吉林省长春汽车经开三中2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份吉林省长春汽车经开三中2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.当导线中分别通以如图所示方向的电流，小磁针静止时N极指向纸面外的是( )
A. B.
C. D.
2.下列与电磁感应有关的现象中，说法正确的是( )
A. 甲图中当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将逆时针方向转动
B. 乙图中探雷器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷
C. 图丙中真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属
D. 丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用
3.某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路．先使开关S接1，电容器很快充电完毕．然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I−t曲线如图2所示．他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I−t曲线．关于这条曲线，下列判断正确的是( )
A. 曲线与坐标轴所围面积将增大B. 曲线与坐标轴所围面积将减小
C. 曲线与纵轴交点的位置将向上移动D. 曲线与纵轴交点的位置将向下移动
4.某节能路灯可通过光控开关自动随周围环境的亮度改变进行自动控制。其内部电路简化如图所示，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)，定值电阻R0，灯泡电阻不变，下列判断正确的是( )
A. 当环境光照强度减弱，A灯变暗，B灯变亮
B. 当环境光照强度减弱，光敏电阻的功率变大
C. 当环境光照强度增强，R0的功率变大
D. 当环境光照强度增强，电源的输出功率变小
5.在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直.具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同，一质量为m，电荷量为q的粒子，以速度v0入射时，恰好沿虚线匀速直线运动，不计粒子重力，仅改变以下条件，下列说法正确的是( )
A. 增大粒子所带电荷量，则粒子所受电场力增大，粒子向下偏转
B. 若增大磁感应强度，粒子射出平行板间，动能增加
C. 增大粒子入射速度，同时增大磁感应强度，粒子电势能可能减小
D. 增大粒子入射速度，同时增大电场强度，粒子可能仍沿虚线匀速直线运动
6.如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面.导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向θ=60°静止( )
A. 若磁场方向竖直向下，则磁感应强度B= 3mg3IL
B. 若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度B= 3mg2IL
C. 若磁场方向水平向左，则磁感应强度B= 3mgIL
D. 磁感应强度B的最小值为mg2IL
二、多选题：本大题共4小题，共22分。
7.以下叙述正确的是( )
A. 奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手螺旋定则
B. 开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究，得出了万有引力定律
C. 卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确的测定了万有引力常量
D. 法拉第在对理论基础和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律
8.如图所示，L是一自感系数很大的线圈，其自身电阻为R0，A和B是两个完全相同的灯泡，R是一定值电阻，其阻值大于R0。下列说法中正确的是( )
A. S闭合时，A逐渐变亮，B立即亮，稳定后两灯泡亮度不同
B. S闭合时，A逐渐变亮，B立即亮，稳定后两灯泡亮度相同
C. S断开后，A逐渐熄灭，B先闪亮一下，然后逐渐熄灭
D. S断开后，通过电阻R的电流与其原来的电流方向相同
9.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中(如图甲所示)，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间r变化的规律如图乙所示，则( )
A. 0到t1时间内，导线框中电流的方向为顺时针
B. t1到t2时间内，导线框中电流的方向为逆时针
C. t1到t2时间内，导线框中电流越来越大
D. t1到t2时间内，导线框bc边受到安培力变大
10.如图所示，T是绕有两个线圈的闭合铁芯，一个线圈接电流计G，另一个线圈接导轨，金属棒ab可沿导轨左右滑动，且始终处于匀强磁场中，导轨的电阻不计，在下列情况下，有电流从下向上通过电流计G的是( )
A. ab向右匀速运动时B. ab向左减速运动时C. ab向左加速运动时D. ab向右加速运动时
三、实验题：本大题共1小题，共8分。
11.如图甲所示，将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池，某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下：

A.待测水果电池(电动势约1V、内阻小于750Ω)
B.滑动变阻器R1(阻值0～50Ω)
C.滑动变阻器R2(阻值0～3000Ω)
D.电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)
E.毫安表A(量程1.0mA，内阻为50Ω)
F.开关一个，导线若干
(1)为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻，已提供的如图甲、乙所示的两个测量电路图应选 (填“甲”或“乙”)；滑动变阻器应选 (填“B”或“C”)。
(2)该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出U−I图线如图丙所示，根据图线求出这个水果电池的电动势为 V，内阻为 Ω(内阻结果保留整数)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
12.如图所示，匀强磁场方向垂直于导轨平面竖直向下，磁感应强度大小为B=2T，两根间距为L=1m的平行光滑金属导轨水平放置在匀强磁场中，金属杆垂直放在金属导轨上。若用大小为F=1.2N的水平拉力作用在金属杆上，可使其向右匀速运动。已知定值电阻的阻值为R=2Ω，金属杆的电阻为r=1Ω，其余电阻不计，整个过程中金属杆均与导轨垂直接触良好。求：
(1)通过金属杆的电流及方向；
(2)金属杆运动的速度大小；
13.一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，电阻为R，由高度h处自由下落，如图所示。其下边ab刚离开磁场后，线框便开始做匀速运动，直到其上边dc穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度为D(D>L)，磁感应强度为B。求：
(1)ab边进入磁场时线框的加速度；
(2)dc边进入磁场时线框的速度；
(3)线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
14.如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内y≥−d区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以初速度v0从y轴上P(0,h)点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点Q(2 33h,0)进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求：
(1)粒子在Q点位置的速度vQ和速度方向与x轴正方向夹角θ；
(2)匀强磁场磁感应强度大小B；
(3)粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】CD
8.【答案】AC
9.【答案】AD
10.【答案】BD
11.【答案】甲 C 0.97 700
12.【答案】解：(1)若用大小为F=1.2N的水平拉力作用在金属杆上，可使其向右匀速运动，根据右手定则可知，电流方向由N到M；
金属杆MN受到的安培力：F安=BIL
金属杆匀速运动时有：F=F安
解得：I=0.6A；
(2)金属杆MN上产生的感应电动势：E=BLv
金属杆MN的电流：I=ER+r
联立求得：v=0.9m/s。
答：(1)通过金属杆的电流大小为0.6A，方向由N到M；
(2)金属杆运动的速度大小为0.9m/s。
13.【答案】解：(1)线框进入磁场前做自由落体运动，可得
v12=2gh
则ab边进入磁场时的速度为
v1= 2gh
根据法拉第电磁感应定律有
E=BLv1
由闭合电路欧姆定律有
I=ER
根据牛顿第二定律得
mg−BIL=ma
联立解得ab边进入磁场时线框的加速度为
a=g−B2L2 2ghmR
(2)设线框匀速运动的速度为v3，则有
mg=F安=B2L2v3R
线框从dc边进入到磁场到ab离开磁场过程，做加速度为g的匀加速直线运动，有
2g(D−L)=v32−v22
联立解得
v2= m2g2R2B4L4−2g(D−L)
(3)从线框开始下落到线框刚离开磁场的整个过程，由能量守恒定律得
mg(D+L+h)=Q+12mv32
解得：Q=mg(D+L+h)−m3g2R22B4L4
答：(1)ab边进入磁场时线框的加速度为g−B2L2 2ghmR；
(2)dc边进入磁场时线框的速度为 m2g2R2B4L4−2g(D−L)；
(3)线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为mg(D+L+h)−m3g2R22B4L4。
14.【答案】解：(1)设粒子从P到Q的过程中，加速度大小为a，运动时间为t，在Q点进入磁场时速度大小为vQ，方向与x轴正方向间的夹角为θ，vQ沿y轴方向的大小为vy，则水平方向上，有
2 33h=v0t
竖直方向上，有
h=vy2t
解得：t=2 3h3v0，vy= 3v0
Q点的合速度大小为
vQ= v02+vy2= v02+( 3v0)2=2v0
速度方向与x轴正方向夹角正切值为
tanθ=vyv0
解得：θ=60°
(2)设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为R，根据洛伦兹力提供向心力，有
qvQB=mvQ2R
解得：R=mvQqB
粒子运动轨迹如图所示。

根据几何关系得
d=R+Rcs60°
联立解得：B=3mv0qd
(3)根据几何关系，粒子在磁场中转过的圆心角为
α=120°
在磁场中运动的周期为
T=2πmqB=2πd3v0
在磁场中运动的时间为
t′=α360∘T=2πd9v0
粒子运动总的时间为
t总=t+t′=2 3h3v0+2πd9v0
答：(1)粒子在Q点位置的速度vQ为2v0，速度方向与x轴正方向夹角θ为60°；
(2)匀强磁场磁感应强度大小B为3mv0qd；
(3)粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间为2 3h3v0+2πd 9v0。