江蘇省無錫市天一中學(xué)2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷（含解析）

第=page99頁，共=sectionpages1414頁江蘇省無錫市天一中學(xué)2024-2025學(xué)年高二（上）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共11小題，共44分。1.下列有關(guān)安培力和洛倫茲力的說法正確的是(

)A.判斷安培力和洛倫茲力的方向都用右手定則

B.運動的電荷在磁場中一定受到洛倫茲力的作用

C.安培力與洛倫茲力的本質(zhì)相同，所以安培力和洛倫茲力都不做功

D.一小段通電導(dǎo)體在磁場中某位置受到的安培力為零，但該位置的磁感應(yīng)強度不一定為零2.已知匝數(shù)為n的正方形線框，面積為S，垂直于磁場放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，如圖所示，則穿過該線框的磁通量為(

)

A.Φ=nBS

B.Φ=BS

C.3.下列四幅圖的說法中正確的是

A.圖甲真空冶煉爐外的線圈通入高頻交流電時，爐外線圈中會產(chǎn)生大量熱量

B.圖乙回旋加速器是利用磁場使帶電粒子“轉(zhuǎn)圈”、恒定電場進行加速的儀器

C.圖丙毫安表運輸時把正負接線柱用導(dǎo)線連在一起是利用電磁阻尼保護表頭

D.圖丁搖動手柄使蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動，則鋁框會和磁鐵同向共速轉(zhuǎn)動4.下列關(guān)于電和磁的情景的說法正確的是(

)

A.圖甲：兩條異向通電長直導(dǎo)線相互吸引

B.圖乙：在勻強磁場內(nèi)運動的閉合線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生

C.圖丙：閉合線框中c點的電勢高于b點的電勢

D.圖?。弘娐吠姺€(wěn)定后斷開開關(guān)S的瞬間，燈泡一定會閃一下再熄滅5.如圖所示，水平桌面上放著一個圓形金屬線圈，在其圓心的正上方固定一個柱形磁體，現(xiàn)通過加熱的方式使柱形磁體磁性減弱，圓形金屬線圈始終靜止，則

A.線圈有擴張的趨勢

B.水平桌面對線圈支持力增大

C.線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向豎直向上

D.從上往下看，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向6.如圖所示，一束帶電粒子(不計重力)先以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場B(方向垂直紙面，未畫出)和勻強電場E組成的速度選擇器，然后通過平板S上的狹縫P，進入另一垂直紙面向外的勻強磁場B'，最終打在平板S上的A1A2之間。下列正確的是A.通過狹縫P的粒子帶負電

B.磁場B的方向垂直紙面向外

C.粒子打在A1A2上的位置距P越遠，粒子的速度越小

D.粒子打在A7.臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過程中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場方向及電流方向如圖所示，則(

)

A.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢高

B.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢低

C.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢高

D.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢低8.如圖所示的半圓形閉合回路半徑為a，電阻為R。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于半圓形回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是(

)

A.感應(yīng)電流方向沿順時針方向 B.半圓形閉合導(dǎo)線所受安培力方向向右

C.感應(yīng)電動勢最大值2Bav D.感應(yīng)電動勢平均值9.如圖所示，導(dǎo)體棒AB長2R，繞O點以角速度ω沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，OB為R，且OBA三點在一直線上，有一勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差大小為(

)

A.32BωR2 B.2BωR10.如圖所示，在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)。當線圈中通以圖示方向的電流時，將會出現(xiàn)的現(xiàn)象是(

)

A.線圈向左擺動

B.線圈向右擺動

C.從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時向右擺動

D.從上往下看，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，同時向左擺動11.如圖所示，等腰直角三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的直角邊在x軸上且長為L，高為L。紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過磁場區(qū)域，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以順時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，下列圖像正確的是(

)

A. B.

C. D.二、實驗題：本大題共1小題，共10分。12.甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。(1)如圖a，甲同學(xué)在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的有________。A.閉合開關(guān)B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置再重新插入B線圈中(2)為確切判斷B線圈中的感應(yīng)電流方向，應(yīng)在實驗前先查明靈敏電流計_____________的關(guān)系。(3)如圖b，乙同學(xué)將條形磁鐵從B線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入B線圈中，多次改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈中_________(選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”)越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。(4)丙同學(xué)設(shè)計了如圖c所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋對二極管正負極進行確認，某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時黑表筆接觸的是二極管的_________(選填“正極”或“負極”)。實驗操作時將磁鐵插入線圈時，只有燈____________(選填“C”或“D”)短暫亮起。三、計算題：本大題共4小題，共46分。13.如圖所示，寬為L=?0.2?m的光滑導(dǎo)軌與水平面成α=?37°角，處于磁感應(yīng)強度大小為B=?0.6?T、方向垂直于導(dǎo)軌面向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌上端與電源和電阻箱連接，電源電動勢E(1)回路中電流的大??；(2)金屬棒受到的安培力；(3)金屬桿ab的質(zhì)量．14.如圖所示，正方形金屬線圈通過一根不可伸長的絕緣輕繩懸掛在天花板上，已知線圈匝數(shù)n=100，邊長l=40cm，質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=2Ω。線圈中線OO'上方有垂直線圈平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B(1)前5s(2)t

15.如圖所示，一對間距，L=1m、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定于絕緣水平面上，導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻，長度與導(dǎo)軌間距相等的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，其質(zhì)量m=0.1kg，電阻也為R，整個區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=1T。水平向右的恒力F=4N作用ab(1)金屬棒ab運動的最大速度vm(2)撤去拉力F前通過定值電阻R的電荷量；(3)撤去拉力F后金屬棒ab繼續(xù)沿水平軌道運動的位移。

16.磁控管是微波爐的核心器件，磁控管中心為熱電子發(fā)射源，電子在電場和磁場的共同作用下，形成了如圖甲所示的漂亮形狀。現(xiàn)將該磁控管簡化成如圖乙所示的裝置，兩足夠長的平行金屬板相距4d，板間中心有一電子發(fā)射源S向各個方向發(fā)射初速度大小為v0的電子。已知電子比荷為e(1)若兩板間不加磁場，僅接一電壓恒為U的電源，其中U=①電子在板間運動的加速度的大?。虎陔娮哟虻浇饘侔宓淖铋L時間和最短時間之差。(2)若兩板間不接電源，僅加垂直紙面向里的勻強磁場B，其中B=①有電子打到的金屬板總長度；②打在金屬板上的電子占發(fā)射電子總數(shù)的百分比。(3)在兩金屬板之間接一電壓恒為U的電源的同時，加一垂直紙面向里的勻強磁場B，其中U=4mv02e，B答案和解析1.D

【解析】A.判斷安培力和洛倫茲力的方向都用左手定則，故A錯誤;

B.電荷運動方向與磁場方向平行時不受洛倫茲力的作用，故B錯誤;

C.洛倫茲力對運動電荷不做功，但安培力垂直于電流，與通電導(dǎo)體運動方向未必垂直，安培力可能做功，故C錯誤;

D.若通電導(dǎo)體電流方向與磁場方向平行，通電導(dǎo)體受安培力為零，故D正確。

故選D2.B

【解析當B與S垂直時，磁通量Φ=BS，且磁通量可理解為穿過面的磁感線的凈條數(shù)，與n無關(guān)，故選3.C

【解析】A.如圖(a)所示，當爐外線圈通入高頻交流電時，在鐵塊中會產(chǎn)生渦流，鐵塊中就會產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬，故A錯誤；

B.如圖(b)所示，回旋加速器是利用磁場控制軌道，使帶電粒子“轉(zhuǎn)圈圈”，利用交變電場進行加速的儀器，故B錯誤；

C.如圖(c)所示，毫安表的表頭，運輸時要把正、負接線柱用導(dǎo)線連在一起，這是為了保護電表指針，利用了電磁阻尼原理，故C正確；

D.4.C

【解析】A.同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，A錯誤;

B.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是閉合回路中磁通量發(fā)生改變，線框磁通量未改變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B錯誤;

C.由右手定則可知，c點的電勢高于b點的電勢，C正確;

D.若電路穩(wěn)定時，流過電感線圈的電流大于燈泡中的電流，斷電自感時燈泡才會閃一下再熄滅，題中未說明，D錯誤。5.A

【解析】ABC、磁體的磁性減弱，穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙磁通量的減小，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場的方向相同，為方向向下；同時線圈面積有擴大的趨勢，線圈有靠近磁體的趨勢，則水平桌面對線圈支持力減小，故BC錯誤，A正確；

D、向下穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從上往下看為順時針方向，故D錯誤。

故選：A。6.D

【解析】A、帶電粒子在磁場中向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，知該粒子帶正電，故A錯誤；

BC、粒子經(jīng)過速度選擇器時，所受的電場力和洛倫茲力平衡，電場力水平向左，則洛倫茲力水平向左，根據(jù)左手定則可知，勻強磁場的方向垂直紙面向里；

根據(jù)平衡條件有：qE=qvB.則v=EB，粒子經(jīng)過速度選擇器后的速度都相同，故BC錯誤；

D、所有打在A1A2上的粒子，在磁場B'中做勻速圓周運動，根據(jù)qvB'=mv27.A

【解析】根據(jù)題意，由于金屬材料的載流子為自由電子，由左手定則可知，自由電子向后表面偏轉(zhuǎn)，則該霍爾元件的前后表面間存在電壓，且前表面電勢高，故A正確，BCD錯誤。

故選：A。8.D

【解析】A.在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向不變，故A錯誤；C.當半圓形線框進入一半時，有效的切割長度最大，感應(yīng)電動勢最大，則感應(yīng)電動勢的最大值Em=BavB.根據(jù)楞次定律，半圓形閉合導(dǎo)線所受安培力方向向左

，故B錯誤；D.由法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢平均值E=ΔΦΔt故選D。9.C

【解析】AB兩端的電勢差大小等于金屬棒AB中感應(yīng)電動勢的大小，為：

E=B?2Rv-=B?2R?ωR+ω?3R10.D

【解析】通以順時針的電流，由于處于S極的磁體附近，根據(jù)左手定則可得，線圈左邊安培力垂直紙面向外，右邊安培力垂直紙面向里，從上往下看，導(dǎo)致線圈逆時針轉(zhuǎn)動，由于磁場的不均勻，導(dǎo)致線圈受到安培力的作用向磁鐵靠近，故D正確，ABC錯誤。

故選D。11.A

【解析】在0～

LI在L～?I故選A。12.(1)?CD；(2)指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向；(3)磁通量變化率；(4)負極；C【解析】(1)A.斷開開關(guān)時，A線圈中電流迅速減小，B線圈中磁通量變小，出現(xiàn)感應(yīng)電流，使靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小B線圈中的磁通量，可以減小A線圈中的電流，或?qū)線圈拔出，或?qū)線圈倒置并插入B線圈中。A、B兩個選項的操作會增大A線圈中的電流，導(dǎo)致電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，不符合，故AB錯誤；CD正確。

(2)

判斷感應(yīng)電流具體流向，應(yīng)先查明靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流入方向的關(guān)系；

(3)

釋放高度越高，磁鐵落入線圈的速度越快，則線圈中磁通量變化率越大，使得感應(yīng)電流更大；

(4)

歐姆擋指針沒有偏轉(zhuǎn)時，說明二極管的負極與電源正極相連，根據(jù)多用電表紅進黑出的操作原則，此時黑表筆接觸的是二極管的負極。當磁鐵插入線圈時，線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流，此時C燈泡所在的支路有電流經(jīng)過，能夠發(fā)亮。

故答案為：(1)?CD；(2)指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向；(3)磁通量變化率；(4)負極；13.解：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流為I=ER+r，

代入數(shù)據(jù)解得I=0.5A。

(2)金屬棒受到的安培力F=?BIL，

代入數(shù)據(jù)解得F=0.06N，

根據(jù)左手定則，可知安培力的方向平行導(dǎo)軌向上。14.(1)1.6J；(2)11.6【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E感應(yīng)電流的大小為I前5sQ代入數(shù)據(jù)解得Q(2)根據(jù)楞次定律和左手定則可知，線框受到豎直向下的安培力，則TB聯(lián)立