河北省保定市唐縣第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

2022級高二上學(xué)期期末考試物理試題一、單選題1.下列說法正確的是（）A.變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場B.做圓周運動的物體，所受力的合力一定時刻指向圓心C.如果穿過線圈的磁通量為零，則該處的磁感應(yīng)強度不一定為零D.動量為零時，物體一定處于平衡狀態(tài)【答案】C【解析】變化的電場周圍可能產(chǎn)生變化的磁場也可能產(chǎn)生恒定的磁場，變化的磁場周圍可能產(chǎn)生變化的電場，也可能產(chǎn)生恒定的電場，故A錯誤；做勻速圓周運動的物體合力一定指向圓心，但做變速圓周運動的物體合力不一定指向圓心，故B錯誤；如果穿過線圈的磁通量為零，由于平面和磁場的夾角未知，所以該處的磁感應(yīng)強度不一定為零，故C正確；動量為零時，物體速度為零，但加速度不一定為零，不一定處于平衡狀態(tài)，故D錯誤。故選C。2.如圖所示電路，是一電阻可忽略的自感線圈，、、為完全相同的三個燈泡。下列說法正確的是（）A.閉合電鍵的瞬間，、、三燈一樣亮B.閉合電鍵穩(wěn)定后，、、三燈一樣亮C.閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵，、、亮度始終相同D閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵，燈始終比、燈亮【答案】C【解析】由于燈與自感線圈L串聯(lián)，因此，當(dāng)閉合電鍵瞬間，、立即亮起，而由于自感線圈在閉合電鍵瞬間產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的通過，通過A燈的電流逐漸增大，因此A燈不會立即變亮，而是緩慢變亮，又因為自感線圈的電阻可忽略，因此當(dāng)電路穩(wěn)定后A燈所在支路的電流大于、兩燈所在支路電流，則燈比、兩燈亮，故A、B錯誤；閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵瞬間，自感線圈會產(chǎn)生自感電動勢，、燈所在支路的原電流瞬間消失，線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙燈中電流的減小，因此燈中電流方向不變，并與、燈所在電路構(gòu)成閉合回路，、、三燈串聯(lián)，亮度始終相同，最終熄滅，故C正確，D錯誤。故選C。3.如圖所示，、是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，板上有一小孔。質(zhì)量為、帶電荷量為的粒子（不計重力），以初速度由小孔進入電場，當(dāng)、間電壓為時，粒子剛好能到達板，如果要使這個帶電粒子從、兩板的正中間處返回，下述措施能滿足要求的是（）A.使帶電粒子的初速度減為原來的B.使、間電壓變?yōu)樵瓉淼谋禖.使、間電壓變?yōu)樵瓉肀禗.使帶電粒子的初速度和、間電壓都變?yōu)樵瓉淼谋丁敬鸢浮緽【解析】設(shè)、兩板間距離為，帶電粒子從進入電場到開始返回運動的距離為，當(dāng)、間電壓為時，粒子剛好能到達板，根據(jù)動能定理有，整理得，此時，當(dāng)帶電粒子從、兩板的正中間處返回時，有，即變?yōu)樵瓉淼?。?dāng)變?yōu)樵瓉淼臅r，則變?yōu)樵瓉淼?，不滿足要求；當(dāng)變?yōu)樵瓉淼谋稌r，則變?yōu)樵瓉淼模瑵M足要求；當(dāng)變?yōu)樵瓉淼谋稌r，則變?yōu)樵瓉淼?，不滿足要求；當(dāng)變?yōu)樵瓉淼谋?，也變?yōu)樵瓉淼谋稌r，則變?yōu)樵瓉淼谋?，不滿足要求。綜上可知，故B正確，ACD錯誤。故選B。4.如圖所示，兩平行軌道間距離為，直導(dǎo)線與軌道緊密接觸，與導(dǎo)軌夾角為，電路中電流為，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面（圖中未畫出），磁場的磁感應(yīng)強度大小為，則受到安培力的大小為（）A.B.C.D.因為在軌道外的導(dǎo)線長度未知，所以大小不能確定【答案】C【解析】垂直勻強磁場的長度為，根據(jù)安培力公式可知，所以C正確；ABD錯誤；故選C。5.如圖所示，金屬導(dǎo)軌、在豎直平面內(nèi)水平平行放置，、通過繞在豎直放置的鐵芯上的導(dǎo)線連接，金屬桿豎直放置，磁場方向垂直紙面向里，鐵芯正上方有一水平放置的金屬環(huán)，與導(dǎo)軌、垂直且始終接觸良好，當(dāng)金屬桿突然向左運動時，下列說法正確的是（）A.中電流由到，鐵芯中磁場豎直向上，環(huán)中有順時針的電流（俯視）B.中電流由到，鐵芯中磁場豎直向下，環(huán)中有順時針的電流（俯視）C.中電流由到，鐵芯中磁場豎直向上，環(huán)中有逆時針的電流（俯視）D.中電流由到，鐵芯中磁場豎直向下，環(huán)中有逆時針的電流（俯視）【答案】A【解析】當(dāng)金屬桿突然向左運動時，由右手定則可知電流由到，由安培定則可知鐵芯中的磁場方向向上，因金屬桿由靜止開始向左運動，金屬環(huán)中的磁通量增加，由楞次定律可知金屬環(huán)中的感應(yīng)電流將產(chǎn)生向下的磁場，根據(jù)安培定則，即環(huán)中有順時針方向電流（俯視）。故選A。6.如圖，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置，、、為三個套在半徑為圓環(huán)上可自由滑動的空心帶電小球，已知小球位于圓環(huán)最高點（未畫出），連線與豎直方向成角，連線與豎直方向成角，小球的電量為(q＞0)，質(zhì)量為，三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A.、、小球帶同種電荷B、小球帶異種電荷，、小球帶同種電荷C.、小球電量之比為D.小球電量數(shù)值為【答案】D【解析】對，受到重力、環(huán)的支持力以及與的庫侖力，其中重力與支持力的方向在豎直方向上，水平方向有對的庫侖力的分力與對的庫侖力的分力，由共點力平衡的條件可知，與對的作用力都是吸引力，或都是排斥力，則與的電性必定是相同的；與帶同種電荷，它們之間的庫侖力是斥力。對，受到重力、環(huán)的支持力以及、對的庫侖力，重力的方向在豎直方向上，水平方向有支持力的向右的分力、對的庫侖力向左的分力、對的庫侖力的分力，若要平衡，則對的庫侖力沿水平方向的分力必須向右，所以對的作用力必須是吸引力，所以與的電性一定相反。即、小球帶同種電荷，、小球帶異種電荷，故AB錯誤；設(shè)環(huán)的半徑為，、、三個小球的帶電量分別為：、和，由幾何關(guān)系可得：，；與對的作用力都是吸引力，或都是排斥力，它們對的作用力在水平方向的分力大小相等，則，所以，故C錯誤；對小球受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件有，即，解得，故D正確。故選D。7.如圖所示，勻強磁場中有一等邊三角形線框，勻質(zhì)導(dǎo)體棒在線框上向右勻速運動。導(dǎo)體棒在線框接觸點之間的感應(yīng)電動勢為，通過的電流為。忽略線框的電阻，且導(dǎo)體棒與線框接觸良好，則導(dǎo)體棒（）A.從位置①到②的過程中，增大、增大B.經(jīng)過位置②時，最大、為零C.從位置②到③的過程中，減小、不變D.從位置①到③的過程中，和都保持不變【答案】C【解析】由導(dǎo)體做切割磁感線產(chǎn)生電動勢公式，可知，增大，就會增大，由電阻定律可知，導(dǎo)體中的電流為，導(dǎo)體做勻速運動，所以不變，A錯誤；經(jīng)過②位置時，最大，最大，電流不為，B錯誤；減小，減小，電流不變，C正確；從位置①到③的過程中，先增大后減小，保持不變，D錯誤；故選C。二、多選題8.磁場中的四種儀器如圖所示，則下列說法中正確的是（）A.甲中回旋加速器加速帶電粒子的最大動能與加速電壓無關(guān)B.乙中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場磁場時擊中光屏同一位置的粒子比荷相同C.丙中自由電荷為負(fù)電荷的霍爾元件通上如圖所示電流和加上如圖磁場時，側(cè)電勢高D.丁中長寬高分別為、、的電磁流量計加上如圖所示勻強磁場，若流量恒定，前后兩個金屬側(cè)面的電壓與、有關(guān)【答案】AB【解析】設(shè)回旋加速器中的磁感應(yīng)強度為，半徑為，粒子的電荷量為，質(zhì)量為，則帶電粒子在回旋加速器中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，可知帶電粒子的最大動能為，所以帶電粒子的最大動能與加速電壓無關(guān)，故A正確；經(jīng)過質(zhì)譜儀的速度選擇器區(qū)域的粒子速度都相同，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場時擊中光屏同一位置的粒子軌道半徑相同，則根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，可得，所以不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域電場磁場時擊中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正確；根據(jù)左手定則可判斷負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向指向側(cè)，所以側(cè)帶負(fù)電荷，電勢低，故C錯誤；經(jīng)過電磁流量計的帶電粒子受到洛倫茲力的作用會向前后兩個金屬側(cè)面偏轉(zhuǎn)，在前后兩個側(cè)面之間產(chǎn)生電場，當(dāng)帶電粒子受到的電場力與洛倫茲力相等時流量恒定，故有，又，所以，由此可知，前后兩個金屬側(cè)面的電壓與、無關(guān)，故D錯誤。故選AB。9.如圖所示，是固定的點電荷，虛線是以為圓心的兩個圓。帶電粒子在的電場中運動，運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，、、為軌跡上的三個點。若帶電粒子只受的電場力作用，則下列說法正確的是（）A.帶電粒子與點電荷的電性相同B.帶電粒子在點的動能大于它在點的動能C.帶電粒子在點的電勢能大于它在點的電勢能D.帶電粒子在點的加速度小于它在點的加速度【答案】AC【解析】帶電粒子所受庫侖力指向軌跡凹側(cè)且垂直于虛線圓（等勢面），即受到斥力作用，故帶電粒子與點電荷的電性相同，A正確；帶電粒子從到過程，庫侖斥力做負(fù)功，動能減小，電勢能增大，故帶電粒子在點的動能較小，電勢能較大，B錯誤，C正確；由牛頓第二定律可得，帶電粒子在點時較小，加速度較大，D錯誤。故選AC。10.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為，原線圈回路中的電阻與副線圈回路中的負(fù)載電阻的阻值相等。、端加一定交流電壓后，則（）A.兩電阻兩端的電壓比B.兩電阻中的電流之比C.兩電阻消耗的電功率之比D.電阻兩端的電壓表的示數(shù)【答案】BD【解析】電阻兩端的電壓，所以兩電阻兩端的電壓之比等于電流之比，由于電流比等于匝數(shù)反比，所以，故A錯誤，B正確；電阻消耗的功率，所以兩電阻消耗的電功率之比，故C錯誤；由表達式知兩端電壓有效值為，設(shè)副線圈電壓為，則原線圈兩端電壓，原線圈中電阻分壓為，即，解得，故D正確。故選BD。三、實驗題11.（1）如圖所示，游標(biāo)卡尺讀數(shù)是_______，螺旋測微器的讀數(shù)是________。（2）某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量電池盒的電動勢和內(nèi)阻，所用的實驗器材有：一個電壓表、一個電阻箱、一個的定值電阻，一個開關(guān)和導(dǎo)線若干：①該同學(xué)為了用作圖法來確定電源的電動勢和內(nèi)阻，以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)做出的圖像如圖丙所示，則該圖像的函數(shù)表達式為：_________（用含有、、、、的函數(shù)表達式表示）②由圖像可求得，該電源的電動勢_____，內(nèi)阻_____（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）③經(jīng)分析該電源電動勢的真實值______，電源內(nèi)阻的真實值______，（填“”、“”、“”）【答案】（1），（）；（2）①；②，③，【解析】（1）[1]分度的游標(biāo)卡尺,精度值為，游標(biāo)的第十刻線與主尺的刻線對齊，則讀數(shù)為：主尺的讀數(shù)+游標(biāo)尺的讀數(shù)；[2]螺旋測微器讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)×精度值，由于估讀的原因,讀數(shù)范圍在；（2）[3]根據(jù)實物圖的連接方式和閉合電路歐姆定律可得，化簡整理得；[4]在的圖像中可得，求得；[5]在的圖像中可得圖像的斜率，代入數(shù)據(jù)可求得；[6][7]考慮到電壓表分流，，與不考慮電壓表分流，對比由，可得，而斜率相等可得，求得。12.如圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中是電池；、、、和是固定電阻，是可變電阻；表頭的滿偏電流為，內(nèi)阻為。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，端和端分別與兩表筆相連．該多用電表有個擋位，個擋位為：直流電壓擋和擋，直流電流擋和擋，歐姆擋。(1)關(guān)于的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號)。A．在使用多用電表之前，調(diào)整使電表指針指在表盤左端電流“”位置B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整使電表指針指在表盤右端電阻“”位置C．使用電流擋時，調(diào)整使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(2)某次測量時該多用電表指針位置如圖()所示。若此時端是與“”相連的，則多用電表讀數(shù)為__________；若此時端是與“”相連的，則讀數(shù)為________；若此時端是與“”相連的，則讀數(shù)為____________。(結(jié)果均保留位有效數(shù)字)【答案】(1)；(2)，，【解析】（1）[1]可變電阻的作用是進行歐姆調(diào)零，AC錯誤，B正確。故選B。（2）[2]端接“”、“”時是電流擋。接“”和“”時電路總電流分別為，，因為，則接“”時是直流電流擋，則多用電表讀數(shù)為。[3]B端是與“3”相連是歐姆擋，則多用電表讀數(shù)為。[4]端是與“”相連是直流電壓擋，則多用電表讀數(shù)為。四、解答題13.如圖所示，線圈的面積是，共匝，線圈電阻為，外接電阻，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為，當(dāng)線圈以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：（1）轉(zhuǎn)動中感應(yīng)電動勢的最大值和有效值；（2）電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)；（3）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，交變電動勢的平均值。【答案】（1），；（2），；（3）【解析】（1）由題意交流電的頻率，角速度為，最大值，感應(yīng)電動勢的有效值；線圈電阻為，外接電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律，則交流電壓表的電壓，而電流表的示數(shù)；（3）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，這段時間內(nèi)的平均值。14.如圖所示，豎直平面內(nèi)的兩條水平虛線之間有垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場寬度。一質(zhì)量，電阻，邊長的正方形單匝導(dǎo)線框，由距磁場上邊界高度處自由下落，其邊進入磁場區(qū)域瞬間，線框恰好能勻速運動，其邊離開磁場瞬間速度。空氣阻力忽略不計，重力加速度求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大??；（2）導(dǎo)線框穿越勻強磁場的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）；（2）【解析】（1）線框邊到達磁場上邊界速度為，線框在進入磁場前做自由落體運動，其速度為，解得，進入磁場瞬間，邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，線框中的電流為，其邊受到的安培力大小為，由于進入磁場中勻速運動，所以有，解得；（2）由能量守恒的觀點可知，在整個運動過程中，其重力勢能轉(zhuǎn)化為線框的動能和產(chǎn)生的焦耳熱，有，解得。15.如圖所示，有一個半徑為的圓形區(qū)域，為圓的直徑。若區(qū)域內(nèi)有勻強電場，質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子從點由靜止釋放，會從圓周上的點穿出電場，與的夾角。如果粒子