吉林省吉林市2023-2024學(xué)年高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page44頁，共=sectionpages1313頁吉林省吉林市2023-2024學(xué)年高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實驗、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實的是(

)A.庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律，測定了元電荷的數(shù)值

B.法拉第在實驗中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系

C.開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，提出了萬有引力定律

D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象2.如圖是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流大小都相同，B、D中電流垂直紙面向里，C中電流垂直紙面向外.如果AB=AC=AD，則A點的磁感應(yīng)強度的方向A.垂直紙面向外

B.垂直紙面向里

C.由A指向B

D.由A指向D3.如圖所示，一條形磁鐵N極朝下，向下靠近閉合線圈時(

)

A.磁鐵與線圈相互排斥，通過R的感應(yīng)電流方向從a到b

B.磁鐵與線圈相互吸引，通過R的感應(yīng)電流方向從a到b

C.磁鐵與線圈相互排斥，通過R的感應(yīng)電流方向從b到a

D.磁鐵與線圈相互吸引，通過R的感應(yīng)電流方向從b到a4.如圖甲所示，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面向里的磁場，磁場變化規(guī)律如圖乙所示，面積為S的n匝金屬線框處在磁場中。線框與電阻R相連，若金屬框的電阻為R2，下列說法正確的是(

)A.線框面積將有擴大趨勢 B.流過電阻R的感應(yīng)電流方向由b到a

C.線框cd邊受到的安培力方向向上 D.a、b間的電壓為2n5.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流i的正方向，下列各圖中正確的是(

)A.B.

C.D.6.空間中有沿x軸方向的靜電場，x軸上各點電勢φ分布如圖所示，圖線關(guān)于縱軸對稱，則(

)A.該電勢分布可能是放置在O點的正點電荷形成的

B.某點電荷在x1處和-x1處受到的電場力相同

C.某點電荷從-x2沿x軸移動到x2處，其電勢能先減小后增大

7.如圖所示，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點。大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場。若粒子射入速率為v1，這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點分布在四分之一圓周上。不計重力及帶電粒子之間的相互作用，則v1：v2為A.2：1 B.2：二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖是一小型交流發(fā)電機供電原理圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向勻強磁場，理想變壓器原、副線圈分別與發(fā)電機和燈泡連接，燈泡上標(biāo)有“6V，3W”字樣且正常發(fā)光(除燈泡外不計其余電阻)從某時刻開始計時，發(fā)電機輸出端的電流隨時間變發(fā)電機化圖像如圖乙，下列說法正確的是(

)

A.當(dāng)t=0.04s時發(fā)電機內(nèi)線圈平面與磁場方向平行

B.發(fā)電機輸出電流的瞬時值i=2sin(50πt)A9.如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為0.2T、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在寬度為0.2m的平行金屬導(dǎo)軌上以5m/s的速度沿導(dǎo)軌向右勻速滑動，電阻R的阻值為2Ω，其他電阻不計。金屬

A.通過電阻R的電流方向為a→c

B.通過電阻R的電流為0.2A

C.M端電勢高于N端電勢

D.若磁感應(yīng)強度為0.4T10.如圖所示，勻強磁場的邊界為直角三角形，∠EGF=30°，已知磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里。F處有一粒子源，沿FG方向發(fā)射出大量帶正電荷+q的同種粒子，粒子質(zhì)量為m，粒子的初速度v0A.v0取合適值，粒子可以到達E點

B.能到達EF邊界的所有粒子所用的時間均相等

C.粒子從F運動到EG邊所用的最長時間為5πm6qB

D.若粒子能到達EG邊界，則粒子速度越大，從F運動到三、實驗題：本大題共2小題，共13分。11.在“測定金屬的電阻率”的實驗中：

(1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，其示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲的直徑為d=______mm。

(2)某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的電路測量該金屬絲的電阻(阻值約3Ω)。

可選用的器材規(guī)格如下：

電源E(電源電壓為3V，內(nèi)阻不計)；

電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)；

電流表G(0～10mA，內(nèi)阻為50Ω)；

滑動變阻器R1(阻值0～5Ω，額定電流2A)；

滑動變阻器R2(阻值0～1kΩ，額定電流1A)；

定值電阻R3=250Ω；

定值電阻R412.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量未知電阻R0的阻值、電源電動勢E和內(nèi)阻r，備有下列器材：

A.電流表A1(量程150mA，內(nèi)阻rA1=1Ω)

B.電流表A2(量程500mA，內(nèi)阻rA2=0.5Ω)

C.電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約為3Ω)

D.電阻箱(最大電阻99.9Ω)

E.未知電阻R0(阻值約為20Ω)

F.開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干

操作步驟如下：

(1)為使測量結(jié)果較準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選______(選填“A1”或“A2”)；

(2)測R0的阻值時先閉合開關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為25.0Ω時，電流表示數(shù)為I1；接著斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為5.0Ω時，電流表示數(shù)仍為I1，則R0的阻值為______Ω，該測量原理______(選填“有”或“沒有”)系統(tǒng)誤差；

(3)四、計算題：本大題共3小題，共41分。13.如圖所示，一對間距d=0.2m、豎直放置的平行金屬板M、N分別接于電路中的B、P兩點間，P為滑動變阻器R2的中點，平行金屬板間產(chǎn)生的電場可視為勻強電場?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=4×10-3kg帶電小球c，用質(zhì)量不計的絕緣細線懸掛于電場中某點，小球靜止時懸線與豎直方向的夾角α=37°，滑動變阻器R2的總阻值為25Ω，定值電阻R1=23Ω，電源內(nèi)阻r=2Ω，閉合S，電流表示數(shù)為0.12A14.如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距為0.05m.電壓為10V；兩板之間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B0=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=33T，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出．已知OF與OD夾角θ=60°，不計離子重力．求：

(1)離子速度15.如圖所示，PQ、MN為足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌，它們之間連接一個阻值R=4Ω的電阻，導(dǎo)軌間距為L=1m；有一質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=1Ω，長L=1m的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上，它與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=35，導(dǎo)軌平面與水平面間的傾角為θ=30°，在垂直導(dǎo)軌平面的方向上有勻強磁場，且磁感應(yīng)強度的大小B=1T，若現(xiàn)讓金屬桿ab由靜止開始下滑，已知當(dāng)桿ab由靜止開始到恰好做勻速運動的過程中，通過桿ab的電量q=1.5C，試求：

(1)桿答案和解析1.D

【解析】A.庫侖發(fā)現(xiàn)了點電荷的相互作用規(guī)律，密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，故A錯誤；

B.奧斯特在實驗中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系，故B錯誤；

C.開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，牛頓提出了萬有引力定律，故C錯誤；

D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D正確；

故選：D。

2.C【解析】用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線在A點上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示：

直導(dǎo)線B在A點產(chǎn)生磁場與直導(dǎo)線D在A點產(chǎn)生磁場方向相反，大小相等，兩者疊加合磁感應(yīng)強度為零；而直導(dǎo)線C在A點產(chǎn)生磁場，方向從D指向B，即為沿紙面由A指向B，即A點磁感應(yīng)強度的方向由A指向B。故選C。3.A

【解析】由“來拒去留”可知，磁鐵靠近線圈，則磁鐵與線圈相互排斥；

由題目中圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向下運動時，穿過線圈的磁場強度向下增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場向上，則由右手螺旋定則可知電流方向從a經(jīng)過R到b。故A正確，BCD錯誤、

故選：A。

4.D

【解析】A.由圖可知，磁場變強，線圈內(nèi)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴”原理可知，線框面積將有縮小的趨勢，故A錯誤；

B.由圖可知，線圈內(nèi)的磁通量增大，方向垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律可知，流過線圈的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，即通過R的電流方向由a到b，故B錯誤；

C.由B選項可知感應(yīng)電流的方向，根據(jù)左手定則可知，線框cd邊受到的安培力方向向下，故C錯誤；

D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=nΔφΔt=n2B0-B0t0S=nB0St0，【解析】由圖可知，0～1s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故0～1s內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為逆時針，即電流為負方向；同理可知，1～2s內(nèi)電路中的電流為順時針，2～3s內(nèi)，電路中的電流為順時針，3～4s【解析】A、正點電荷形成的電場的電場線從正點電荷出發(fā)到無窮遠終止，從O點到無窮遠電勢不斷降低，所以該電勢分布不可能是放置在O點的正點電荷形成的，故A錯誤；

B、φ-x圖像的斜率等于電場強度，可知x1處和-x1處場強大小相等，方向相反，根據(jù)F=qE知某點電荷在x1處和-x1處受到的電場力大小相等，方向相反，故B錯誤；

C、點電荷從-x2沿x軸移動到x2處，電勢先降低后升高，由于該點電荷的電性未知，所以不能判斷電勢能的變化情況，故C錯誤；

D、由圖可以看出，x2處的電勢大于-x1處的電勢，根據(jù)【解析】當(dāng)粒子的速度為v1時，粒子出射點分布在六分之一圓周，則粒子能達到的最遠的位置為如圖所示的A點，設(shè)粒子的軌道半徑為r1，磁場的半徑為R

根據(jù)圖中的幾何關(guān)系滿足

2r1=PA-=R

當(dāng)粒子的速度為v2時，粒子能到達的最遠的位置為B點，設(shè)粒子的軌道半徑為r2，同理可得

根據(jù)幾何關(guān)系可得

2r2=PB-=8.BD

【解析】A.由圖乙可知，當(dāng)t=0.04s時，發(fā)電機輸出端電流的瞬時值為零，則線圈恰好處于中性面上，則線圈平面與磁場方向垂直，故A錯誤；

B.由圖乙可知，Im=2A，交流電的周期為：T=0.04s，

則角頻率為：ω=2πT=2π0.04s=50πrad/s，

因此發(fā)電機輸出端電流的瞬時值表達式為：i=2sin(50πt)A，故B正確；

C.由題可知，流過副線圈的電流的有效值為：I2【解析】AC.金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，MN相當(dāng)于電源，根據(jù)右手定則判斷知，通過MN的電流從N→M，在電源內(nèi)部電流從低電勢流向高電勢，所以M端電勢高于N端電勢，通過電阻R的電流方向為a→c，故AC正確；

B.由法拉第電磁感應(yīng)定律，可知金屬桿產(chǎn)生的電動勢為E=BLv=0.2×0.2×5V=0.2V，由閉合電路歐姆定律，可知通過電阻R的電流為I=ER=10.BC

【解析】A、當(dāng)粒子與EG邊相切時，設(shè)粒子速度為v0，若粒子速度大于v0，粒子會從EG邊出界，若粒子速度小于v0，粒子會從EF邊出界，無法到達E點，故A錯誤。

B、能從EF邊出射的粒子都做半圓周運動，時間均為12T=πmqB，所以能到達EF邊界的所有粒子所用的時間均相等，故B正確；

C、當(dāng)粒子軌跡與EG相切，此時對應(yīng)的圓心角最大為θ=180°-30°=150°，時間最長為

t=150°360°×2πmqB=5πm6qB，故C正確；11.0.800

R3

3.03【解析】(1)螺旋測微器的精確值為0.01mm，由圖可知金屬絲的直徑為：d=0.5mm+30.0×0.01mm=0.800mm；

(2)①根據(jù)閉合電路歐姆定律電路和電流表最小讀數(shù)，可求出電路中需要的最大電阻為：R=EI=313×0.6Ω=15Ω，由于待測電阻電阻為3Ω，所以滑動變阻器應(yīng)R1；根據(jù)串聯(lián)分壓的原理可得，R'=E【解析】(1)閉合回路中理論中最大電流約為Imax=Er+R0=33+20A≈0.13A=130mA，則電流表應(yīng)選擇A1。

(2)閉合開關(guān)S1和S2時，由閉合電路的歐姆定律得：I1=ER1+rA1+r

閉合開關(guān)S1、斷開S2時，由閉合電路的歐姆定律得：I1=E13.(1)外電路電阻為R=R1+R2，根琚閉合電路歐姆定律，電路中總電流I=ER+r，由以上兩式解得E=6V

(2)BP之間的電壓UBP=I×R22，兩板間的電場強度E=UBPd，沒小球電量為q，由共點力平衡，可知小球帶負電．結(jié)合mgtanθ=Eq解得q=4×10-3C。

(3)剪斷細線的瞬間小球的合力方向與豎直方向成37°斜向右下，大小為：F14.(1)離子在平行金屬板之間做勻速直線運動，洛侖茲力與電場力相等，即：

B0qv=qE0，

E0=Ud

解得：v=2000m/s

(2)在圓形磁場區(qū)域，離子做勻速圓周運動，由洛侖