吉林省实验中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷.docx

吉林省实验中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．如图所示电路中，R1=R3=12Ω，R2=3Ω，电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时，外电路的总电阻分别为（　　）

A．9Ω、15Ω B．15Ω、9Ω C．9Ω、24Ω D．15Ω、24Ω
2．如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示，测量时，闭合开关，测试者分握两手柄即可测量。小张和小李二人体型相近，他们分别使用该仪器测量，下列说法中正确的是（　　）

A．若小张测量时，R1消耗的功率较大，则小张脂肪含量高
B．若小张测量时，电源的效率较高，则小张脂肪含量高
C．若小李测量时，电压表与电流表示数比值较小，则小李脂肪含量高
D．若小李沐浴前后分别测量，电压表与电流表示数比值不变
3．如图所示用绝缘细绳竖直悬挂一个匝数为n的矩形线圈，细绳与拉力传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。现将线框的下边MN垂直置于匀强磁场中，MN边长为L。当导线中通以大小为的电流时，传感器的读数为；只将电流反向，传感器的读数变为（）,重力加速度为g，则可得到（　　）

A．减小电流I重复实验，则减小、增大
B．传感器读数为时，MN中电流从M到N
C．磁感应强度
D．金属线框的质量
4．如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种仪器中运动，下列说法正确的是（    ）

A．甲图中从左侧射入的带负电粒子，若速度满足，将向下极板偏转
B．乙图中等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势低于B极板电势
C．丙图中仅增大通过励磁线圈的电流，则电子的运动周期将变大
D．丁图中只增大了加速电场中的电压，出射粒子最终就能获得更大的动能
5．如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距通电直导线很远处由北向南沿水平地面通过通电直导线的上方并移至距通电直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（   ）

A．感应电流的方向先顺时针后逆时针，然后再顺时针
B．感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针
C．检测线圈所受安培力的方向先向南后向北
D．检测线圈所受安培力的方向一直向南
6．如图所示，固定于水平面上的金属架处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒沿框架以速度v向右做匀速运动。时，磁场的磁感应强度为，此时到达的位置恰好使构成一个宽为l，长为2l的长方形。为使棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度B随时间t的变化规律是（　　）

A． B．
C． D．
7．如图所示为某一线圈交流电的电流时间图像（前半周期为正弦波形的），则一周期内该电流的有效值为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题
8．如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，为手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有电阻与受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则下列说法正确的是（　　）

A．若此手机的电池容量为4500，则超充模式下的充电时间为0.9小时
B．此无线充电器的耗电功率是100W
C．送电线圈与受电线圈的匝数比为5:1
D．送电线圈两端的电压为
9．如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　）

A．若粒子经过磁场偏转后垂直穿过x轴，则粒子带负电荷
B．若粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴，则粒子速度大小为
C．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子在磁场中的运动时间为
D．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，则粒子速度大小可能为
10．如图，足够长的光滑平行金属导轨（电阻不计）水平放置，左右两侧导轨的间距分别为l、2l，导轨间存在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场。把一根质地均匀的导体棒分成质量分别为m、2m两段a、b，均垂直导轨放置，回路总电阻保持不变。a、b两棒分别以、的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持接触良好，a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．在此过程中，a棒上产生的焦耳热是b棒的一半
B．a棒的加速度始终等于b棒的加速度的一半
C．在此过程中产生总的焦耳热为
D．稳定时a棒的速度大小为

三、实验题
11．张同学正在测定某长圆柱形金属丝的电阻率。

（1）该同学某次用螺旋测微器测量金属丝的直径，读数如图甲所示，则测得的金属丝直径为 mm。
（2）张同学想要尽量准确地测量金属丝的电阻，其设计的实验电路如图乙所示。该同学用到的电流表A1的内阻为已知量。正确连接电路后进行实验，某次实验测量得到电流表A1的读数为，电流表A2的读数为，则这段金属丝的电阻 。（用、和表示）。
（3）本实验测得的电阻 （填“有”或“无”）系统误差。
12．学校物理兴趣小组为探究多用表欧姆挡的原理，决定自己动手设计一个欧姆表，其内部的结构图如图甲所示，已知电源电动势E约为3V，其它数值同学们都忘记了，所以同学们决定测量欧姆表的电源电动势和内阻．

(1)两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱，直到电流表读数如图乙，电阻箱示数如图丙，则欧姆表的内阻约为 Ω．
(2)该小组同学把欧姆表的两表笔与电阻连接，根据记录的电阻箱阻值R与多用电表电流挡的读数I，在如图所示坐标系中描点，请根据坐标系中所描点，在答题卡对应位置的坐标纸中作出图象( )．

(3)由图象可得欧姆表内电源电动势E= V，内阻r= Ω．

四、解答题
13．如图在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场。一带正电粒子从x轴上的M点以速度v0沿与x轴正方向成60角射入第二象限；恰好垂直于y轴从N点进入匀强电场，从x轴上的P点离开匀强电场，且OP=2h，OM=，粒子的质量为m，电量为q，不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）匀强电场的电场强度E的大小。

14．如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，经历时间t滑至最高点，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力，当地重力加速度为g，题目中给定的物理量均为已知量，试求：
（1）金属杆ab刚开始运动时的加速度a的大小；
（2）金属杆ab能上升的最大高度h。

试卷第7页，共7页

参考答案：
1．B
【详解】开关S断开时，电路如图所示

电路的总电阻为

开关S闭合，电路如图所示

可知R1与R3并联，之后再与R2串联，电路的总电阻为

故选B。
2．B
【详解】A．因脂肪不容易导电，体型相近的两人相比，若小张脂肪含量高则人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，故R1消耗的功率小，故A错误；
B．电源的效率为

若小张脂肪含量高人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，电源的效率大，故B正确；
C．体型相近的两人相比，若小李脂肪含量高其人体电阻较大，总电阻较大，总电流较小，电流表示数较小，定值电阻、和内阻两端的电压较小，人体电阻两端电压较大，电压表示数较大，则电压表示数与电流表示数的比值较大，故C错误；
D．若小李沐浴后测量，身体的脂肪含量略有减少，则电阻较小，电压表与电流表示数比值即为人体的电阻变小，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】ACD．对矩形线圈受力分析，受到重力、拉力和安培力，由于，当安培力向下时有

当安培力向上时有

联立解得
，
则减小电流I重复实验，则增大、减小，故AD错误，C正确；
B．传感器读数为时，矩形线圈受到的安培力向下，根据左手定则，MN中电流从N到M，故B错误。
故选C。
4．B
【详解】A．甲图中带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度，即洛伦兹力小于电场力时，粒子将向上极板偏转，故A错误；
B．乙图中等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正离子向B极板偏转，负离子向A极板偏转，因此A极板带负电，B极板带正电，A极板电势低于B极板，故B正确；
C．丙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有

解得

电子运动的周期为

当通过励磁线圈的电流越大，线圈产生的磁场越强，电子的运动周期越小，故C错误；
D．丁图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时具有最大速度，即

粒子的最大动能为

可知粒子的最大动能与加速电压无关，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】AB．根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，检测线圈由远处移近直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针；即感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针，故A错误，B正确；
CD．根据楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈所受安培力的方向一直向北，故CD错误。
故选B。
6．C
【详解】由电磁感应定律，可知为使棒中不产生感应电流，则穿过闭合回路的磁通量保持不变，由可得

解得

故选C。
7．B
【详解】根据有效值的概念可知

解得

故选B。
8．ACD
【详解】A．由容量单位可知，手机充电时间为电池容量与充电电流的比值，即

故A正确；
C．由于原副线圈回路中均接有定值电阻，根据原副线圈的电压与匝数的关系可得

代入数据解得

即送电线圈与受电线圈的匝数之比为5:1，故C正确；
B．由匝数比可知原线圈电流应为

所以充电器消耗的总功率为

故B错误；
D．送电线圈两端的电压为

故D正确。
故选ACD。
9．ACD
【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断可知粒子带负电，故A正确；
B．粒子运动的轨迹如图

由于速度方向与y轴正方向的夹角为45°，根据几何关系可知

根据洛伦兹力提供向心力，有

解得

故B错误；
C．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，粒子运动的轨迹如图

根据几何关系可知，粒子转过的圆心角为270°，所以粒子运动的时间为

故C正确；
D．若粒子经过磁场偏转后在OM之间某点Nʹ穿过y轴，其半径最大时轨迹与x轴相切，此时粒子的速度最大，轨迹如图所示

根据几何关系有

联立可得

故D正确。
故选ACD。
10．ACD
【详解】AB．由题意可知，把一根质地均匀的导体棒分成质量分别为m、2m两段a、b，则两棒的电阻之比为1：2，设a棒电阻为R，则b棒电阻为2R，由于两个导体棒中的电流始终大小相等，根据可知，a棒上产生的焦耳热是b棒的一半；根据牛顿第二定律，对导体棒a有
BIl=maa
对导体棒b有
BI⋅2l=2mab
由此可知
aa=ab
故A正确，B错误；
CD．以向右为正方向，从开始到稳定速度，根据动量定理，对导体棒a有
Bl•Δt=mva-mv0
对导体棒b有
-B×2l•Δt=2mvb-2m×2v0
当最终稳定时满足
B⋅2lvb=Blva
联立解得
va=2v0
vb=v0
在此过程中产生总的焦耳热为

故CD正确。
故选ACD。
11． 0.200/0.199/0.201 无
【详解】（1）[1]由题图所示的螺旋测微器可知，金属丝直径为

（2）[2]由题中电路图可知，待测金属丝电阻

（3）[3]该实验测得的电流无系统误差，根据欧姆定律计算得到待测电阻两端的电压也无系统误差，则本实验测得的电阻无系统误差。
12． 10 3.0 10.5
【分析】(1)根据图乙所示电表读出其示数，根据图丙所示电阻箱读出其示数，应用闭合电路欧姆定律求出欧姆表内阻.
(2)根据坐标系内描出的点作出图象.
(3)根据闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出电源电动势与内阻.
【详解】(1)由图乙所示可知，电流表分度值为0.01A，示数为0.10A;
由图丙所示电阻箱示数为：0×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+0×1Ω=20Ω，
由闭合电路的欧姆定律得：
即：
解得：R内=10Ω；
(2)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

(3)由闭合电路欧姆定律得：
整理得：，
由图示的图象可知：，
解得电源电动势：E=3.0V，电源内阻：r=10.5Ω；
【点睛】本题考查了实验数据处理，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法；根据闭合电路欧姆定律求出图线的函数表达式的求电源电动势与内阻的关键.
13．（1）；（2）
【详解】（1）带电粒子的运动轨迹如图所示，O1为圆周运动的圆心，圆的半径为r1，洛伦兹力提供向心力

由几何关系

解得

（2）粒子从N点运动到P点，做类平抛运动，y轴方向

x轴方向

又

解得

14．（1）；（2）
【详解】（1）初始时刻，根据
E=BLv0

F安=BIL
金属杆受到的安培力方向沿导轨向下；根据牛顿第二定律得
mgsinθ+F安=ma
解得

（2）金属杆从底端到最高点的过程由动量定理

其中

解得

答案第9页，共9页