2023-2024學(xué)年黑龍江省大慶重點(diǎn)中學(xué)高二（上）期末物理試卷含解析

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年黑龍江省大慶重點(diǎn)中學(xué)高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示，是一個(gè)交變電流的電流強(qiáng)度i隨時(shí)間t變化的規(guī)律圖像(曲線部分按正弦規(guī)律變化)，此交變電流的有效值是(

)A.52A

B.5A

C.2.如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有由兩個(gè)大小不等的圓環(huán)M、N連接而成的導(dǎo)線框．沿圖中箭頭方向用外力將N環(huán)拉扁，該過程中，關(guān)于M環(huán)中感應(yīng)電流的說法中正確的是(

)

A.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生，且M環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)

B.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生，且M環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)

C.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生，且M環(huán)有收縮的趨勢(shì)

D.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生，且M環(huán)有收縮的趨勢(shì)3.如圖所示，兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一較小的三角形線框abc的ab邊與磁場(chǎng)邊界平行，現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)過程中始終保持速度方向與ab邊垂直。則下列各圖中哪一個(gè)可以定性地表示線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律A. B. C. D.4.在如圖所示的電路中，L是自感系數(shù)足夠大的線圈(直流電阻不計(jì))，A、B為兩只相同的燈泡，下列說法中正確的是(

)A.在S剛閉合時(shí)，A燈逐漸變亮，B燈立即變亮

B.在S剛閉合時(shí)，兩燈同時(shí)亮，然后A燈熄滅，B燈亮度不變

C.S閉合一段時(shí)間后，再將S斷開，A、B兩燈同時(shí)熄滅

D.S閉合一段時(shí)間后，再將S斷開，A燈閃亮一下熄滅，B燈立即熄滅

5.如圖所示是一種理想自耦變壓器示意圖，線圈繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，P是可移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭，A、B間接交流電壓U，輸出端連接了兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，Q為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。當(dāng)開關(guān)S閉合，P處于如圖所在的位置時(shí)，兩燈均能發(fā)光。下列說法正確的是(

)

A.將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)，兩燈均變暗 B.P不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，兩燈均變亮

C.P不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，輸入功率變大 D.斷開開關(guān)S，L16.如圖所示，水平桌面上有一正三角形線框abc重為G，線框由粗細(xì)相同的同種材料制成，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框處在與桌面成60°斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ac邊與磁場(chǎng)垂直?，F(xiàn)a、c兩點(diǎn)接到直流電源上，流過ac邊的電流為I，線框靜止在桌面上，則線框受到桌面的支持力比G

A.14BIL B.34B7.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在y軸上S處有一粒子源，它可向右側(cè)紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率相等、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的同種帶負(fù)電粒子，所有粒子射出磁場(chǎng)時(shí)離S最遠(yuǎn)的位置是x軸上的P點(diǎn)。已知OS?=d，A.粒子的速度大小為mqBd

B.從O點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為πmqB

C.從x軸上射出磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間之比為2：9

D.二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬導(dǎo)軌，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，則(

)

A.如果B增大，vm將變大 B.如果α變大，vm將變大

C.如果R變大，vm將變大 D.如果m9.矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，π=3.14，下列結(jié)論正確的是(

)A.在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大

B.在t=0.1s和t=0.3s10.如圖甲所示，在空間存在一個(gè)變化的電場(chǎng)和一個(gè)變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向水平向右(圖甲中由B到C)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化情況如圖乙所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化情況如圖丙所示。在t=1s時(shí)，從A點(diǎn)沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個(gè)粒子，并在此之后，每隔2s有一個(gè)相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出，射出的粒子均能擊中C點(diǎn)。若AB=BC=lA.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

B.電場(chǎng)強(qiáng)度E0和磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的比值E0B0=3v0

C.第一個(gè)粒子和第二個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為π：三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。11.把一量程為6mA、內(nèi)阻為100Ω的電流表改裝成歐姆表，線路如圖所示，現(xiàn)備有如下器材：

A.電源(E=3V，內(nèi)阻不計(jì))；

B.變阻器(0～100Ω)；

C.變阻器(0～500Ω)；

D.紅表筆；

E.黑表筆。

(1)變阻器選用______。(選填“B”或“C”)

(2)紅表筆接12.在“測(cè)定一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)第一組同學(xué)利用如圖a的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量，電壓表應(yīng)選擇量程______(選填“3V”或“15V”)，實(shí)驗(yàn)后得到了如圖b的U?I圖象，則電池內(nèi)阻為______Ω.(電壓表、電流表均為理想電表)．

(2)第二組同學(xué)也利用圖a的連接測(cè)量另一節(jié)干電池，初始時(shí)滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表有讀數(shù)，于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖c所示，則根據(jù)圖象可知，電池的電動(dòng)勢(shì)為______四、簡(jiǎn)答題：本大題共2小題，共28分。13.如圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的ab邊長(zhǎng)為0.25m，bc邊長(zhǎng)為0.20m，共有n=100匝，總電阻r=1.0Ω，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0V，1.8W”的燈泡，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡消耗的功率恰好為1.8W。(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)14.如圖所示，傾角為α的絕緣斜面體固定在水平面上，頂端放有一“U”形導(dǎo)體框HEFG，導(dǎo)體框質(zhì)量為2m，電阻忽略不計(jì)，EH、FG兩邊足夠長(zhǎng)。導(dǎo)體框的EF邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，與斜面底邊平行。導(dǎo)體框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=tanα。質(zhì)量為m、電阻為R的光滑金屬棒CD的兩端置于導(dǎo)體框上，構(gòu)成矩形回路。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t=0時(shí)刻金屬棒與導(dǎo)體框均以初速度v0沿斜面向下運(yùn)動(dòng)；t=t0時(shí)刻后金屬棒開始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體框仍沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)體框始終接觸良好且平行于EF邊，重力加速度為g。

(1)五、計(jì)算題：本大題共1小題，共12分。15.如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N正對(duì)著放置，s1、s2分別為M、N板上的小孔，s1、s2、O三點(diǎn)共線，它們的連線垂直M、N，且s2O=R.以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。D為收集板，板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及板兩端點(diǎn)的距離都為2R，板兩端點(diǎn)的連線垂直M、N板。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，經(jīng)s1進(jìn)入M、N間的電場(chǎng)后，通過s2進(jìn)入磁場(chǎng)。粒子在s1處的速度和粒子所受的重力均不計(jì)。

(1)當(dāng)M、N間的電壓為U時(shí)，求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小υ；

(2)若粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上，求M、N間的電壓值U0；答案和解析1.【答案】D

【解析】解：根據(jù)Q=I2Rt，交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q1=(82)2?R?T2+32?R?T2

恒定電流I在一個(gè)周期T2.【答案】A

【解析】解：用外力將N環(huán)拉扁，穿過N環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷可知，N環(huán)中感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針方向．根據(jù)左手定則判斷可知：M環(huán)各部分所受的安培力方向沿徑向向外，所以M環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)．故A正確．

故選：A

用外力將N環(huán)拉扁，穿過N環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷N環(huán)中感應(yīng)電流的方向．此感應(yīng)電流流過M環(huán)，根據(jù)左手定則判斷M環(huán)所受的安培力方向，即可分析它是有擴(kuò)張還是收縮的趨勢(shì)．

解決本題關(guān)鍵掌握楞次定律和左手定則，并能用來正確判斷感應(yīng)電流的方向和安培力的方向．3.【答案】D

【解析】解：開始時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，當(dāng)開始出磁場(chǎng)時(shí)，回路中磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針；不論進(jìn)入磁場(chǎng)，還是出磁場(chǎng)時(shí)，由于切割的有效長(zhǎng)度變小，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電流大小變小，故ABC錯(cuò)誤，D正確；

故選：D。

首先根據(jù)右手定則判斷邊cb剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路中感應(yīng)電流方向，排除部分答案，然后根據(jù)進(jìn)入磁場(chǎng)中有效切割長(zhǎng)度的變化，求出感應(yīng)電流的變化，從而得出正確結(jié)果。

4.【答案】D

【解析】解：AB、剛閉合S時(shí)，電源的電壓同時(shí)加到兩燈上，A、B同時(shí)亮，隨著L中電流增大，由于線圈L直流電阻可忽略不計(jì)，分流作用增大，A逐漸被短路直到熄滅，外電路總電阻減小，總電流增大，B燈更亮。故AB錯(cuò)誤；

CD、S閉合一段時(shí)間后，再斷開S，B立即熄滅，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流流過A燈，不流過B燈，A閃亮一下后熄滅，B燈立即熄滅。故C錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

閉合S，A、B同時(shí)亮，隨著L中電流增大，線圈L直流電阻可忽略不計(jì)，分流作用增大，A逐漸被短路，總電阻減小，再由歐姆定律分析B燈亮度的變化。斷開S，B燈立即熄滅，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，據(jù)此判斷A燈亮度如何變化。5.【答案】B

【解析】解：A、Q不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)，副線圈匝數(shù)增大，電壓增大，則兩燈均變亮，A錯(cuò)誤；

B、P不動(dòng)，將Q向左移動(dòng)，負(fù)載電阻減小，電流增大，兩燈均變亮；B正確；

C、P不動(dòng)，將Q向右移動(dòng)，負(fù)載電阻變大，電流變小，電壓不變，變壓器的輸入功率變小，故C錯(cuò)誤；

D、P、Q都不動(dòng)，副線圈電壓不變，斷開開關(guān)S，電阻增大，電流減小，R分壓減小，L1將變亮，D錯(cuò)誤；

故選：B。

P移動(dòng)改變了副線圈的匝數(shù)，Q移動(dòng)改變了負(fù)載的電阻，S斷開負(fù)載電阻變大，結(jié)合閉合電路歐姆定律去分析各項(xiàng)．

6.【答案】B

【解析】解：根據(jù)題意可知，折線abc中的電流為I′=I2，

正三角形線框接入電路后，所受安培力的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，總電流為I總=I+I′=3I2，

所受安培力垂直水平桌面的分力大小為F=Bcos

60°?I總L=34BIL，

由于線框靜止，所以支持力7.【答案】C

【解析】解：A.粒子射出磁場(chǎng)時(shí)離S最遠(yuǎn)的位置是x軸上的P點(diǎn)，即軌道直徑落在x軸上時(shí)，如圖所示

由幾何關(guān)系知

(2R)2=d2+(3d)2

解得

R=d

根據(jù)牛頓第二定律，洛倫茲力提供向心力，有

qvB=mv2R

聯(lián)立解得

v=qBdm，故A錯(cuò)誤；

B.粒子運(yùn)動(dòng)的周期

T=2πRv=2πmBq

從O點(diǎn)射出的粒子其軌跡為軌跡3，由幾何關(guān)系可知

sinθ2=12dR

解得

θ=60°

即軌跡所對(duì)的圓心角為60°，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t=θ360°T=πm3qB，故B錯(cuò)誤；

C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子為運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸相切的粒子，其軌跡為軌跡8.【答案】BC【解析】解：當(dāng)金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，此時(shí)有：

mgsinθ=F安，

又安培力大小為：F安=B2L2vmR

聯(lián)立得：vm=mgR?sinαB2L2

根據(jù)上式分析得知：

A、如果只增大B，vm將變小。故A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)只增大α?xí)r，vm9.【答案】BD【解析】解：AB.由圖可知在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，磁通量最大，故線圈位于中性面位置，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電流方向發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.根據(jù)圖象可知電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=NBSω=NΦ2πT=5010.【答案】AC【解析】解：A.根據(jù)乙圖可知，當(dāng)僅存在水平向右的電場(chǎng)時(shí)，粒子往右偏轉(zhuǎn)，可知該粒子帶正電。在t=1s時(shí)，空間區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要使得沿AB方向擊中C點(diǎn)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

根據(jù)左手定則可得，磁場(chǎng)方向要垂直紙面向外，故A正確；

B.對(duì)于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析，由牛頓第二定律得

qv0B0=mv02R

由幾何關(guān)系可知，粒子的軌道半徑

R=l

則

B0=mv0ql

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示

根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，豎直方向

l=v0t

水平方向

l=12at2=12qE0mt2

聯(lián)立解得

E0=2mv02ql

則

E0B0=2v01，故B錯(cuò)誤；

C.11.【答案】C

N

1000

【解析】解：(1)兩表筆直接接觸時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器阻值使電流達(dá)到滿偏，根據(jù)閉合電路的歐姆定律

Ig=ERg+R0

代入數(shù)據(jù)解得

R0=400Ω，故變阻器應(yīng)選：C．

(2)根據(jù)表筆“紅進(jìn)黑出”的規(guī)定，可知紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，所以紅表筆接N端，黑表筆接M端．

(3)電流I=2

mA時(shí)，有

I=ERg+12.【答案】3V；1.5；1.48；1【解析】【解答】

因一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，故電壓表的測(cè)量量程不能太大，由題意可知，電壓表應(yīng)選擇量程3V，

由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)為1.45V；

而圖象與橫軸的交點(diǎn)為0.3A，說明當(dāng)電源的路端電壓為1V時(shí)，電流為0.3A，

則有E=U+Ir可得，內(nèi)阻r=E?UI=1.5Ω．

(2)由圖可知當(dāng)I1=0.13A時(shí)，U1=1.35V；

當(dāng)I2=0.28A時(shí)，U2=1.20A；

13.【答案】解：(1)設(shè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，則

I=P額U額=1.83.0A=0.6A

E=U+Ir=(3+0.6×1.0)V=3.6

V

(2)發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=2E,Em【解析】(1)小燈泡正常發(fā)光可知燈泡上的電壓和功率，然后根據(jù)部分電路歐姆定律和閉合電路的歐姆定律求解；

(2)由電動(dòng)勢(shì)的有效值求出峰值，再根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值公式求解；

14.【答案】解：(1)在t=0時(shí)刻電路中電流為零，金屬棒和導(dǎo)體框不受安培力，之后金屬棒和導(dǎo)體框的受力示意圖如圖所示

金屬棒做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得

mgsinα?F安=ma1

導(dǎo)體框做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a2，根據(jù)牛頓第二定律可得

Ff?2mgsinα?F安=2ma2

垂直于斜面方向有

FN2=2mgcosα+F′Nl

F′Nl=FN1=mgcosα

故有

Ff=μFN2=3mgsinα

整理得

mgsinα?F安=2ma2

聯(lián)立解得

a1：a2=2：1；

(2)設(shè)t=t0時(shí)刻金屬棒和導(dǎo)體框的速度分別為v1，v2，對(duì)金屬棒和導(dǎo)體框組成的系統(tǒng)而言，合外力始終為0，取沿斜面向下為正方向，對(duì)系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)量守恒有

3mv0=m【解析】(