吉林省吉林市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題 （含答案解析）

2023-2024學(xué)年度上學(xué)期高二期末物理試題一、選擇題（1-7單選，每題4分；8-10多選，每題6分，漏選3分；共46分）1.在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是（）A.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律，測(cè)定了元電荷的數(shù)值B.法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系C.開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，提出了萬(wàn)有引力定律D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象【答案】D【解析】【詳解】A．庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律，密立根測(cè)定了元電荷的數(shù)值，A錯(cuò)誤；B．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系，B錯(cuò)誤；C．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，牛頓提出了萬(wàn)有引力定律，C錯(cuò)誤；D．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，D正確；故選D。2.如圖是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流大小都相同，B、D中電流垂直紙面向里，C中電流垂直紙面向外．如果，則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（）A.垂直紙面向外 B.垂直紙面向里C.由A指向B D.由A指向D【答案】C【解析】【詳解】用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線在A點(diǎn)上所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，如圖所示：直導(dǎo)線B在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)與直導(dǎo)線D在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相反，大小相等。則合磁場(chǎng)為零；而直導(dǎo)線C在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)，方向從D指向B,即為沿紙面由A指向B,即A點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由A指向B。故選C。3.如圖所示，一條形磁鐵N極朝下，向下靠近閉合線圈時(shí)（）A.磁鐵與線圈相互排斥，通過(guò)R的感應(yīng)電流方向從a到bB.磁鐵與線圈相互吸引，通過(guò)R的感應(yīng)電流方向從a到bC.磁鐵與線圈相互排斥，通過(guò)R的感應(yīng)電流方向從b到aD.磁鐵與線圈相互吸引，通過(guò)R的感應(yīng)電流方向從b到a【答案】A【解析】【詳解】由“來(lái)拒去留”可知，磁鐵靠近線圈，則磁鐵與線圈相互排斥；由題目中圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)方向向下增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，則由右手螺旋定則可知電流方向從a經(jīng)過(guò)R到b．故A正確，BCD錯(cuò)誤、故選A．點(diǎn)睛：在判斷電磁感應(yīng)中磁極間的相互作用時(shí)可以直接利用楞次定律的第二種表示：“來(lái)拒去留”直接判斷，不必再由安培定則判斷線圈中的磁場(chǎng)，再由磁極間的相互作用判斷力的方向．4.如圖甲所示，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面向里的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖乙所示，面積為S的n匝金屬線框處在磁場(chǎng)中。線框與電阻R相連，若金屬框的電阻為，下列說(shuō)法正確的是（）A.線框面積將有擴(kuò)大趨勢(shì) B.流過(guò)電阻R的感應(yīng)電流方向由b到aC.線框邊受到的安培力方向向上 D.a、b間的電壓為【答案】D【解析】【詳解】A．由于磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)“增縮減擴(kuò)”原理可知，線框面積將有縮小的趨勢(shì)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)楞次定律可知，流過(guò)電阻R的感應(yīng)電流方向由a到b，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則可知，線框邊受到的安培力方向向下，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)回路的電流因此a、b間的電壓D正確故選D。5.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列各圖中正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】試題分析：由圖可知，0-1s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故0-1s內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，即電流為負(fù)方向；同理可知，1-2s內(nèi)電路中的電流為順時(shí)針，2-3s內(nèi)，電路中的電流為順時(shí)針，3-4s內(nèi)，電路中的電流為逆時(shí)針，由可知，電路中電流大小恒定不變．故選D考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律【名師點(diǎn)睛】本題要求學(xué)生能正確理解B-t圖的含義，注意圖線的斜率等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，斜率的符號(hào)能反映感應(yīng)電流的方向，知道這些才能準(zhǔn)確的利用楞次定律進(jìn)行判定．6.空間中有沿x軸方向的靜電場(chǎng)，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)φ分布如圖所示，圖線關(guān)于縱軸對(duì)稱，則（）A.該電勢(shì)分布可能是放置在O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的B.某點(diǎn)電荷在x1處和-x1處受到的電場(chǎng)力相同C.某點(diǎn)電荷從-x2沿x軸移動(dòng)到x2處，其電勢(shì)能先減小后增大D.某點(diǎn)電荷在x2處的電勢(shì)能可能小于在-x1處的電勢(shì)能【答案】D【解析】【詳解】A．圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖可知x軸上各點(diǎn)離O點(diǎn)越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越小，故該電勢(shì)分布不可能是放置在O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的，故A錯(cuò)誤；B．圖象的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，則x1處和-x1處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可知x1處電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿軸負(fù)方向，-x1處電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿軸正方向，故某點(diǎn)電荷在x1處和-x1處受到的電場(chǎng)力不同，故B錯(cuò)誤；C．某點(diǎn)電荷從-x2沿x軸移動(dòng)到x2處，電勢(shì)先降低后升高，若點(diǎn)電荷帶正電，點(diǎn)電荷電勢(shì)能先減小后增大，若點(diǎn)電荷帶負(fù)電，點(diǎn)電荷電勢(shì)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；D．由圖可知x2處的電勢(shì)大于-x1處的電勢(shì)，若點(diǎn)電荷帶負(fù)電，點(diǎn)電荷在x2處的電勢(shì)能小于在-x1處的電勢(shì)能，故D正確。故選D。7.如圖所示，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入速率為，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在四分之一圓周上。不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用，則為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】當(dāng)粒子的速度為時(shí)，粒子出射點(diǎn)分布在六分之一圓周，則粒子能達(dá)到的最遠(yuǎn)的位置為如圖所示的A點(diǎn)，設(shè)粒子的軌道半徑為r1，磁場(chǎng)的半徑為R，則滿足當(dāng)粒子的速度為時(shí)，粒子能到達(dá)的最遠(yuǎn)的位置為B點(diǎn)，設(shè)粒子的軌道半徑為r2，同理可得即而由于可得故選C。8.如圖是一小型交流發(fā)電機(jī)供電原理圖，兩磁極間的磁場(chǎng)可視為水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)，理想變壓器原、副線圈分別與發(fā)電機(jī)和燈泡連接，燈泡上標(biāo)有“”字樣且正常發(fā)光（除燈泡外不計(jì)其余電阻）從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出端的電流隨時(shí)間變化圖像如圖乙，下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行B.發(fā)電機(jī)輸出電流的瞬時(shí)值C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為D.發(fā)電機(jī)1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的電能為【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖乙可知，當(dāng)時(shí)，發(fā)電機(jī)電流為零，線圈恰好處于中性面上，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，故A錯(cuò)誤；B．交流電的周期角頻率因此發(fā)電機(jī)輸出電流的瞬時(shí)值故B正確；C．流過(guò)副線圈的電流的有效值原線圈電流的有效值因此變壓器原、副線圈匝數(shù)之比故C錯(cuò)誤；D．整個(gè)電路只有燈泡消耗能量，因此發(fā)電機(jī)1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的電能故D正確。故選BD。9.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿在寬度為的平行金屬導(dǎo)軌上以的速度沿導(dǎo)軌向右勻速滑動(dòng)，電阻的阻值為，其他電阻不計(jì)。金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，下列說(shuō)法正確的是（）A.通過(guò)電阻的電流方向?yàn)锽.通過(guò)電阻的電流為C.M端電勢(shì)高于N端電勢(shì)D.若磁感應(yīng)強(qiáng)度為，其他條件不變，中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椤敬鸢浮緼CD【解析】【詳解】AC．金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，MN相當(dāng)于電源，根據(jù)右手定則判斷知，通過(guò)MN的電流從，在電源內(nèi)部電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，所以M端電勢(shì)高于N端電勢(shì)，通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)?，故AC正確；B．金屬桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為通過(guò)電阻R的電流為故B錯(cuò)誤；D．若磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T，其他條件不變，則MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)楣蔇正確。故選ACD。10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為直角三角形，，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。F處有一粒子源，沿FG方向發(fā)射出大量帶正電荷＋q的同種粒子，粒子質(zhì)量為m，粒子的初速度大小可調(diào)，粒子重力不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.取合適值，粒子可以到達(dá)E點(diǎn)B.能到達(dá)EF邊界的所有粒子所用的時(shí)間均相等C.粒子從F運(yùn)動(dòng)到EG邊所用的最長(zhǎng)時(shí)間為D.若粒子能到達(dá)EG邊界，則粒子速度越大，從F運(yùn)動(dòng)到EG邊的時(shí)間越長(zhǎng)【答案】BC【解析】【詳解】A．當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與EG邊相切時(shí)，軌跡如圖：根據(jù)幾何關(guān)系得又由洛倫茲力提供向心力可得求得此時(shí)r定值。若粒子速度大于，粒子會(huì)從EG邊出來(lái)；若粒子速度小于，粒子會(huì)從EF邊出來(lái)，無(wú)法到達(dá)E點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B．能從EF邊出射的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡都為半圓，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為因?yàn)榱Ｗ拥闹芷谂c速度無(wú)關(guān)，所以到達(dá)EF邊界的所有粒子所用的時(shí)間均相等，B正確；C．由洛倫茲力提供向心力可得即粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期只與比荷和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。由選項(xiàng)A可知，當(dāng)時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與EG邊相切，此時(shí)圓心角最大為150°，時(shí)間最長(zhǎng)為C正確；D．粒子速度越大，對(duì)應(yīng)的圓心角越小，根據(jù)可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，D錯(cuò)誤。故選BC。二、實(shí)驗(yàn)題（11題每空2分，12題最后兩個(gè)空每空2分，其余1分，共13分）11.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，其示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲的直徑為____mm。（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路測(cè)量該金屬絲的電阻（阻值約3Ω）?？蛇x用的器材規(guī)格如下：電源E（電源電壓為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）；電流表G（0～10mA，內(nèi)阻為50Ω）；滑動(dòng)變阻器（阻值0～5Ω，額定電流2A）；滑動(dòng)變阻器（阻值0～1kΩ，額定電流1A）；定值電阻；定值電阻；開關(guān)S和導(dǎo)線若干。①為了便于操作，并使測(cè)量盡量精確，定值電阻應(yīng)選_____。②某次測(cè)量時(shí)電流表G的讀數(shù)為5.0mA，電流表A示數(shù)為0.50A，計(jì)算的準(zhǔn)確值為___（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?0.800②.③.3.03【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖可知金屬絲的直徑為（2）[2]選定值電阻可將電流表G改裝成的電壓表，量程比較合適；[3]根據(jù)電流為，被測(cè)電阻兩端電壓為由歐姆定律可知12.某同學(xué)利用如圖甲所示電路測(cè)量未知電阻的阻值、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，備有下列器材：A.電流表（量程，內(nèi)阻）B.電流表（量程，內(nèi)阻）C.電源（電動(dòng)勢(shì)約，內(nèi)阻約為）D.電阻箱（最大電阻）E.未知電阻（阻值約為）F.開關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干操作步驟如下：（1）為使測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選___________（選填“”或“”）；（2）測(cè)的阻值時(shí)先閉合開關(guān)和，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為時(shí)，電流表示數(shù)為；接著斷開，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為時(shí)，電流表示數(shù)仍為，則的阻值為___________，該測(cè)量原理___________（選填“有”或“沒(méi)有”）系統(tǒng)誤差；（3）保持閉合、斷開，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)節(jié)后電阻箱的阻值及電流表的示數(shù)。為了直觀地得到與的關(guān)系，該同學(xué)以為縱軸、為橫軸，作出如圖乙所示的一條直線，根據(jù)圖乙可求得電源的電動(dòng)勢(shì)___________，___________。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.②.20.0③.沒(méi)有④.3.0⑤.3.0【解析】【詳解】（1）[1]閉合回路中理論中最大電流所以選擇。（2）[2]閉合開關(guān)和時(shí)，由閉合電路歐姆定律閉合開關(guān)、斷開時(shí)，由閉合電路歐姆定律聯(lián)立可得[3]該測(cè)量原理沒(méi)有系統(tǒng)誤差。（3）[4][5]由閉合電路歐姆定律可得圖像斜率解得縱截距解得三、解答題（13題12分，14題12分，15題17分，共41分）13.如圖所示，一對(duì)間距、豎直放置的平行金屬板分別接于電路中的兩點(diǎn)間，為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，平行金屬板間產(chǎn)生的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)將一質(zhì)量為帶電小球，用質(zhì)量不計(jì)的絕緣細(xì)線懸掛于電場(chǎng)中某點(diǎn)，小球靜止時(shí)懸線與豎直方向的夾角，滑動(dòng)變阻器的總阻值為，定值電阻，電源內(nèi)阻，閉合，電流表示數(shù)為，取。求：（1）求電源電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）小球電性以及帶電量；（3）剪斷細(xì)線瞬間小球的加速度?！敬鸢浮浚?）；（2）小球帶負(fù)電，；（3），方向與豎直方向成斜向下【解析】【詳解】（1）外電路電阻為根琚閉合電路歐姆定律，電路中總電流由以上兩式解得（2）之間的電壓兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)小球電量為，由共點(diǎn)力平衡，可知小球帶負(fù)電，結(jié)合解得（3）剪斷細(xì)線瞬間小球的合力方向?yàn)榉较蚺c豎直方向成斜向下,大小為由牛頓第二定律可知求得剪斷細(xì)線瞬間小球的加速度為，方向與豎直方向成斜向下。14.如圖所示，有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為0.05m。電壓為10V，兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里。一正離子沿平行于金屬板面，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出。已知OF與OD夾角，不計(jì)離子重力。求：（1）離子速度v的大??；（2）離子的比荷；（3）離子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)