辽宁省重点高中沈阳市市郊联体2024-2025学年高二（上）期末物理试卷(含解析)

辽宁省重点高中沈阳市市郊联体2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于电路的有关知识，下列说法正确的是( )
A. 电流既有大小，又有方向，是一个矢量
B. 由可知，导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
C. 用多用电表测电压或电流时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势
D. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半
2.如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是研究楞次定律的实验图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是( )
A. 质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素
B. 回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
C. 丙图中，磁铁插入过程中，电流由
D. 丁图中，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下
3.某多用电表的欧姆挡简化电路如图所示，此欧姆挡已经调零。用此欧姆挡测定值电阻的阻值时，指针偏转至满刻度的处。现用该欧姆挡测未知电阻的阻值，指针偏转到满刻度的处，若定值电阻的阻值为，则该未知电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
4.如图表示磁流体的发电原理：将一束等离子体重力不计沿图示方向以速度喷射入磁场，金属板、就形成一个直流电源，设磁感应强度为，金属板、相距，外接电阻，、间弥漫的电离气体电阻为。则下述说法正确的是( )
A. 金属板为电源的负极
B. 开关闭合时，金属板间的电势差为
C. 开关断开后，金属板间的电势差为
D. 等离子体发生偏转的原因是洛伦兹力大于所受电场力
5.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服如图甲图乙中电工站在高压直流输电线的 供电线上作业，其头顶上方有 供电线， 供电线的电势高于 电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等势线，、、、是等势线上的四个点．以下说法中正确的是( )
A. 在、、、 四点中， 点的电场最强
B. 在、、、 四点中， 点的电势最高
C. 若将某电子由 移到，其电势能将增大
D. 将某电子在 点由静止释放，它会向 点所在等势面运动
6.如图所示，若线框的匝数为匝，内阻不计，所处的磁场可视为匀强磁场，线框以转秒的转速在磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为：：的理想变压器给电阻供电，若电压表的示数为，则( )
A. 变压器原线圈两端电压的有效值为。
B. 穿过线框平面的最大磁通量为
C. 线框由图示位置开始计时感应电动势瞬时表达式
D. 如电阻阻值变大，则电压表示数变大
7.如图所示，一底边为，底边上的高也为的等腰三角形导体线框以恒定的速度沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为、宽为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。时刻，三角形导体线框的底边刚进入磁场，取沿逆时针方向的感应电流为正，则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中，感应电流随时间变化的图象可能是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.科学家研究发现，磁敏电阻的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而减小。如图所示电路中为一个磁敏电阻，置于真空中的平行板电容器水平放置，滑动变阻器的滑片位于中点位置，此时处在电容器中的油滴恰好静止不动。现在要使油滴向上加速运动，下列操作正确的是( )
A. 仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻 B. 仅将滑动变阻器的滑片向上移动
C. 仅减小平行板电容器两个极板的距离 D. 仅减小平行板电容器两个极板的正对面积
9.如图所示，为固定在水平面上的半径为、圆心为的金属半圆弧导轨，间用导线连接一电阻。金属棒一端固定在点，另一端绕过点的轴，在水平面内以角速度为逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。整个空间分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为、总电阻为，阻值为，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为点，则( )
A. 通过的电流方向为 B. 通过的电流大小为
C. 两点间电压为 D. 两点间电压为
10.如图所示，在足够长的水平线上方有方向垂直纸面向里范围足够大的匀强磁场区域。一带负电粒子从点沿方向以初速度垂直磁场方向射入磁场中，经时间从点射出磁场。不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中偏转的弦长等于其做圆周运动半径
B. 若的初速度增大为，粒子射出磁场时与水平线的夹角为
C. 若的初速度增大为，则经时间射出磁场
D. 若磁场方向垂直纸面向外，粒子还是从点沿方向以初速度射入磁场中，则经时间射出磁场
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，小明在侧插上大头针，在侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是______单选。
A.增大的距离
B.调整的位置增大入射角
C.向左平移玻璃砖的位置
D.将玻璃砖与面互换位置
该同学正确操作后观察到的干涉条纹如图甲所示，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准位置，手轮的读数如图乙所示，此时手轮的读数为______。
已知双缝间距为，双缝到毛玻璃的距离为，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作，继续转动手轮，分划板中心刻线对准位置时手轮的读数记作，则所测单色光的波长 ______用题中物理量符号表示。
一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图丙所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节______。单选
A.仅左右转动透镜
B.仅旋转单缝
C.仅旋转双缝
D.仅旋转测量头
为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变的情况下，以下做法合适的是______。多选
A.增大单缝与双缝间距
B.增大双缝与毛玻璃屏间距
B.更换双缝间距更小的双缝片
D.增强光源亮度
12.随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车产品已越来越受到大家的青眯，某同学为了测定某电动车的电池的电动势和内电阻，设计了如图所示电路，提供的实验器材有：
A.电动车的电池一组，电动势约为，内阻未知
B.直流电流表，量程，内阻很小，可以不计
C.电阻箱，阻值范围为
D.定值电阻，阻值为
E.导线和开关
改变电阻箱的阻值，分别测出通过阻值为的定值电阻的电流，下列三组关于的取值方案中，比较合理的方案是______选填方案编号“”“”或“”。
方案编号 电阻箱的阻值
根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线。若直线的斜率为，在坐标轴上的截距为，则该电源的电动势 ______，内阻 ______。用，和表示
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，金属杆的质量为，平行导轨间距为，通过的电流为，处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上，结果静止于水平导轨上。重力加速度为。求：
金属杆受到的摩擦力；
导轨对金属杆的支持力。
14.在坐标系中有匀强电场和匀强磁场，轴为两种场的分界线。电场、磁场方向如图所示，轴上、两点的纵坐标分别为和。在坐标原点处有一粒子源，能够向轴正方向发射质量为、电荷量为的速度不同的带正电荷的粒子粒子重力不计，其中所发射的最大速度为带电粒子经磁场偏转后，最远能够到达轴上的点；从点垂直轴进入电场的粒子经过轴的横坐标为，求；
磁场的磁感应强度大小；
电场的电场强度的大小；
经过点的粒子，从发射到回到轴的总时间。
15.如图甲所示，在倾角的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨、，导轨间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根始终与导轨垂直且接触良好的金属棒、放置在导轨上运动过程中始终不与导轨脱离。已知两棒的长度均为，电阻均为，质量均为，不考虑其他电阻，不计绳与滑轮间摩擦，重力加速度大小为。
图甲中若给金属棒一个沿导轨向上的初速度，同时静止释放金属棒，发现释放瞬间金属棒恰好无运动趋势，求大小。
将金属棒锁定，将用轻绳通过定滑轮和物块连接，如图乙，同时由静释放金属棒和物块，质量为，求金属棒的最大速度。
在第问的基础上，金属棒速度达到最大时剪断细线，同时解除的锁定，经后金属棒到达最高点，此时金属棒下滑了，求金属棒沿导轨向上滑动的最大距离及剪断细线到金属棒上升到最高点时间内回路产生的热量。
答案和解析
1.
【解析】电流有大小和方向，但不满足平行四边形定则，是标量，故A错误；
B.公式是电阻的定义式，不是决定式，电阻大小由导体本身决定，与两端电压和电流无关，故B错误；
C.用多用电表测直流电压和电流时，红表笔接触点电势高于黑表笔电势，故C正确；
D.将一根导线等分为二，半根导线的电阻减半，电阻率不变，故D错误。
故选：。
2.
【解析】解：、甲图是质谱仪，用来测定带电粒子比荷的装置，可以用来研究同位素，故A正确；
B、设形盒的半径为，当粒子圆周运动的半径等于时，获得的动能最大，由洛伦兹力提供向心力可得
最大动能为
解得：
由此可知，最大动能与加速电压无关，则带电粒子最后获得的速度与加速电压无关，故B错误；
C、丙图中磁铁插入过程中，穿过线圈的向右的磁通量增大，由楞次定律可知线圈中感应电流的磁场方向向左，由右手定则可知，电流由通过电流计流向，故C错误；
D、开关断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡，所以灯泡不会立即熄灭。若断开开关前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭；若断开开关前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下，故D错误。
故选：。
3.
【解析】解：由闭合电路欧姆定律，可知：，，
由欧姆表的使用原理可知，未接入待测电阻时，指针满偏，即，
代入可得：，故BCD错误，A正确。
故选：。
4.
【解析】解：、由左手定则，可知等离子体中正电荷向极板偏转，负电荷向极板偏转，故B极板为电源正极，故A错误；
B、稳定状态下，等离子体受到的洛伦兹力与电场力平衡：，可得到电动势；
由闭合电路欧姆定律可知，开关闭合时，电流为：，此时金属板间的电势差为：，故B错误；
C、开关断开后，金属板间的电势差与电动势相等，即，故C错误；
D、由等离子体进入时，洛伦兹力为，而初始未形成电场，故洛伦兹力大于电场力，直至洛伦兹力与电场力平衡，等离子体不再发生偏转，之后磁流体发电机的电动势稳定，故D正确。
故选：。
5.
【解析】解：、依据等差等势线的疏密，可知，在、、、 四点中，点的电场最强，故A错误；
B、沿着电场线方向，电势是降低的，因 供电线的电势高于 电线的电势，则在、、、 四点中，点的电势最高，故B错误；
C、若将某电子由 移到，即从高电势到低电势，其电势能将增大，故C正确；
D、将某电子在 点由静止释放，在电场力作用下，它会向点所在等势面运动，故D错误；
故选：。
6.
【解析】解：、根据题意知，根据，可得，所以变压器原线圈两端电压的有效值为，故A错误；
B、线圈转动的角速度大小为，产生的感应电动势的最大值为，则变压器原线圈两端电压的有效值为，其中，，代入数据解得，故B正确；
C、因为图示位置是线圈平面和磁感线平行，所以感应电动势的瞬时值表达式为，即，故C错误；
D、电压表示数等于变压器的输出电压，与所借电阻大小没有关系，故D错误。
故选：。
7.
【解析】解：在时间内，线框进入磁场，磁通量增加，根据楞次定律知线框中感应电流方向沿逆时针方向，为正值。线框切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小。时，。
在时间内，线框完全在磁场中运动，磁通量不变，没有感应电流产生。
在时间内，线框出磁场，磁通量减小，根据楞次定律知线框中感应电流方向沿逆时针方向，为负值。线框切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小。时，故A正确，BCD错误。
故选：。
8.
【解析】解：、仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻时，磁敏电阻所在位置的磁场增强，即的阻值增大，电路中电流减小，滑动变阻器上分得的电压减小，电容器的电压减小，根据知极板间的场强变小，油滴受到的电场力减小，油滴将向下运动，故A错误；
B、仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，其连入电路的电阻增大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器两端的电压增大，则电容器的电压增大，根据知板间电场强度增大，油滴受到的电场力增大，则油滴将向上加速运动，故B正确；
C、仅减小平行板电容器两个极板的距离时，电容器两板间的电压不变，根据知板间电场强度增大，油滴受到的电场力增大，则油滴将向上加速运动，故C正确；
D、仅减小平行板电容器两个极板的正对面积时，电容器的电压不变，根据知板间电场强度不变，油滴受到的电场力不变，则油滴仍然静止不动，故D错误。
故选：。
9.
【解析】解：、根据右手定则判断通过的电流方向为，故A错误；
B、导体棒只有部分接入电路，则电路中的感应电动势大小为，部分的电阻为，则电路中的总电阻为，根据闭合电路的欧姆定律可得通过的电流为，解得，故B正确；
D、部分没有接入电路，所以部分没有电流，则两点间的电势差等于部分所产生的感应电动势大小，即，故D正确；
C、在部分与电阻组成闭合电路，其中相当于电源，所以两点间的电压等于该电路的路端电压，即两点间的电压为，解得，故C错误。
故选：。
10.
【解析】解：、根据粒子做匀速圆周运动的对称性，当带负电粒子从点射出时，速度方向与水平线的夹角为，如图所示：
由几何故选可得为等边三角形，所以粒子在磁场中偏转的弦长等于其做圆周运动半径，故A正确；
B、若速度增大为，虽然负粒子做匀速圆周运动的半径加倍，但速度方向仍与水平线夹角为，故B正确；
C、若的初速度增大为，粒子出射方向与水平线的夹角为，粒子在磁场中的圆弧所对的圆心角仍未，根据可知粒子的周期不变，则粒子经时间射出磁场，故C错误；
D、若磁场反向，负粒子逆时针方向做匀速圆周运动，粒子从磁场射出时与边界成，此时粒子偏转了，根据粒子在磁场中的运动时间，粒子的周期不变，所以粒子运动时间是原来的倍，即，故D正确。
故选：。
11.
【解析】解：在侧未观察到大头针的像，说明的光线未传播至侧，而是从边折射出去了，增大的距离，能适当提高测量的精确度，但无法改变光路，任在侧观察不到大头针的像，故A错误；
B.调整的位置增大入射角，会使光线更向右偏，依旧在侧观察不到大头针的像，故B错误；
C.向左平移玻璃砖的位置，光线的传播方向不变，仍然从边传播出去，在侧观察不到大头针的像，故C错误；
D.将玻璃砖与面互换位置，入射光线从面射入，可以从面射出，故能观察到大头针的像，故D正确。
故选：。
手轮的读数为；
条纹间距，根据相邻明条纹间距公式有，可得
要得到清晰干涉图样需要单缝与双缝平行，如果单独旋转单缝或双缝，条纹不再清晰，所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，故ABC错误，D正确。
故选：。
依据双缝干涉条纹间距可知，要使增大，可以增大了，减小，也可以增大，与单缝和双缝间及光的强度无关，故BC正确，AD错误。
故选：。
故答案为：；；；；。
12. ；
【解析】解：为减小电流表的读数误差，电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一，即电流范围为：，根据欧姆定律，总电阻，扣除定值电阻，即电流表内阻和电源内阻加上电阻箱电阻应该大于等于而小于等于，由于电流表内阻不计，故应该选方案；
根据闭合电路欧姆定律，有，则，为对比一次函数有：，，解得：，；
故答案为：；，。
13.【解析】对导体棒受力分析，如图所示：
有，根据共点力平衡有：
竖直方向的受力平衡有：
解得导轨对金属杆的支持力为：
答：金属杆受到的摩擦力为；
导轨对金属杆的支持力为。
14.【解析】由题意可知，沿轴正方向以最大速度发射的粒子能够打在点，此时其在磁场中运动的半径为
根据牛顿第二定律有
联立解得
当粒子从点垂直轴进入电场的粒子在磁场中，结合可知，粒子的运动半径为
则该粒子的速度大小为
粒子进入电场后中做类平抛运动，其加速度大小为
在轴方向上有
在轴方向上有
联立解得
从点垂直；轴进入电场的粒子在磁场中运动时间为
在电场中运动时间为
该粒子从点出发到第一次到达所经历的时间为
答：磁场的磁感应强度大小为；
电场的电场强度的大小为；
经过点的粒子，从发射到回到轴的总时间为。
15.【解析】金属棒恰好无运动趋势，处于平衡状态有：
此时安培力为：
金属棒切割磁感线，根据欧姆定律有：
联立代入数据解得：
设物块和金属棒运动的加速度大小为，速度大小为，对物块受力分析得：
对金属棒受力分析得：
安培力：
由欧姆定律：
当加速度大小为时，金属棒速度达到最大值，即：
解得：
方向沿导轨向上。
对金属棒，以沿斜轨向上为正方向，由动量定理得：
其中：
根据法拉第电磁感应定律可得：
联立解得：
对金属棒，以沿斜轨向上为正方向，由动量定理得：
联立解得：
由能量守恒得：
代入数据解得：
答：图甲中若给金属棒一个沿导轨向上的初速度，同时静止释放金属棒，发现释放瞬间金属棒恰好无运动趋势，为大小为 ；
将金属棒锁定，将用轻绳通过定滑轮和物块连接，如图乙，同时由静释放金属棒和物块，质量为，金属棒的最大速度 、沿导轨向上。
在第问的基础上，金属棒速度达到最大时剪断细线，同时解除的锁定，经后金属棒到达最高点，此时金属棒下滑了，金属棒沿导轨向上滑动的最大距离为 ，剪断细线到金属棒上升到最高点时间内回路产生的热量为 。
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