2023-2024学年湖北省武汉外国语学校高二（上）期末物理试卷(含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省武汉外国语学校高二（上）期末物理试卷(含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是( )
A. 甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B. 乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转
C. 丙图中，电磁炉利用其线圈产生的涡流来加热食物
D. 奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
2.图甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗;闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同
B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
3.如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为qm的带正电粒子以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场(不计粒子重力)，则( )
A. 粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短B. 粒子速度越大，在磁场中运动的路程越大
C. 粒子在磁场中运动的最长路程为23πLD. 粒子在磁场中运动的最短时间为2πm3qB
4.如图1所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图2所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是( )
A. T4时刻，两圆环相互排斥
B. T2时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力最大
C. T4∼3T4时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D. 3T4∼T时间内，圆环Q有收缩的趋势
5.1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机——圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转(从上往下看)，则( )
A. 圆盘转动过程中电流沿b到a的方向流过电阻R
B. 圆盘转动过程中Q点电势比P点电势低
C. 若圆盘转动的角速度变为原来的3倍，则转动一周，R上产生的焦耳热也变为原来的3倍
D. 圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径成正比
6.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻为R的定值电阻，电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过定值电阻R的电荷量q随时间的平方t2变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒的加速度a、外力F、通过电阻R的电流I随时间t变化的图象中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成θ角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆正好以速度v2向下匀速运动，重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 回路中的电流强度为BL(v1+v2)2R
B. ab杆所受摩擦力为mgsinθ
C. cd杆所受摩擦力为μ(mgsinθ−B2L2v12R)
D. μ与v1大小关系满足1μ=tanθ+B2L2v12Rmgcsθ
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原理如图所示，宽为a、厚为b、长为c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，其载流子是电荷量为e的自由电子，当通入方向向右、大小为Ⅰ的电流时，元件前、后表面间电压为U，则此时元件的( )
A. 前表面的电势比后表面的高B. 自由电子受到的洛伦兹力大小为eUc
C. 前、后表面间的电压U与I成反比D. 前、后表面间的电压U与b成反比
9.如图所示，两根平行光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，下端PQ接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中。一质量为m、电阻也为R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上，静止时导体棒处于导轨的MN处。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。现将导体棒从弹簧处于自然长度时由静止释放，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法中正确的是( )
A. 当导体棒沿导轨向下运动时流过电阻R的电流方向为由P到Q
B. 当导体棒的速度最大时，弹簧的伸长量为mgsinθk
C. 导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为EP，则导体棒从开始运动到停止运动的过程中，回路中产生的焦耳热为m2g2sin2k−EP
D. 若导体棒第一次运动到MN处时速度为v，则此时导体棒的加速度大小为B2L2v2mR
10.如图(甲)所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示，一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变。下列说法中正确的是( )
A. 金属棒向右做匀速直线运动
B. 金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s
C. 金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为0.175J
D. 金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。

(1)图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______。
A.灯泡A、B均不发光
B.灯泡A、B交替短暂发光
C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光
D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
(2)通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。
(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路如图；开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______。
A.不偏转
B.向左偏转
C.向右偏转
12.某实验小组用如图所示的电路来测量一个阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值，已知电流表A1的量程为50mA，内阻RA1约为40Ω，定值电阻R0=20Ω。
(1)现有下列四种量程的电流表，则电流表A2选用的量程最合适的是______。
A.0～400mA
B.0～300mA
C.0～200mA
D.0～100mA
(2)实验时，将滑动变阻器的滑片移到最______(填“左”或“右”)端，将开关S2合向1，S3合向3，再闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，使两电流表的指针偏转较大，记录电流表A1、A2的示数I1、I2，多次测量得到I2I1=k1，用k1表示各电阻的关系______(用题目中的字母表示)；断开S1，将开关S2合向2，S3合向4，再闭合开关S1，记录电流表A1、A2的示数I1′、I2′，求出I2′I1′=k2；则被测电阻的阻值Rx= ______(用k1、k2、R0表示)。
(3)该实验方法______(填“能”或“不能”)测出电流表A1内阻的准确值。
四、简答题：本大题共3小题，共44分。
13.如图甲所示，水平面内固定两根间距L=1m的长直平行光滑金属导轨PQ、MN，其Q、N端接有阻值R=2Ω的电阻，一质量m=0.1kg、电阻不计的导体棒ab垂直于导轨放置于距QN端d=2m处，且与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。在0～1s内，施加外力使ab棒保持静止，1s后改用F=0.5N的水平向左的恒力拉动ab棒，ab棒从静止开始沿导轨运动距离x=4.8m时速度恰好达到最大值。ab棒运动过程中始终与导轨保持垂直，导轨电阻不计。求：
(1)ab棒的最大速度大小vm；
(2)从t=0到ab棒运动距离x=4.8m的过程，电阻R上产生的焦耳热Q。
14.如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在y