遼寧省大連市2024-2025學年高二上學期期末物理試卷【含解析】

第頁，共頁遼寧省大連市2024-2025學年高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示，下面能正確表明帶正電的粒子所受洛倫茲力F方向的是(

)A. B.

C. D.2.如圖為一種自動測定油箱內油面高度的裝置，裝置中的金屬桿的一端接浮標(浮標與杠桿之間絕緣)，另一端的觸點P接滑動變阻器R，油量表由電流表改裝而成，當汽車加油時，油箱內的油面上升的過程中，下列說法正確的是(

)A.電路中電流減小

B.R1兩端電壓增大

C.整個電路消耗的功率減少

D.3.小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的感應電動勢與時間成正弦函數(shù)關系，如圖所示，此線圈與一個R=10Ω的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻。下列說法正確的是(

)A.交變電流的頻率為8Hz B.交變電流的有效值為2A

C.交變電流的最大值為2A D.電流的瞬時值表達式為i=24.如圖所示，通有等大同向電流的兩長直導線水平放置且關于O點對稱，導線中的電流垂直于紙面向里，A與A'連線垂直于兩導線的連線，且兩點到O點距離相同，下列說法正確的是(

)A.O點的磁感應強度為零

B.O點的磁感應強度比A點大

C.A點的磁場方向水平向左

D.A'5.磁流體發(fā)電的原理如圖所示，將一束速度為v的等離子體(含有大量正、負帶電粒子)垂直于磁場方向噴入磁感應強度為B的勻強磁場中，在相距為d、寬為a、長為b的兩平行金屬板間產生電壓，如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個直流電源的兩極。穩(wěn)定時兩板間等離子體的電阻為r，忽略邊緣效應，下列判斷正確的是(

)A.上板為正極

B.上、下兩極板兩的電壓U=Bvd

C.增大電阻R的阻值，電源的輸出功率一定變大

D.電動勢的大小與等離子體濃度大小無關6.如圖甲所示，在水平絕緣的桌面上，一個用電阻絲構成的閉合矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，規(guī)定磁場的方向垂直于桌面向下為正，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示。下列關于線框中的感應電流i(規(guī)定逆時針為正)隨時間t變化的關系正確的是(

)A. B.

C. D.7.如圖所示，橫截面為半圓的光滑柱體固定在水平面上，空間存在與紙面平行的磁感應強度大小為B的勻強磁場。長度為L、質量為m、電流強度為I的通電直導線a(電流方向如圖)在安培力的作用力下恰好靜止在圓弧面上，此時a與圓心連線和豎直方向夾角為30°，則下列判斷正確的是(

)A.磁感應強度方向可能水平向左 B.磁感應強度方向一定水平向右

C.磁感應強度大小可能是mgIL D.磁感應強度大小可能是二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖是常用的學生飯卡內部實物圖，其由線圈和芯片組成電路。當飯卡處于感應區(qū)域時，刷卡機會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內線圈中產生感應電流來驅動芯片工作，已知線圈面積為S，共n匝，某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內，在感應時間t0內，磁感應強度方向向外且由0均勻增大到B0，此過程中(

)A.線圈中產生的感應電流方向為順時針 B.線圈中磁通量變化量為nB0S

C.線圈中感應電動勢大小為B09.如圖所示，在腰長為L的等腰直角三角形區(qū)域內存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。質量均為m的甲粒子(帶電荷量為+q)和乙粒子(帶電荷量為-q)分別從a、b兩點沿ab方向和ba方向射入磁場。不計粒子的重力及粒子之間的相互作用，則下列說法正確的是(

)

A.乙粒子速度合適，可以從c點射出磁場

B.甲粒子從c點射出磁場的時間為πmqB

C.乙粒子從bc邊射出的最大軌道半徑為(2-1)L

10.如圖所示，傾角為30°，間距為L、足夠長的光滑平行金屬導軌的底端接阻值為R的電阻，質量為m的金屬棒通過跨過輕質定滑輪的絕緣細線與質量為4m的重物相連，滑輪左側細線與導軌平行；金屬棒的電阻為R、長度為L，金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，整個裝置處于垂直導軌平面向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中?，F(xiàn)將重物由靜止釋放，其下落高度h時達到最大速度v，重力加速度為g，空氣阻力及導軌電阻不計，在此過程中，下列說法正確的是(

)A.細線的拉力一直減小

B.通過電阻R的電荷量為BLhR

C.金屬棒克服安培力做功為12m(7gh-三、實驗題：本大題共2小題，共14分。11.如圖所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置：

①如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流計指針將______偏轉(填“向左”“向右”或“不”)；

②連好電路后，并將A線圈插入B線圈中后，若要使靈敏電流計的指針向左偏轉，可采取的操作是______；

A.插入鐵芯

B.拔出A線圈

C.變阻器的滑片向左滑動

D.斷開開關S瞬間12.圖甲為電阻式觸摸屏的簡化原理：按壓屏幕時，相互絕緣的兩導電層就在按壓點位置有了接觸，從而改變接入電路的電阻。

粗測該觸摸屏單元未按壓狀態(tài)下的電阻約為幾十歐姆。某研究小組的同學想較準確測量此電阻，可供使用的器材有：

A.電源E(電動勢為6V，內阻約為12Ω)；

B.電流表A1(量程為3mA，內阻為5Ω)；

C.電流表A2(量程為60mA，內阻約為2Ω)；

D.滑動變阻器R1(總阻值約為10Ω)；

E.電阻箱R2，最大阻值為99999Ω；

F.開關S，導線若干。

(1)該小組同學將電流表A1和電阻箱R2串聯(lián)改裝成量程為4.5V的電壓表，電阻箱R2的阻值應調為______Ω；

(2)該小組同學設計了圖丙測量電路，為了盡量減小實驗誤差，電阻箱右邊的導線應該接______(填“a”或“b”)；按正確選擇連接好電路之后，改變滑動變阻器滑片位置，測得多組對應的電流表A1和電流表A2的示數(shù)I1、I2，得到了圖丁的圖像，由圖中數(shù)據可得該觸摸屏單元未按壓狀態(tài)下的阻值Rx為______四、計算題：本大題共3小題，共40分。13.某個小水電站發(fā)電機的輸出功率為100kW，發(fā)電機的輸出電壓為250V。通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線的總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V，要求在輸電線上損失的功率控制在5kW(即用戶得到的功率為95kW)。求：

(1)輸電線上通過的電流；

(2)升壓變壓器輸出的電壓；

(3)升壓、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。14.如圖所示，平行長直光滑固定的金屬導軌MN、PQ平面與水平面的夾角θ=30°，導軌間距為L=0.5m，上端接有R=3Ω的電阻，在導軌中間加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，磁場區(qū)域為OO'O1'O1，磁感應強度大小為B=2T，磁場區(qū)域寬度為d=0.4m，放在導軌上的一金屬桿ab質量為m=0.08kg、電阻為r=2Ω，從距磁場上邊緣d0處由靜止釋放，金屬桿進入磁場上邊緣的速度v=2m/s。導軌的電阻可忽略不計，桿在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，重力加速度大小為g=10m/s2，求：

(1)金屬桿距磁場上邊緣的距離d0；15.如圖所示，邊長為L的等邊三角形abc區(qū)域外存在垂直于abc所在平面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B，P、Q兩點分別為ab邊的三等分點。t=0時刻，帶負電的粒子在abc平面內以初速度v0從a點垂直于ac邊射出，從P點第一次進入三角形abc區(qū)域。不計粒子重力，求：

(1)粒子的比荷；

(2)粒子第一次到c點的時間；

(3)粒子回到a點的可能時間。

答案和解析1.B

【解析】左手定則的內容：伸開左手，使大拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心穿過，并使四指指向電流的方向或者正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是通電導線或運動電荷在磁場中所受安培力或洛倫茲力的方向。

A、磁場的方向向外，帶正電的粒子向右運動，由左手定則可知，洛倫茲力豎直向下，故A錯誤；

B、磁場的方向向里，帶正電的粒子向右運動，由左手定則可知，洛倫茲力豎直向上，故B正確；

C、磁場向上，帶正電粒子向右運動，由左手定則可知，洛倫茲力垂直于紙面向外，故C錯誤；

D、磁場向下，帶正電粒子向右運動由左手定則可知，洛倫茲力垂直于紙面向里，故D錯誤。

故選：B。

2.B

【解析】A、當汽車加油時，油箱內的油面上升的過程中，通過浮標和杠桿使觸點P向下滑動，滑動變阻器R接入電路的電阻變小，整個電路的總電阻變小，電路中的電流增大，故A錯誤；

B、根據歐姆定律，R1兩端電壓為U1=IR1，由于電路中的電流I變大，所以R1兩端電壓增大，故B正確；

C、整個電路消耗的功率為P=EI，由于電路中的電流I變大，E不變，所以整個電路消耗的功率增大，故C錯誤；

D、當內外電阻相等時，電源的輸出功率最大，因不知道電路中內外電阻的大小關系，所以無法判斷電源的輸出功率如何變化，故D錯誤。

故選：【解析】A、由圖可知交流電的周期T=0.250s，所以交流電的頻率為f=1T=10.250Hz=4Hz，故A錯誤；

BC、由圖可知感應電動勢的最大值為Em=20V，所以交變電流的最大值為Im=EmR=2010A=2A，交變電流的有效值為I=Im4.A

【解析】A、兩導線在O點產生的磁場的磁感應強度大小相等，方向相反，疊加后的磁感應強度為零，故A正確。

C、由安培定則可知兩導線在A點產生的合場強方向水平向右，故C錯誤；

B、O點的磁感應強度比A點小，故B錯誤；

D、由安培定則可知兩導線在A'點產生的合場強方向水平向左，故D錯誤；

故選：A。

5.D【解析】A、大量帶正電和帶負電的微粒向右進入磁場時，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向下，所以正電荷會聚集的下板，負電荷受到的洛倫茲力向上，負電荷聚集到上板，故下板相當于電源的正極，上板相當于電源的負極，故A錯誤；

BD、根據qvB=qE電d得：電動勢E電=Bdv，產生的電動勢與電源的濃度無關，磁流體發(fā)電機具有內阻，上下板兩端為路端電壓，故U<Bdv，故B錯誤，D正確；

C.增大電阻R的阻值，路端電壓變大，但P=U2R，電源的輸出功率不一定變大，故C【解析】在0～1s內，磁感應強度B向里均勻增加，則線框中產生感應電流，由楞次定律可得電流方向為逆時針；

由法拉第電磁感應定律可得：E=ΔBSΔt恒定，則感應電流大小恒定；

1～2s內，磁場不變，則線框中磁通量恒定，所以沒有感應電流；

2～4s內，圖像斜率不變，感應電流不變，電流方向為順時針；

4～5s感應電流為零；

5～6s感應電流與0【解析】A.柱體表面光滑，當磁感應強度方向水平向左時，安培力豎直向下，與重力和柱體的支持力不可能平衡，故A錯誤；

B.如圖，導體棒受力情況如下也可以保持平衡

根據左手定則可知，磁場方向為沿圖中支持力方向的反方向，故B錯誤；

C.當磁感應強度水平向右時，受到的安培力豎直向上，如果沒有彈力N，則滿足mg=BIL，得B=mgIL，故C正確；

D.結合B答案，平衡時滿足mgsin30°=BIL，得B=mg2IL8.AD

【解析】A.磁感應強度向外均勻增大，由楞次定律可得感應電流產生的磁場垂直線圈平面向里，根據安培定則可知感應電流為順時針方向，故A正確；

B.線框中磁通量最大為Φ=B0S，磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關，故B錯誤；

CD.磁感應強度方向向外且由0均勻增大到B0電動勢大小為E=nΔΦΔt=nB0t0S【解析】A、如下圖所示，乙粒子軌跡恰好與ac邊相切時，乙粒子從bc邊射出的軌跡半徑最大，所以乙不會從c點射出磁場，故A錯誤；

B、如下圖所示，甲粒子軌跡恰好與bc邊相切于c點從c點射出磁場。根據幾何關系可得，甲粒子的軌跡半徑為L，運動軌跡所對的圓心角為90°，即運動了四分之一周期的時間。運動時間為t=T4=14×2πmqB=πm2qB，故B錯誤；

C、乙粒子軌跡與ac邊相切時，乙粒子從bc邊射出的軌跡半徑最大，設切點為e，由幾何關系可得ae=ab=L，ac=2L所以乙粒子從bc邊射出的最大軌跡半徑為Rmax=(2-1)L，故C正確；

D、由10.CD

【解析】A.根據題意，對重物和金屬棒組成的系統(tǒng)，

由牛頓第二定律可得：4mg-mgsin?30°-F安=5ma，

其中：F安=BIL=B?BLv'2R?L=B2L2v'2R，

聯(lián)立可得：4mg-mgsin30°-B2L2v'2R=5ma，

由此可知，隨著系統(tǒng)開始運動，加速度沿金屬導軌向上，速度逐漸增大，安培力逐漸增大，則系統(tǒng)做加速度逐漸減小的加速運動，直至加速度為0時，系統(tǒng)以速度v做勻速直線運動；

根據題意，對重物，

由牛頓第二定律可得：T=4ma，

聯(lián)立可得：T=33mg10+4B2L2v'5mR，

結合以上分析可知，細線的拉力一直增大，知道速度最大后，拉力大小保持不變，故A錯誤；

B.由電磁感應中電荷量的推論公式可得，【解析】①已知閉合開關瞬間，A線圈中的磁通量增加，產生的感應電流使靈敏電流計的指針向右偏轉，可知磁通量增加時，靈敏電流計的指針向右偏轉；

當開關閉合后，將A線圈迅速插入B線圈中，磁通量也增加，所以電流計指針將向右偏轉；

②要使靈敏電流計的指針向左偏轉，則要減少磁通量。

A、插入鐵芯時，線圈的磁通量增加，故A錯誤；

B、拔出A線圈時，線圈的磁通量減小，故B正確；

C、變阻器的滑片向左移動時，電流變大，所以磁通量增加，故C錯誤；

D、斷開開關S瞬間，電流減小，所以磁通量減少，故D正確；

故選：BD。

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