/s2=4.4m/s2

(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡，則有

mgsinθ?μmg【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律開始下滑的加速度；

(2)金屬棒速度穩(wěn)定后，根據(jù)平衡條件和功