江西省实验中学校2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

江西省实验中学校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.下列关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中，正确的是( )
A. 磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直
B. 有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动
C. 带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直不变
D. 电荷在磁场中不可能做匀速直线运动
2.某一导体的伏安特性曲线如图中段曲线所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )
A. 点的电阻为 B. 点的电阻为
C. 导体的电阻因温度的影响改变了 D. 导体的电阻因温度的影响改变了
3.近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮过程，螺线管上的导线端电势较高
B. 松开按钮过程，螺线管上的导线端电势较低
C. 按住按钮不动，螺线管上导线两端间仍有电势差
D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等
4.如图所示，直角形导线通过恒定电流，两段导线的长度分别为和，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为( )
A. ，方向 B. ，方向
C. ，方向垂直于连线斜向上 D. ，方向垂直于连线斜向上
5.如图所示，灯光、完全相同，是自感系数很大的线圈，其自身电阻与定值电阻相等，下列说法正确的是( )
A. 闭合电键瞬间，灯泡、立即发光
B. 闭合电键，当电路稳定后，灯泡、的亮度不同
C. 断开电键时，灯泡缓慢熄灭，灯泡立即熄灭
D. 断开电键时，灯泡、均缓慢熄灭，流过灯泡的电流方向与原来相反
6.如图所示，为光滑绝缘水平面上正方形区域的几何中心，该区域有一匀强电场，方向水平由指向。一带负电小球从点以速度沿方向射入电场。以下说法正确的是( )
A. 小球由向做减速运动
B. 电场中点的电势低于点的电势
C. 小球由向运动的过程中，电势能不断减小
D. 该小球若从点沿方向射入，则小球将向边偏转
7.如图甲为一款可充电小型电扇，其铭牌信息如图乙所示。已知该电扇的电动机内阻为，下列说法正确的是( )
图甲
名：充电电扇 型号：
额定电压： 额定功率；
净重： 电池容量：
产品尺寸
图乙
A. 指的是电池充满电时的电能 B. 充满电后理论上电扇可以运行
C. 电扇的额定电流为 D. 电动机的效率为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一固定的形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，一圆环形金属框位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆突然向左运动，在运动开始的瞬间，下列说法正确的是( )
A. 受到的安培力方向水平向右 B. 受到的安培力方向水平向左
C. 金属框中感应电流沿顺时针方向 D. 金属框中感应电流沿逆时针方向
9.如图所示，矩形四个顶点各固定一个点电荷，电荷量相等，点是矩形对角线的交点，为钝角，其中、两点固定的点电荷所带电荷量为，、两点固定的点电荷所带电荷量为，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )
A. 点电场强度为零
B. 点电势为零
C. 移走处点电荷，点电场强度一定减小
D. 移走处点电荷，点电势一定降低
10.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块。甲、乙叠放在一起置于粗糙水平面上，水平面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场。现用一个水平恒力拉乙物块，开始时甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动。在以后的运动过程中，下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两物块可能相对滑动 B. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C. 甲物块向左先加速运动后匀速运动 D. 乙物块受到地面的最大摩擦力大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学设计了图所示的电路测量电阻的阻值。已知为理想电流表，的阻值为。他进行了如下实验，完成下列操作中的填空或要求：
按电路图将图中实物连成完整的实验电路；
将滑动变阻器的滑动端置于________选填“端”、“端”或“正中间”，闭合；
将开关掷于位置，将滑动变阻器的滑动端调到适当位置，记下此时电流表的示数；然后将掷于位置，记下电流表的示数。则待测电阻阻值的表达式________用、、表示；
多次重复步骤，得到如下数据：
将所缺数据描在下图中，连同其他数据点绘出图线；
由作出的图线可求得________。保留三位有效数字
12.某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻。提供的器材如下：
A.电流表满偏电流，内阻
B.电流表，内阻未知
C.电压表，内阻未知
D.滑动变阻器
E.定值电阻阻值
F.开关与导线若干
图是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图。根据该实验电路测出的数据绘制的图线如图所示为电流表的示数，为电流表的示数，则由图线可以得到被测电池组的电动势______，内阻______；结果均保留位有效数字
另一位小张同学则设计了图所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关分别接、对应电压表的示数和电流表的示数；根据实验记录的数据绘制图线如图中所示的、两条图线。
可以判断图线是利用单刀双掷开关接______选填“”或“”中的实验数据描出的；分析、两条图线可知，此电池组的电动势为______，内阻______用图中、、，表示。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，流经电源电流为。不计空气阻力和摩擦。求：
理想电压表读数；
电动机输出功率；
重物匀速上升时的速度大小。
14.如图所示，倾角、间距的足够长的光滑金属导轨底端接有阻值的电阻，一质量、阻值的金属棒垂直导轨放置。整个导轨处在垂直导轨平面向上磁感应强度的匀强磁场中。从时刻起，棒在方向沿斜面向上、大小为的外力作用下由静止开始运动，位移时速度达到了最大值。不计其他电阻，取，求：
导体棒运动的最大速度；
开始运动到速度最大的过程中，整个电路产生的焦耳热；
15.如图所示，足够大的平行板、水平放置，两板间的电压差为，板的正中央有一个小孔，在板的正中央有一个粒子源，能放出初速度不计的质量为、带电量为的正粒子．板上方高度为范围内存在垂直纸向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，虚线上方有垂直纸向外的匀强磁场不计带电粒子的重力．求：
带电粒子到达板上点时速度的大小；
带电粒子第一次到达虚线处时的速度方向；
为使带电粒子恰好能回到点，虚线上方磁场的磁感应强度与的比值大小和虚线上方磁场的高度要求．
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据左手定则，磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直。故A正确。
B、有固定转动轴的通电线框在磁场中，所受到的力方向与线框平行，则其力的力矩为零，不发生转动，故B错误；
C、由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，只受洛伦兹力作用时，其动能不变；但洛伦兹力与速度垂直，所以一直在改变速度的方向，故速度一直在变。故C错误。
D、电荷如果沿着磁场方向运动，则电荷不受洛伦兹力，根据牛顿第一定律，不受力将保持原来的匀速直线运动。故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、点的电阻为：；故A错误，B正确；
、点的电阻为：；故两点间的电阻改变了；故C错误，D错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】A.按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从流向，则螺线管上的导线端电势较高，选项A正确；
B.松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从流向，螺线管上的导线端电势较高，选项B错误；
C.按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则螺线管无感应电动势产生，则上导线两端间没有电势差，选项C错误；
D.按下和松开按钮过程，时间不一定相等，则磁通量的变化率不一定相等，则螺线管产生的感应电动势大小不一定相等，选项D错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】导线受到磁场力的合力相当于直线受到的安培力，由左手定则可知，安培力的方向垂直于连线斜向上．
导线在磁场内有效长度为：
故该通电导线受到安培力大小为，故D正确，ABC错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】、闭合开关，电阻不产生感应电动势，立即发光。线圈中电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，自感电动势阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，逐渐亮起来，所以闭合开关，先亮、后亮，最后它们一样亮，故AB错误。
、断开开关时，灯原来的电流突然消失，线圈中电流减小，产生感应电动势，相当于电源，感应电流流过、和组成的回路，流过灯泡的电流方向与原来相反，所以、都要过一会才熄灭，故C错误，D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】A.小球带负电，可知小球所受电场力沿着 方向，与小球得初速度方向相同，小球做加速运动，故A错误；
B.根据匀强电场的等势线和电场线垂直可知，点的电势等于点的电势，点的电势等于点的电势，沿着电场线的方向电势逐渐降低，可知电场中 点的电势高于 点的电势，故B错误；
C.根据选项分析可知小球所受电场力的方向与小球的运动方向相同，电场力做正功，则小球的电势能不断减小，故C正确；
D.根据选项分析可知小球所受电场力沿着 方向，该小球若从 点沿 方向射入，则小球将向边偏转，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】A.指的是电池充满电时的电荷量。故A错误；
根据公式，可得电扇的额定电流为，由，可得，故BC错误；
D.依题意，有，电动机的效率为，联立，可得，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】、突然向左运动，由右手定则可知，切割磁感线产生的感应电流沿：，即中电流沿顺时针方向；
由左手定则可知，则受到的安培力方向水平向左，故A错误，B正确；
、中的电流产生的磁场向里虽然减小，但中的合磁场向里却增大，根据楞次定律可知，中产的感应电流沿逆时针方向，故D正确，C错误；
故选：。
应用右手定则判断出切割磁感线产生的感应电流方向；根据的运动情况判断产生的感应电流如何变化，然后应用楞次定律判断中感应电流的方向。
本题考查了感应电流的方向判断，两种方法：一种是右手定则，另一种是楞次定律。使用楞次定律判断比较难，但是掌握它的核心也不会很难。
9.【答案】
【解析】解：根据等量同种电荷电场分布特点可知，、两等量正点电荷在点合电场强度 方向垂直向下，、两等量负点电荷在点合电场强度 方向垂直向下，则点电场强度不为零，方向垂直向下，故A错误；
B.取无穷远处电势为零，根据等量异种电荷中垂线为一等势线，且中垂线上所有点的电势均为，由于点是、和、两组等量异种电荷的中点，则点电势为零，故B正确；
C.、两等量异种电荷在点合电场强度 方向由指向，、两等量异种电荷在点合电场强度 方向由指向，由于 为钝角，所以移走处点电荷，点电场强度不一定减小，故C错误；
D.由于处为正点电荷，则处正点电荷产生电场在点的电势大于，可知移走处点电荷，点电势一定降低，故D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】解：、以甲乙整体为研究对象，分析受力如图
则有
当甲乙一起加速运动时，洛伦兹力增大，滑动摩擦力增大，根据牛顿第二定律，加速度逐渐减小，当时，此时两者一起匀速运动，故CD正确；
、增大，一定，根据牛顿第二定律，可知加速度减小，对甲研究得到，乙对甲的摩擦力，则得到减小，甲、乙两物块间的静摩擦力不断减小且不发生相对滑动，故AB错误；
故选：。
11.【答案】如图所示：
端；
如图所示：
；

【解析】根据电路图将实物图连接完整，如图所示：
开关闭合时，电流表的示数要为零，则可知将滑动变阻器的滑动端置于端；
由电路关系及题意可知流过的电流为，根据欧姆定律可得两端电压为：
则根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为：
将所缺数据描在下图中，连同其他数据点绘出图线如图所示：
由可得：
则结合图象得：
代入的值，可得
故答案为：
如图所示：
端；
如图所示：
；
12.【答案】；；；；
【解析】由闭合电路欧姆定律：，可得，可见图像的斜率的绝对值为，纵截距为。延长图如图所示：
由图知，，，联立知，电动势，内阻；
当开关接时，，即，此时图像的纵截距为；当开关接时，，即，此时图像的纵截距为。可见开关接时图像的纵截距较大，故图线是利用单刀双掷开关接中的实验数据描出的。由图线知，电动势，由知，图线的横截距为，由图知，，解得内阻。
13.【答案】解：根据题意，由闭合回路欧姆定律可得，路端电压为
即理想电压表的读数为。
根据题意，由欧姆定律及串联分压原理可得，电动机两端的电压为
由公式可得，电动机的输入功率为
由公式可得，电动机的热功率为
则电动机输出功率为
根据题意可知，电动机以稳定的速度匀速提升重物时，不计空气阻力和摩擦，设重物匀速上升时的速度大小为，则有
解得。

14.【答案】解：棒达到最大速度之后匀速运动，
对棒匀速运动阶段受力分析可知
且，，
联立解得
对金属棒，由动能定理得：
解得
15.【答案】解：带电粒子在两平行板间被加速，有，
解得；
带电粒子从点进入第一个磁场后，由洛伦兹力提供向心力，
有，
得粒子的轨道半径为，
作出如图所示的运动轨迹示意图，由几何关系可得，粒子到达虚线处时，速度方向与虚线成角斜向上：
为使带电粒子能恰好回到点，由粒子运动轨迹的对称性，可以作出如图所示的运动示意图：
，
所以有，
粒子在磁场中运动时，速度大小保持不变，
由，得，
虚线以上磁场的高度满足。
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