福建省福州市第十八中学2023-2024学年高二上学期期末物理试卷(无答案)

高二物理试卷
满分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题（每小题4分，共4题，共16分）
1.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则（ ）
A. a、b两点的场强一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动方向一定总是垂直的
D. a、b两点的电势一定相等
2.如图所示，我国的球面射电望远镜（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜，直径500米，被称为“超级天眼”。“天眼眼眶”所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行的分量大小、垂直的分量大小分别为B1、B2，则（ ）
A穿过“眼眶”的磁通量大小为62500πB
B.穿过“眼眶”的磁通量大小为62500πB1
C.在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D.在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为125000π
3.如图甲所示，a、b是位于两个等量同种电荷的连线上的两点，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，O'为MN的中点，c、d是位于MN连线上的两点，且c、d到O'点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. O点处的电场强度和电势都为零
B. c、d处的磁感应强度大小相等方向相反
C.在a点处无初速的释放点电荷+q，点电荷将运动至b点且电势能逐渐减小
D. O'与c点处的磁感应强度方向相同
4.如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是（ ）
A.金属杆受到的安培力的大小为BILsinθ
B.金属杆所受摩擦力大小为BILcosθ
C.金属杆对导轨压力可以为0
D.仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变
二、多项选择题（每小题6分，共4题，共24分）
5.电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点
B.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点
C.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流从而炼化金属
6.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100匝，线圈面积S=0.2m2，线圈的电阻r=1Ω。线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。（ ）
图甲 图乙
A. t=2s时线圈内产生的感应电动势为2V B. t=5s时电流由b经电阻R流向a
C. t=2s时电阻R消耗的功率0.16W D.前4s内通过R的电荷量为0.8C
7.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.电流表的示数为10A
B.该交流电的频率为100Hz
C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直
D. t=0.02s时，穿过线圈的磁通量为零
8.如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、带电量为q的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，小物块沿绝缘墙壁下滑，墙壁足够长，下列说法正确的是（ ）
A.小物块运动过程中的最大加速度为g
B.小物块所受的摩擦力与速度成正比
C.小物块运动一段时间后将离开墙壁
D.小物块的最大速度
三、填空题（每空1分，共6分）
9.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大的线圈，直流电阻可忽略不计。开关S闭合后，灯泡L1会
（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；开关S断开瞬间，流经灯泡L2的电流方向是从 （选填“a到b”或“b到a”）。
10.如图所示，粗细均匀、总电阻2Ω的金属环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为0.5T，圆环直径为20cm。长为20cm、电阻为0.1Ω的金属棒放在圆环上，以v=3m/s的速度匀速向左运动，当ab棒运动到图示位置（正中间）时，通过的电流为 A，ab棒两端的电压为 V。
11.如图甲，用电阻率为ρ、横截面积为S的硬质导线，做成边长为2a的正方形导线框，垂直导线框所在平面的磁场充满其内接圆形区域。磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t=0时大小为B0，方向垂直B于纸面向里。则在0~t0的时间内导线框中的感应电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），在t0~2t0的时间内感应电流大小为 （用题中物理量甲乙符号表示）。
甲 乙
四、实验题（每空2分，共22分）
12.某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻R，步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为 mm.
（2）用螺旋测微器测其直径，如图螺旋测微器示数为 mm
（3）如图甲，小明同学用多用电表按下列步骤测量该电阻：
甲
①旋动部件S，使指针对准电流刻度的“0”刻线
②将K旋转到欧姆挡“×100”的位置
③将插入“+”“”插孔的红、黑表笔短接，旋动部件 ，使指针对准电阻刻度的 刻线（选填“0”或“∞”）
④当用“×100”倍率欧姆挡测量时，发现表头指针向右偏转的角度过大，为减小误差，应将K拨到“ ”倍率欧姆挡（选填“×10”或“×1k”）；如果拨挡后立即测量电阻并读数，该同学遗漏的实验步骤是： .补上该步骤后，表盘的示数如乙图所示，.则该电阻的阻值为 Ω
乙
⑤若多用电表内阻为15Ω，则指针偏转时，则待测电阻阻值为 Ω
13.某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A.待测锂电池（电动势E约为3.7V，内阻r未知）
B.电压表V1（量程0~3V，内阻约为几千欧）
C.电流表A（量程0.6A，内阻RA=2.0Ω）
D.电阻箱R1（0~99.9Ω）
E.滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）
F定值电阻R0（阻值约为5Ω）
G.开关S一个，导线若干
（1）在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路。多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出图像，如图乙所示，则电源电动势E= V。
（2）为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图 。实验过程中，某次测量电流表示数为0.40A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0= Ω；结合图乙可求得电池内阻r= Ω。（以上两空结果均保留两位有效数字）
五、计算题（第14题8分、第15题12分、第16题12分）
14.如图所示，ab=50cm，ad=20cm，匝数为100匝的矩形线圈。线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，磁感应强度B=0.2T。线圈绕垂直于磁感线的OO'轴以角速度50rad/s匀速转动。
（1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；
（2）1min内R上消耗的电能；
15.平面直角坐标系xoy第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，如图所示。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的M点，以垂直于y轴的初速度射入电场，经由轴上x的N点进入磁场，最终粒子在P点垂直y轴离开磁场。已知从M、N两点到原点距离分别，，不计粒子重力。
（1）匀强电场的电场强度E的大小
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小
（3）粒子在磁场中运动时间
16.如图所示，MN、PQ两条固定的光滑平行金属轨道与水平面成θ角，轨道间距为L。P、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效阻值为r。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场。磁场方向垂直于轨道平面向上。现由静止释放ab，若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求：
（1）通过导体棒ab的电流方向
（2）金属杆ab运动的最大速度vm；
（3）金属杆ab运动的加速度为时，金属杆ab消耗的电热功率P。