云南省大理市下關(guān)第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期11月期中物理試題

下關(guān)一中教育集團(tuán)20232024學(xué)年高二年級(jí)上學(xué)期期中考物理試題（試卷滿分100分，考試時(shí)間：90分鐘）一、單選題（共36分）1.電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的關(guān)系。下面四幅圖中描述磁場(chǎng)方向與電流方向之間的關(guān)系，其中磁感線分布正確的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)安培定則可知，電流方向向上，導(dǎo)線右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，左側(cè)則是垂直紙面向外，故A正確；B．根據(jù)安培定則可知，螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向由左向右，故左端是S極，右端是N極，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)安培定則可知，環(huán)形導(dǎo)線內(nèi)部磁場(chǎng)方向從右向左，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)安培定則可知，電流方向向下，磁場(chǎng)方向應(yīng)該是順時(shí)針方向，故D錯(cuò)誤。故選A。2.將長(zhǎng)1m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖中所示的形狀，放于B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，abc平面與磁場(chǎng)垂直。若在導(dǎo)線abc中通入I=25A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力的大小為（）A.N B.N C.1.5N D.2N【答案】B【解析】【詳解】由題意有導(dǎo)線在磁場(chǎng)內(nèi)有效長(zhǎng)度為整個(gè)通電導(dǎo)線受到安培力大小為故選B。3.如圖所示,在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時(shí)磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN1,現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后,磁鐵對(duì)水平面的壓力為FN2,則以下說法正確的是()A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) B.彈簧長(zhǎng)度將變短 C.FN1=FN2 D.FN1<FN2【答案】B【解析】【詳解】開始時(shí)磁體受重力和支持力，二力平衡，故彈簧處于原長(zhǎng)，磁體對(duì)地壓力等于磁體的重力；

通電后，根據(jù)條形磁體磁感線分布情況得到直線電流所在位置磁場(chǎng)方向如圖所示，由左手定則可判斷出通電導(dǎo)線所受安培力方向如圖所示；

由牛頓第三定律可知，條形磁鐵受到的電流對(duì)磁體的作用力斜向左上方，如圖所示，故磁體對(duì)地面的壓力減小，F(xiàn)N1>FN2，同時(shí)彈簧縮短；所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤．故選B．4.如圖所示一單匝正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著OO′觀察，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，邊長(zhǎng)為l，電阻為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)（）A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB.穿過線圈的磁通量最大C.線圈中的感應(yīng)電流為D.穿過線圈磁通量的變化率為0【答案】C【解析】【詳解】A．圖示時(shí)刻，ad速度方向向里，bc速度方向向外，根據(jù)右手定則判斷出ad中感應(yīng)電流方向?yàn)?，bc中電流方向?yàn)?，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)?，故A錯(cuò)誤；BD．圖示時(shí)刻，穿過線圈磁通量為0，ad、bc兩邊垂直切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律分析得知，磁通量的變化率最大，故BD錯(cuò)誤；C．圖示時(shí)刻，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線圈中的感應(yīng)電流為故C正確。故選C。5.如圖所示，三根長(zhǎng)直導(dǎo)線A、B、C相互平行，截面為正三角形，三條邊的中點(diǎn)分別記為D、E、F點(diǎn)，中心為O點(diǎn)，現(xiàn)給三根導(dǎo)線通入如圖方向的等大電流I，已知距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其中k為常數(shù)，則（）A.D點(diǎn)和E點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同B.D點(diǎn)和E點(diǎn)的磁場(chǎng)大小不同C.D、E、F三點(diǎn)中F點(diǎn)磁場(chǎng)最小D.O點(diǎn)磁場(chǎng)為零【答案】C【解析】【詳解】ABC．設(shè)正三角形的邊長(zhǎng)為2L，根據(jù)B=，結(jié)合矢量的疊加原理，如圖，可得D、E、F三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為BD=，BE=，BF=k可知D點(diǎn)和E點(diǎn)的磁場(chǎng)大小相同，方向不同，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，C正確；D．由安培定則結(jié)合磁場(chǎng)疊加原理，如圖，可知O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示，某空間存在正交勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域并剛好沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.微粒可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.微?？赡軒д奀.微粒的電勢(shì)能一定減小D.微粒的機(jī)械能一定減少【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)做直線運(yùn)動(dòng)的條件和受力情況(如圖所示)從圖像上可以知道，微粒一定帶負(fù)電，且做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；C．因?yàn)殡妶?chǎng)力向左，對(duì)微粒做正功，電勢(shì)能一定減小，故C正確；D．由能量守恒可以知道，電勢(shì)能減小，機(jī)械能一定增加，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示，甲是質(zhì)譜儀，乙是回旋加速器，丙是霍爾元件，下列說法不正確的是（）A.甲圖中，粒子打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大B.乙圖中，粒子第次和第次加速后的半徑之比是C.丙圖中，粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是，且可以判斷出帶電粒子的電性D.丁圖中，若載流子帶負(fù)電，穩(wěn)定時(shí)C板電勢(shì)低【答案】C【解析】【詳解】A．甲圖中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得可知粒子打在底片上的位置越靠近狹縫，半徑越小，說明粒子的比荷越大，選項(xiàng)A正確；B．乙圖中，粒子在電場(chǎng)中加速有粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解聯(lián)立解得則粒子第次和第次加速后的半徑之比是選項(xiàng)B正確；C．丙圖中，粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器，則有解得若粒子帶正電，則電場(chǎng)力向下，磁場(chǎng)力向上；若粒子帶負(fù)電，則電場(chǎng)力向上，磁場(chǎng)力向下，均可滿足受力平衡。因此無法判斷出帶電粒子的電性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．丁圖中，若載流子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可判斷載流子向C板偏轉(zhuǎn)，因此穩(wěn)定時(shí)C板電勢(shì)低，選項(xiàng)D正確。本題選不正確的，故選C。8.如圖所示，三個(gè)完全相同的半圓形光滑軌道豎直放置，分別處在真空?勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，軌道兩端在同一高度上。P?M?N分別為軌道的最低點(diǎn)。a?b?c三個(gè)相同的帶正電絕緣小球同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，則（）A.b球先于a球到達(dá)軌道的最低點(diǎn)B.a?b兩球第一次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)，b球?qū)壍赖膲毫Ω.三小球向下運(yùn)動(dòng)過程中，c球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度最小D.c球運(yùn)動(dòng)過程中，其重力勢(shì)能最小時(shí)，電勢(shì)能一定最大【答案】C【解析】【詳解】A．沿著軌道建立自然坐標(biāo)系，將速度和加速度分解為沿軌道方向和垂直于軌道方向，由于圖二洛倫茲力始終在垂直于軌道方向，不影響沿軌道方向的受力，所以b球和a球同時(shí)到達(dá)軌道的最低點(diǎn)；A錯(cuò)誤；BC．第一個(gè)小球從軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有第二個(gè)小球從軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)過程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有第三個(gè)小球從軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過程中有重力做功、電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有根據(jù)以上公式有可知，c球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度最小。由牛頓第二定律，對(duì)a球得對(duì)b球得所以a?b兩球第一次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)，b球?qū)壍赖膲毫Ω螅籅錯(cuò)誤，C正確；D．c球運(yùn)動(dòng)過程中，小球運(yùn)動(dòng)到軌道右側(cè)速度減小為0時(shí)，電勢(shì)能最大，D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖所示，一帶正電粒子沿與圓形區(qū)域直徑ab成30°的方向從a點(diǎn)以速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)過t時(shí)間從b點(diǎn)離開，已知僅在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)粒子調(diào)整速度大小后，再次從同一位置以相同的方向進(jìn)入圓形區(qū)域磁場(chǎng)，經(jīng)過2t時(shí)間再次離開圓形區(qū)域。則粒子調(diào)整后的速度為（粒子重力不計(jì)）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由題設(shè)條件畫出兩種情況下帶電粒子的軌跡如圖所示，由于是以相同的方向射入的，它們軌跡圓心在以初速度垂直的直線上，如圖中的A、B兩點(diǎn)，由于速度變化后在磁場(chǎng)中的時(shí)間變?yōu)?t，則偏轉(zhuǎn)角為120°，即初速度方向與ac成60°，若磁場(chǎng)圓的半徑為R，則兩種情況下，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為由洛侖茲力提供向心力得到所以則故選B。二、多選題（共12分）10.如圖所示，虛線下方有垂直紙面向里的足夠大有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線上方同一高度處有兩個(gè)完全相同的正方形均勻金屬線框1、2，線框1做自由落體運(yùn)動(dòng)，線框2做初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)。線框1、2在運(yùn)動(dòng)過程中均無旋轉(zhuǎn)。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B，線框1恰勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)空氣阻力，從開始運(yùn)動(dòng)到線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，下列說法正確的是（）A.線框2減速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域 B.線框1、2始終處于同一高度C.線框1產(chǎn)生的焦耳熱小于線圈2產(chǎn)生的焦耳熱 D.通過線框1、2導(dǎo)線橫截面的電荷量相等【答案】BD【解析】【詳解】AB．因?yàn)榫€框2做初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)，則豎直方向進(jìn)入磁場(chǎng)前也做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，豎直方向速度和線框1的相等，且左右兩邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)抵消，所以線框2進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和線框1受力情況相同，故豎直方向始終在同一高度，線框2也是勻速進(jìn)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤，B正確；C．同理，兩線框電流相等，運(yùn)動(dòng)情況相同，故線框1產(chǎn)生的焦耳熱等于線圈2產(chǎn)生的焦耳熱，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)知通過線框1、2導(dǎo)線橫截面的電荷量相等，故D正確。故選BD。11.如圖（甲）所示，導(dǎo)線和矩形線框共面且均固定，在中通以圖（乙）所示的電流（電流正方向?yàn)橄騈），則在0時(shí)間內(nèi)，（）A.線框感應(yīng)電流方向始終沿B.線框感應(yīng)電流方向先沿后沿C.邊始終不受安培力的作用D.邊受安培力先向右后向左【答案】AD【解析】【詳解】AB．由題意可知，MN方向?yàn)殡娏髡较?，根?jù)右手螺旋定則可知，在0到時(shí)間內(nèi)，穿過線框abcd的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小在減小，則由楞次定律可得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，即為abcda；同理，在到T時(shí)間內(nèi)，穿過線框abcd的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，大小在增大，則由楞次定律可得，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍為順時(shí)針，即為abcda；故A正確，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)MN電流大小變化時(shí)，周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，導(dǎo)致線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使線框ab受到安培力作用，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)通以正向電流時(shí)，根據(jù)左手定則可知，bc邊受到向右的安培力；當(dāng)通以反向電流時(shí)，線框bc邊受到向左的安培力，故D正確。故選AD12.在光滑絕緣水平面上有如圖所示兩部分的磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ（俯視），分別存在著垂直紙面向里和垂直紙面向外的寬度均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝金屬線框在水平向右的拉力F的作用下（圖中未畫出）以初速度進(jìn)入，且能保持全過程勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域。已知線框的電阻為R，則在整個(gè)過程中（）A.線框受到水平拉力的最大值為B.線框受到水平拉力的最大值為C.線框產(chǎn)生的焦耳熱D.線框產(chǎn)生的焦耳熱【答案】AD【解析】【詳解】AB．全過程中線框受到水平拉力的最大值為，，整理得選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．從線框右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ線框產(chǎn)生的焦耳熱為從線框右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ到右邊框剛要離開磁場(chǎng)Ⅱ線框產(chǎn)生的焦耳熱為從線框右邊框剛要離開磁場(chǎng)Ⅱ到線框左邊框離開磁場(chǎng)Ⅱ線框產(chǎn)生的焦耳熱為全過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題（共12分）13.一個(gè)定值電阻，其阻值約在40~50Ω之間，現(xiàn)需要測(cè)量其阻值。給出的實(shí)驗(yàn)器材有：電池組E：電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻約為電壓表V：量程0~10V，內(nèi)阻20kΩ電流表A1:量程0～50mA，內(nèi)阻約為20Ω電流表A2:量程0～300mA，內(nèi)阻約為4Ω滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0~100Ω，額定電流1A滑動(dòng)變阻器R2：阻值范圍0~1700Ω，額定電流電鍵S、導(dǎo)線若干如上圖所示，有兩種電路可供選擇。測(cè)量中為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)所用的電流表應(yīng)為____（填代號(hào)）滑動(dòng)變阻器應(yīng)為_____（填代號(hào)），實(shí)驗(yàn)應(yīng)選圖_____所示的電路圖．【答案】①.②.③.【解析】【詳解】[1][2][3]待測(cè)電阻阻值約在40~50Ω之間，電動(dòng)勢(shì)9V，所以電路中電流的最大值約為所以電流表應(yīng)該選擇電流表A2；量程0～300mA，內(nèi)阻約為4Ω，滑動(dòng)變阻器起限流作用，為了操作方便，應(yīng)該選擇滑動(dòng)變阻器R1：阻值范圍0~100Ω，額定電流1A，因?yàn)樗詰?yīng)該選用電流表外接法，即甲圖。14.某同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。A．待測(cè)電源；B．電阻箱R（最大電阻值為20Ω）；C．定值電阻R0（電阻值為4990Ω）；D．小量程電流表G（Ig＝1mA，Rg＝10Ω）；E．開關(guān)、導(dǎo)線若干該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示（1）將定值電阻R0和小量程電流表G串聯(lián)改裝成電壓表，其量程為______V；（2）多次改變電阻箱的阻值R，讀出對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)I，作出圖像如圖乙所示，則電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______V、內(nèi)阻r＝______Ω。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）【答案】①.5②.③.【解析】【詳解】（1）將定值電阻R0和小量程電流表G串聯(lián)改裝成電壓表，其量程為（2）多次改變電阻箱的阻值R，讀出對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)I，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得由圖像可知解得Er四、解答題（共40分）15.如圖甲所示，水平放置的2匝線圈，阻值為r=1Ω，面積為S?=4m2，線圈與阻值R=1Ω的電阻相連，在線圈的中心有一個(gè)面積為S2=2m2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，規(guī)定垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较?，求：?）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小？（2）通過電阻的電流大小和方向？（3）電壓表讀數(shù)為多少？【答案】（1）4V；（2）2A，方向從A到B；（3）2V【解析】【詳解】（1）由電磁感應(yīng)定律，可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小（2）由閉合電路歐姆定律，可得通過電阻的電流大小規(guī)定垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较颍蓤D乙可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大，由楞次定律可知，通過電阻的電流方向從A到B。（3）電壓表讀數(shù)為電阻R兩端的電壓，由歐姆定律則有16.如圖，在傾斜固定的粗糙平行導(dǎo)軌上端接入電動(dòng)勢(shì)E＝50V、r＝1Ω內(nèi)阻的電源和滑動(dòng)變阻器R，導(dǎo)軌的間距d＝1m，傾角＝37°。質(zhì)量m＝2kg的細(xì)金屬桿ab垂直置于導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處在垂直軌道平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圖中未畫出，細(xì)金屬桿ab保持靜止，導(dǎo)軌與桿的電阻不計(jì)。細(xì)桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝（最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力）。sin37°＝，cos37°＝，g＝10m/s2。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使R＝29Ω，求：（1）金屬桿中電流；（2）金屬桿所受的安培力大小FA＝？（3）金屬桿所受的摩擦力大小f＝？【答案】（1）；（2）5N；（3）7N【解析】【詳解】（1）金屬桿中電流為（2）金屬桿所受的安培力大小為（3）細(xì)金屬桿ab保持靜止，根據(jù)平衡條件有金屬桿所受的摩擦力大小為17.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界CD和EF相互平行，寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一帶負(fù)電粒子垂直磁場(chǎng)方向射入，入射方向與CD邊界夾角為θ=，已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)粒子重力。（1）若粒子垂直邊界EF