2023-2024學年天津市重點校高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年天津市重點校高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.以下關于磁場、電磁感應現(xiàn)象的說法正確的是(

)

A.圖甲中閉合開關S瞬間，與線圈P連接的電流計的指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.圖乙中電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心O點的磁場垂直紙面向外

C.圖丙中，通過兩金屬圓環(huán)的磁通量Φ1>Φ2.如圖所示，虛線是某靜電場的一簇等勢線，邊上標有電勢的值．一帶電粒子只在電場力作用下恰能沿圖中的實線從A經(jīng)過B運動到C.下列判斷正確的是(

)A.粒子一定帶負電

B.A處場強大于C處場強

C.粒子在A處電勢能大于在C處電勢能

D.粒子從A到B電場力所做的功大于從B到C電場力所做的功

3.如圖所示，鋁環(huán)A用輕線靜止懸掛于長直螺線管左側(cè)，且與螺線管共軸，下列判斷正確的是(

)A.閉合開關瞬間，環(huán)A將向右擺動

B.斷開開關瞬間，環(huán)A的面積有收縮趨勢

C.保持開關閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向右滑，從左往右看A環(huán)中將產(chǎn)生順時針方向的感應電流

D.保持開關閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑，環(huán)A將向右擺動4.某學校新安裝了一批節(jié)能路燈如圖甲所示，該路燈通過光控開關實現(xiàn)自動控制，電燈的亮度可隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為光敏電阻(光照增強時，其電阻值減小)，電壓表、電流表均為理想電表。隨著傍晚到來，光照逐漸減弱，則(

)

A.A燈變亮、B燈變暗

B.電源的輸出功率一定變大

C.光照減弱的過程中，設電壓表的示數(shù)變化為ΔU、電流表的示數(shù)變化為ΔI，則ΔUΔI=5.如圖所示，在區(qū)域MNQP中有垂直紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點沿垂直于PQ的方向射入磁場，圖中實線是它們的運動軌跡。已知O是PQ

A.粒子a帶負電，粒子b、c帶正電 B.粒子c在磁場中運動的時間最長

C.粒子a在磁場中運動的周期最小 D.射入磁場時粒子b的速率最小二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.“中國天眼”位于貴州的大山深處，它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。關于電磁波，下列說法正確的是(

)A.電磁波可以在真空中傳播

B.電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨立存在的，沒有關聯(lián)

C.紅外線的波長比紫外線的長

D.洛倫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論

7.在如圖所示的電路中，電源電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計，L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。當開關S閉合后，下列判斷正確的是(

)A.此時燈泡L1的電阻為12Ω

B.此時通過燈泡L1的電流為燈泡L2電流的2倍

C.此時燈泡L1消耗的電功率為0.45W8.以下裝置中都涉及到磁場的具體應用，關于這些裝置的說法正確的是(

)

A.圖甲中僅增大通過勵磁線圈的電流，則電子的運動半徑變大

B.圖乙是電磁流量計示意圖，當ab間電壓增大時(其它條件都不變)，說明流量增大了

C.圖丙是速度選擇器示意圖，不考慮重力的帶電粒子只要v=EB，無論粒子的電性正負，電量大小、也無論從P點還是Q點水平進入，都可以勻速直線通過速度選擇器

D.圖丁為一種回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場被限制在M三、實驗題：本大題共1小題，共14分。9.(1)某同學想設計一個測量金屬棒電阻率的實驗方案，實驗室提供的器材有：

A、電流表A1(內(nèi)阻Rr=100Ω，滿偏電流Ig=3mA)

B.電流表A2(內(nèi)阻約為0.4Ω，量程為0.6A)

C.定值電阻R0=900Ω

D.滑動變阻器R(5Ω,2A)

E.干電池組(6V,0.05Ω)

F.一個開關和導線若干

G.游標卡尺

①如圖甲用游標卡尺測金屬棒長為______cm。

②用多用電表粗測金屬棒的阻值：當用“×10Ω”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，他應該換用______擋(填“×1Ω”或“×100Ω”)，換擋并進行一系列正確操作后，指針靜止時如圖乙所示，則金屬棒阻值約為______Ω。

③根據(jù)提供的器材，為了盡可能精確測量金屬棒的阻值，設計出電路圖如圖丙所示。若實驗測得電流表A1示數(shù)為I1，電流表A2示數(shù)為I2，則金屬棒電阻的符號表達式為Rx=______。(用I1，I2，R0，Rg表示)

(2)某同學采用如圖丁所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為0.4Ω；電壓表(量程0～3V四、簡答題：本大題共3小題，共46分。10.如圖所示，水平金屬框的寬度為l=0.5m，固定在水平面上，左端接一電動勢為E=6V、內(nèi)阻r=1Ω的電源，框上放有質(zhì)量為m=0.2kg的金屬桿ab，金屬桿接入電路的有效電阻為R=5Ω。框所在區(qū)域加一磁感應強度為B=1T的勻強磁場，磁場方向與水平面成θ=37°斜向上，金屬桿處于靜止狀態(tài)，其余電阻不計，取重力加速度：g11.在平面坐標系第Ⅰ像限內(nèi)有沿x軸負方向的勻強電場，虛線PQ為在同一平面內(nèi)的豎直直線邊界，在第Ⅱ、Ⅲ像限內(nèi)虛線PQ與y軸之間有垂直坐標平面向里的大小為B的勻強磁場。C、D兩個水平平行金屬板之間的電壓為U。一質(zhì)量為m、電荷量為e的帶正電的粒子(不計粒子重力)從靠近D板的S點由靜止開始做加速運動，從x軸上x=2L處的A點垂直于x軸射入電場，粒子進入磁場時速度方向與y軸正方向θ=60°，不計粒子的重力。要使粒子不從PQ邊界射出，求：

(1)粒子運動到A點的速度大小v0；

(2)勻強電場的場強大小12.現(xiàn)有一可以測定有機化合物分子結(jié)構(gòu)的質(zhì)譜儀，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。樣品室內(nèi)的有機物氣體分子先通過離子化室，離子化成初速度可以忽略不計的正離子，再經(jīng)過電壓為U的高壓電源區(qū)加速后，穿過半徑為R，磁場方向垂直紙面的圓形勻強磁場區(qū)。從高壓電源區(qū)離開的離子，其初速度指向磁場區(qū)的圓心O且水平，最終打在總長度為2R、水平放置的平板記錄儀上，通過測量可得出離子比荷，從而推測有機物的分子結(jié)構(gòu)。已知打在記錄儀的中點O′上的離子在磁場中的運動時間為t，O′點正好位于O點正下方，記錄儀兩端為磁場區(qū)半徑延長線上的點，OO′長度為3R。不計離子重力和離子間的相互作用。求：

(1)打在O′點的離子的速度大小v；

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、圖甲中閉合開關S瞬間，線圈M中產(chǎn)生向左的磁場，穿過線圈P的磁通量增大，線圈P產(chǎn)生感應電流，與線圈P連接的電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；

B、圖乙中電流方向如圖所示，根據(jù)安培定則，兩側(cè)線圈在O點產(chǎn)生的磁場方向均向下，所以鐵環(huán)中心O點的磁場向下，故B錯誤；

C、圖丙中，根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下。由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù)，而磁鐵外部磁感線分布在無限大的空間，所以穿過環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內(nèi)部向上的磁感線抵消一部分，線圈1的面積小，抵消較小，則磁通量較大，所以Φ1>Φ2，故C正確；

D、圖丁中，奧斯特利用該實驗裝置發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，故D錯誤。

故選：C。

圖甲中，根據(jù)穿過閉合電路的磁通量是否變化，分析有無感應電流；圖乙中，根據(jù)安培定則和磁場的疊加分析鐵環(huán)中心2.【答案】B

【解析】解：AB、根據(jù)電場線與等勢面垂直且由高電勢指向低電勢，可知電場線方向大致向左，根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知，粒子所受的電場力方向大致向左，則知粒子一定帶正電。故A錯誤；

B、等差等勢面的疏密反映電場強度的大小，A處場強大于C處場強，故B正確；

C、從A點飛到C點，電場力方向與速度的夾角為鈍角，電場力做負功，電勢能增大，故C錯誤；

D、根據(jù)W=Uq知電勢差相同，電場力做功相同，故D錯誤。

故選：B。3.【答案】C

【解析】解：A、閉合開關瞬間，環(huán)A中磁通量增大，根據(jù)楞次定律，環(huán)將向左擺動，故A錯誤；

B、斷開開關瞬間，環(huán)A中磁通量減小，根據(jù)楞次定律，環(huán)將有擴展的趨勢，故B錯誤；

C、保持開關閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向右滑，滑動變阻器的有效電阻增大，螺線管中電流減小，產(chǎn)生的向右的磁場減弱，根據(jù)楞次定律，從左往右看A環(huán)中將產(chǎn)生順時針方向的感應電流，故C正確；

D、保持開關閉合，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑，滑動變阻器的有效電阻減小，螺線管中電流增大，產(chǎn)生的向右的磁場增強，根據(jù)楞次定律，環(huán)A將向左擺動，故D錯誤。

故選：C。

閉合(斷開)開關瞬間，或滑片的移動導致電路中電流的變化，即可得出磁場的變化及穿著線圈的磁通量的變化，則由楞次定律可得出線圈中磁場的方向，從而得出線圈的運動及形狀的變化．

楞次定律可簡單地記為：“增反減同”、“來拒去留”；楞次定律的應用一定注意不要只想著判斷電流方向，應練習用楞次定律去判斷導體的運動及形狀的變化．4.【答案】C

【解析】解：A.光照逐漸減弱，光敏電阻阻值增大，則外電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，通過A燈的電流增大變亮，通過R0的電流減小，其兩端電壓減小，則B燈兩端電壓增大，B燈變亮，故A錯誤；

B.由于外電阻與內(nèi)阻的關系未知，無法判斷電源輸出功率的變化，故B錯誤；

C.根據(jù)閉合電路歐姆定律有U=E?Ir，可知ΔUΔI=r，故C正確；

D.根據(jù)串、并聯(lián)電流的規(guī)律可知IR0=IR1+IB，由于IR05.【答案】B

【解析】解：A、根據(jù)左手定則知粒子a帶正電，粒子b、c帶負電，故A錯誤；

D、粒子在磁場中做勻速圓周運動時，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=mv2r，解得：v=qBrm，射入磁場時粒子c的半徑最小，則速率最小。故D錯誤；

BC、粒子在磁場中做圓周運動的周期：T=2πrv=2πmqB相同，粒子在磁場中的運動時間：t=6.【答案】AC【解析】解：A、電磁波可以在介質(zhì)與真空中傳播，故A正確；

B、電磁波傳播過程中，周期性變化的電場激發(fā)出周期性變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波，故B錯誤；

C、紅外線為非可見光，頻率比紅光低；紫外線也是非可見光，但頻率比紫光高，因此紅外線的頻率低于紫外線的頻率，故紅外線的波長比紫外線長，故C正確；

D、赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了麥克斯韋的電磁理論，故D錯誤。

故選：AC。

電磁波是由方向相同且互相垂直的電場與磁場在空間中以波動的形式傳播的電磁場，電磁波的傳播不需要借助任何載體，可以在真空中傳播。紅外線的頻率比紫外線的低，紅外線的波長比紫外線的長。赫茲通過實驗捕捉到電磁波，不是洛倫茲。

7.【答案】AD【解析】解：A、當開關閉合后，燈泡L1的電壓U1=3V，由圖讀出其電流I1=0.25A，則燈泡L1的電阻R1=U1I1=30.25Ω=12Ω，故A正確；

B、根據(jù)電路圖可知L1燈泡的電壓為3V，據(jù)乙圖可知電流為0.25A；燈泡L2、L3串聯(lián)，電壓U2=U3=1.5V，電流為0.2A，所以L1電流為L2電流的1.25倍，故B錯誤；

C、燈泡L1消耗的功率P18.【答案】BD【解析】解：A、電子在加速電場中加速，由動能定理有eU=12mv2

根據(jù)洛倫茲力提供向心力有evB=mv2R

聯(lián)立解得R=1B2mUe

僅增大通過勵磁線圈的電流，則磁場強度增大，則電子的運動半徑變小，故A錯誤；

B、在電壓穩(wěn)定時有

evB=eUabD

管口的橫截面積S=π(D2)2

流量為

Q=Sv

聯(lián)立得Q=πDUab4B

當ab間電壓增大時(其它條件都不變)，說明流量增大了，故B正確；

C、圖丙是速度選擇器示意圖，不考慮重力的帶電粒子，則沿直線通過時應滿足qE=qvB

即只要v=E9.【答案】10.230

×1

10

I1(Rg+R【解析】解：(1)①根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則，20分度游標卡尺的精確度為0.05mm，故金屬棒長為

102mm+6×0.05mm=102.30mm=10.230cm；

②指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明金屬棒電阻較小，所選擋位太大，應該換用“×1Ω”，故金屬棒阻值約為10Ω；

③根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等，可得

I1(Rg+R0)=Rx(I2?I1)

解得

Rx=I1(Rg+R0)I2?I1；

(2)①干電池的內(nèi)阻和定值電阻R0的總阻值約為1Ω，若選用最大阻值為100Ω的滑動變阻器，會導致滑動變阻器占大部分電壓且變化較慢，另在調(diào)節(jié)過程中很不方便，因此為了方便實驗操作，實驗中應選最大阻值較小滑動變阻器R1；

②10.【答案】解：(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

I=ER+r=65+1A=1A

故金屬棒ab所受安培力大小為

F=BIl=1×1×0.5N=0.5N

方向垂直磁場斜向上。

(2)對金屬棒ab進行受力分析，根據(jù)平衡條件，在水平方向上有

f=Fsinθ=0.5×0.6【解析】(1)由閉合電路的歐姆定律計算電流大小，根據(jù)安培力公式計算安培力大??；

(2)對金屬桿，根據(jù)平衡條件計算摩擦力大??；

11.【答案】解：(1)由動能定理得：Uq=12mv02

可得粒子運動到A點的速度大?。簐0=2Uem

(2)水平方向做勻加速運動：vcosθ=v0

根據(jù)動能定理：2qEL=12mv2?12mv02

聯(lián)立以上幾式解得：E=3U2L

(3【解析】(1?)根據(jù)動能定理可得粒子到達A點的速度；

(2)根據(jù)粒子在電場中做平拋運動的規(guī)律和動能定理求解