天津市紅橋區(qū)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高二物理第Ⅰ卷（選擇題，共40分）一、單選題（本題共5小題，每小題5分共25分）1.如圖所示，螺線管接通電源后，螺線管中的電流恒定不變，在螺線管的正上方放置一可以自由偏轉(zhuǎn)的小磁針，小磁針靜止時極指向左側(cè)，點為螺線管中軸線上的點。下列說法正確的是（）A.電源的甲端是正極，點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向右B.電源的乙端是正極，點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向右C.電源的甲端是負(fù)極，點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左D.電源的乙端是負(fù)極，點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左【答案】A【解析】根據(jù)小磁針靜止時極的指向可知螺線管的右端為極，由于右手螺旋定則可知電流方向為甲到乙，可知通電螺線管的甲端接電源的正極，所以點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向右。2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有極其重大的劃時代的歷史意義，它為人類大規(guī)模利用電能，繼而進(jìn)入電氣化時代奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)于法拉第“磁生電”實驗說法正確的是（）A.閉合開關(guān)時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)B.保持滑動變阻器滑片位置不變，將條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且示數(shù)不為零C.保持滑動變阻器滑片位置不變，將A通電螺線管抽出B螺線管中時，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.保持A通電螺線管位置不變，左右移動滑動變阻器滑片，電流計指針不偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】A．閉合開關(guān)和斷開開關(guān)時，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，故閉合開關(guān)和斷開開關(guān)時電流計指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯誤；B．保持滑動變阻器滑片位置不變，將條形磁體插入螺線管中靜止不動時，通過B螺線管的磁通量不變，B螺線管無感應(yīng)電流，則電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，示數(shù)為0，B錯誤；C．保持滑動變阻器滑片位置不變，將A通電螺線管抽出B螺線管中時，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C正確；D．保持A通電螺線管位置不變，左右移動滑動變阻器滑片，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯誤。故選C。3.如圖所示，A、B為兩根足夠長垂直于紙面的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線通有大小相等，方向相同的電流，在紙面內(nèi)，A、B連線的中點為O點，C、D分別為連線、中垂線上的兩點，下列說法正確的是（）A.O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.C點磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿CO連線背離O點C.D點磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿DO連線指向O點D.若在該空間垂直紙面放上一根與A、B電流方向相同的通電直導(dǎo)線，則導(dǎo)線在O處受安培力最大【答案】A【解析】A．根據(jù)右手螺旋定則可得，A導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下，B導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向上，二者大小相等，所以O(shè)點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故A正確；B．A導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下，B導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向上，前者大于后者，所以C點的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，故B錯誤；C．A導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于AD指向右下方，B導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于BD指向右上方，二者大小相等，所以D點的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平向右，故C錯誤；D．由于O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，若在該空間垂直紙面放上一根與A、B電流方向相同的通電直導(dǎo)線，則導(dǎo)線在O處不受安培力，故D錯誤。故選A。4.如圖所示，一水平導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線正下方有一電子，初速度方向與電流垂直，關(guān)于電子的運動情況，下列說法正確的是（）A.沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小B.沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大C.沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小D.沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大【答案】A【解析】根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線下方磁場方向垂直紙面向外，結(jié)合左手定則可知，電子只能沿沿路徑b運動，洛倫茲力提供圓周運動的向心力，根據(jù)牛頓第二定律可知解得故越靠近導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，則其軌道半徑越來越小。故選A。5.如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時（）A.A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變大B.A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大C.A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變小D.A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小【答案】B【解析】原線圈兩端接恒壓交流電源，則原線圈輸入電壓保持不變，根據(jù)理想變壓器的原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知，副線圈輸出電壓不變；當(dāng)滑變阻器的滑動觸頭向下滑動時，R3接入電路的電阻減小，則副線圈電路總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈電流增大，則R1分壓增大，R2分壓減小，通過R2的電流減小，電流表A2的讀數(shù)變大；根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流比等于匝數(shù)的反比可得可知原線圈電流增大，則電流表A1的讀數(shù)變大。二、多選題。（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分）6.回旋加速器的工作原理如圖所示，和是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間接交流電源。A處的粒子源產(chǎn)生的α粒子（）在兩盒之間被電場加速，兩個半圓盒處于垂直于盒面的勻強(qiáng)磁場中，α粒子進(jìn)入半圓金屬盒內(nèi)做勻速圓周運動。若忽略α粒子在電場中的加速時間且不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是（）A.α粒子在磁場中運動一周的時間是外接交流電源周期的2倍B.僅增大金屬盒的半徑，α粒子離開加速器時的動能增大C.僅增大兩盒間的電壓，α粒子離開加速器時的動能增大D.若使用該加速器對質(zhì)子（）加速，要使得質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，只需將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼囊话爰纯伞敬鸢浮緽D【解析】A．為了使粒子進(jìn)入電場加速，回旋加速器所用交流電源的周期等于帶電粒子在磁場中運動的周期，故A錯誤；BC．由牛頓第二定律有得則最大動能為可知最大動能與加速器的半徑R、磁感線強(qiáng)度B以及電荷的電量q和質(zhì)量m有關(guān)，與兩盒間的加速電壓的大小無關(guān)；故僅增大金屬盒的半徑，α粒子離開加速器時的動能增大，故B正確，C錯誤。D．粒子離開加速器時的最大動能又解得故若使用該加速器對質(zhì)子（）加速，要使得質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼囊话?，可以實現(xiàn)，即故D正確。7.如圖所示是洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)簡圖。勵磁線圈中的電流產(chǎn)生垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，電子槍發(fā)射的電子，其出射速度與磁場方向垂直，調(diào)節(jié)電子槍上的加速電壓可以控制電子的速度大小。下列說法正確的是（）A.增大電子槍的加速電壓，可以使電子運動徑跡的半徑變小B.減小電子槍的加速電壓，可以使電子做圓周運動的周期變大C.增大勵磁線圈中的電流，可以使電子運動徑跡的半徑減小D.減少勵磁線圈中的電流，可以使電子做圓周運動的周期增大【答案】CD【解析】A．增大電子槍的加速電壓，根據(jù)電子速度變大，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得可以使電子運動徑跡的半徑變大，選項A錯誤；B．電子做圓周運動的周期與電子速度無關(guān)，即與電子槍的加速電壓無關(guān)，選項B錯誤；C．增大勵磁線圈中的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，根據(jù)可以使電子運動徑跡半徑減小，選項C正確；D．減少勵磁線圈中的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，根據(jù)使電子做圓周運動的周期增大，選項D正確。故選CD。8.如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻r=lΩ，電阻R=3Ω，則下列說法正確的是（）A.圖示位置產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0B.t=0.01s時，電流表的示數(shù)為0C.電阻R兩端電壓為7.5VD.從圖示時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°時，電阻R中的電流方向?qū)l(fā)生改變【答案】AC【解析】A．圖示位置，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為0，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0，故A正確；B．電流表的示數(shù)為電流有效值，所以t=0.01s時，電流表的示數(shù)不為0，故B錯誤；C．由圖乙可知，電動勢有效值為則電阻R兩端電壓為故C正確；D．線圈經(jīng)過中性面位置時，電流方向改變，所以從圖示時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°時，電阻R中的電流方向不發(fā)生改變，故D錯誤。故選AC。第Ⅱ卷（非選擇題，共60分）三、實驗題（本題滿分12分，第9題每空2分，第10題每空1分。）9.靈敏電流計（俗稱“表頭”）的結(jié)構(gòu)如圖所示，線圈由長而細(xì)的銅絲繞制而成，當(dāng)電流通過接線柱流入線圈時，線圈會在均勻輻向磁場中轉(zhuǎn)動，從線圈的偏轉(zhuǎn)角度就能判斷電流的大小。靈敏電流計的優(yōu)點是靈敏度高，但是允許通過的電流很弱，如希望用它測量較大的電流值，就要進(jìn)行電表的改裝。（1）當(dāng)電流流過靈敏電流計的線圈時，線圈因受到_____（選填安培力或洛倫茲力）的作用而轉(zhuǎn)動。（2）實際的靈敏電流計，會將線圈繞在鋁框上。簡述鋁框的作用：__________。（3）如圖所示，為將內(nèi)阻為980，滿偏電流為的表頭改裝成量程為的電流表，應(yīng)給表頭并聯(lián)一個定值電阻，的阻值為_____?！敬鸢浮浚?）安培力（2）鋁框隨線圈轉(zhuǎn)動時，鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流，鋁框受到的安培力使指針緩慢偏轉(zhuǎn)（3）20【解析】（1）當(dāng)電流流過靈敏電流計的線圈時，線圈因受到安培力的作用而轉(zhuǎn)動。（2）鋁框隨線圈轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流，鋁框受到的安培力使指針緩慢偏轉(zhuǎn)。（3）根據(jù)可得的阻值為10.利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差。（1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的______（選項“甲”或“乙”）；（2）現(xiàn)有電流表（0~0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A.電壓表（0~15V）B.電壓表（0~3V）C.滑動變阻器（0~20Ω）D.滑動變阻器（0~100Ω）實驗中電壓表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______；（選填相應(yīng)器材前的字母）（3）某位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，做出如圖所示的圖線，根據(jù)所畫圖線可得，電動勢E=______V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r=______Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（4）這位同學(xué)對以上實驗進(jìn)行了誤差分析，其中正確是______。A.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電壓表的分流作用B.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電流表的分壓作用C.實驗測出的電動勢小于真實值D.實驗測出的內(nèi)阻大于真實值【答案】（1）甲（2）BC（3）1.490.82（4）AC【解析】（1）因一節(jié)干電池的內(nèi)電阻較小，若應(yīng)用圖乙實驗電路，電流表的內(nèi)阻會對電源內(nèi)阻的測量產(chǎn)生較大的誤差，圖甲電壓表的分流作用產(chǎn)生的實驗誤差較小，因此應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的甲。（2）[1]一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，要求盡量減小實驗誤差，電壓表應(yīng)選B。[2]為了調(diào)節(jié)方便，且調(diào)節(jié)效果明顯，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器C。（3）[1]由閉合電路歐姆定律可得由題圖可知，U軸上的截距為該電源的電動勢可知V[2]圖線的斜率為該電源的內(nèi)阻，則有（4）實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電壓表的分流作用，使電流表的電流小于流經(jīng)電源內(nèi)阻的電流，使U?I圖線下移，使測得的電動勢和內(nèi)阻都小于真實值。四、計算題：（本大題共3個小題，11題14分，12題16分，13題18分，共48分，寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11.如圖所示，電阻不計的金屬框?qū)挾葹?，固定在傾角的斜面上，下端接一電動勢，內(nèi)阻的電源。金屬框所在的區(qū)域加一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直斜面向下?，F(xiàn)把一根質(zhì)量的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，ab接入電路的有效電阻，當(dāng)開關(guān)閉合后ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。取重力加速度，，，，求：（1）金屬桿ab中的電流大??；（2）金屬桿ab受到的安培力大小；（3）金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力?！敬鸢浮浚?）3A（2）3N（3）1N，方向沿斜面向下【解析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律（2）根據(jù)安培力大小公式，有（3）對金屬桿ab受力分析如圖所示根據(jù)沿斜面方向受力平衡有得根據(jù)牛頓第三定律，金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力大小為1N，方向沿斜面向下。12.如圖甲所示，電阻，平行于斜面底邊CD的導(dǎo)體棒AB電阻，放在傾角足夠長的光滑平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒AB的長度等于導(dǎo)軌寬度為，PQCD區(qū)域內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌的勻強(qiáng)磁場，該區(qū)域面積，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。導(dǎo)體棒AB在時由靜止釋放，在時進(jìn)入磁場區(qū)域，并恰好做勻速直線運動，重力加速度g取，，不計空氣阻力，求：（1）導(dǎo)體棒AB釋放處與PQ的距離以及導(dǎo)體棒AB進(jìn)入磁場時的感應(yīng)電動勢；（2）在前1.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能?！敬鸢浮浚?）3m，1.2V（2）0.09J【解析】（1）AB未進(jìn)入磁場時，不受安培力作用，其下滑的加速度為下滑的時間為1s，則下滑位移為即AB釋放處與PQ的距離為3m；AB進(jìn)入磁場時速度為AB進(jìn)入磁場時感應(yīng)電動勢為（2）第1s內(nèi)電路中的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的熱量第1~1.5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量前1.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能為13.在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0