上海市丰华中学2023-2024学年物理高二第一学期期末检测试题含解析

上海市丰华中学2023-2024学年物理高二第一学期期末检测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，有两根处于纸面内的平行直导线，通以大小相等、方向相反的电流，a导线中电流方向竖直向上，b导线中电流方向竖直向下，则两导线所在平面内两线中央的磁感应强度()A.等于零B.不等于零，方向垂直于两导线所在的平面向外C.不等于零，方向垂直于两导线所在的平面向里D.不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线2、如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入图示方向的电流后，则线圈A.向左运动 B.向右运动C.静止不动 D.无法确定3、图乙中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近平行放置．A线圈中通有如图甲中所示的交变电流i，则A.t2时刻两线圈间吸引力最大B.tl时刻两线圈间作用力为零C.在tl到t2时间内A、B两线圈相斥D.在t2到t3时间内A、B两线圈相吸4、如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有（粒子重力忽略不计）()A.t1=t2=t3 B.t2＜t1＜t3C.t1=t3＞t2 D.t1=t2＜t35、关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说．他是在怎样的情况下提出来的（）A.安培通过精密仪器观察到分子电流B.安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论C.安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说D.安培凭空想出来的6、条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心穿过圆环中心，如图所示．若圆环为弹性环，其形状由I扩大到II，那么圆环内磁通量的变化情况是（）A.磁通量不变 B.磁通量增大C.磁通量减小 D.条件不足，无法确定二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，矩形金属线框abcd放在光滑的绝缘水平桌面上，虚线为线框的对称轴，线框的ab边长为L，bc边长为d，线框的电阻为R，用绕过定滑轮的不可伸长的绝缘细线将线框和放在地面上的重物连接，开始时绳子刚好拉直没有张力，连接线框部分的细线水平，连接重物部分的细线竖直，重物的重力为G．现在虚线右侧加垂直于桌面的匀强磁场，让磁场的磁感应强度大小从0开始均匀增大，经过t时间重物刚好要离开地面，则下列判断正确的是（）A.t时间末，磁场的磁感应强度大小为B.t时间内，线框回路中的电流均匀增大C.t时间内，线框ab边受到的安培力均匀增大D.t时间内，线框中电流的功率随时间均匀增大8、两个完全相同的金属小球，半径远小于两小球之间距离，带电量之比为1∶7，相距为r，两者之间的引力为F，相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力为原来的（）A.3/7 B.4/7C.9/7 D.16/79、某电场的电场线的分布如图所示．一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点．则下列判断正确的是（）A.粒子带负电B.电场力对粒子做负功C.粒子在N点的加速度大D.粒子在N点的速度大10、一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则()A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用________传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度，得到右图所示的B-d图线．实验中使用的螺线管的内径（直径）为m，根据图线估算螺线管中心的磁通量约为________Wb12．（12分）某学习小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度．实验步骤如下在弹簧测力计下端挂一n匝矩形线圈，将矩形线圈的短边完全置于障形磁铁N、S极之间磁场中并使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线______；在电路未接通时，记录线圈静止时弹簧测力计的读数；接通电路开关，调节滑动变阻器使电流表读数为1，记录线圈静止时弹簧测力计的读数，F表示的是______用刻度尺测出矩形线圈短边的长度L；利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度______四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小14．（16分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】由题意可知，通以大小相等、方向相反的电流，由安培定则和矢量合成法则，可得两导线所在平面内两线中央的磁感强度不等于零，方向垂直于两导线所在的平面向里；A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析相符，故C正确；D．与分析不符，故D错误；故选C。2、A【解析】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向右，根据异性相吸，知线圈向左运动，故A正确，BCD错误3、B【解析】A．在t2时刻，线圈A中的电流最小，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力最小，故A错误；B．由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变化率是最小的，所以线圈B感应电流也是最小，因此两线圈间作用力为零，故B正确；C．在t1到t2时间内，若设逆时针（从左向右看）方向为正，则线圈A电流方向逆时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故C错误；D．在t2到t3时间内，若设逆时针方向（从左向右看）为正，则线圈A电流方向顺时针且大小增大，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相反，A、B出现互相排斥，故D错误；故选B。4、D【解析】带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开场区，这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力qE=qvB，水平方向做匀速直线运动；如果只有电场，带电粒子从B点射出，做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区，此过程粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变，所以速度的水平分量越来越小【详解】带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开场区，这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力qE=qvB，水平方向做匀速直线运动，运动时间，如果只有电场，带电粒子从B点射出，做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，运动时间：，如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区，此过程粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向改变，所以速度的水平分量越来越小，所以运动时间：，所以t1=t2＜t3，故D正确；故选D.【点睛】注意分析带电粒子在复合场、电场、磁场中的运动情况各不相同，复合场中做匀速直线运动，电场做类平抛运动，磁场做匀速圆周运动，根据不同的运动规律解题5、C【解析】安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种分子电流假说，C对6、C【解析】磁感线是闭合曲线，磁铁内部穿过线圈的磁感线条数等于外部所有磁感线的总和，图中内部磁感线线比外部多．外部的磁感线与内部的磁感线方向相反，外部的磁感线将内部抵消，Ⅰ位置磁铁外部磁感线条数少，将内部磁感线抵消少，则Ⅰ位置磁通量大．而Ⅱ位置磁铁外部磁感线条数多，将内部磁感线抵消多，则Ⅱ位置磁通量小．故选C.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】设磁感应强度与时间的关系为B=kt，则=k；根据法拉第电磁感应定律得，感应电流为．经过t时间重物刚好要离开地面，细线的拉力恰好等于重物的重力，则有BIL=G；其中B=kt，代入得kt••L=G，解得，所以t时间末，磁场的磁感应强度大小为B=kt=．故A正确．由，知线框回路中的电流恒定不变，故B错误．时间内，线框ab边受到的安培力F=BIL=kt••L=t，则知安培力均匀增大，故C正确．线框中感应电动势E恒定不变，感应电流I也恒定不变，由P=EI知线框中电流的功率恒定不变，故D错误．故选AC【点睛】本题是感生电动势问题，要知道磁通量均匀变化时，线框中产生恒定的感应电动势和感应电流，但线框受到的安培力在均匀变化8、CD【解析】由库仑定律可得，两球接触前的库仑力：；当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量：两球接触后的库仑力；当两球带异种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量；两球接触后的库仑力，故CD正确，AB错误．故选CD点睛：两相同小球相互接触再分开，则电量先中和然后再平分总电荷量；库仑定律计算中可以只代入电量，最后再根据电性判断库仑力的方向9、CD【解析】A．由粒子运动的轨迹可知，粒子带正电，选项A错误；B．电场力的方向斜向上，故电场力对粒子做正功，选项B错误；C．N点的电场线比M点密集，则粒子在N点受到的电场力较大，则粒子的加速度大，选项C正确；D．因为电场力对粒子做正功，根据动能定理可知，粒子动能增加，故粒子在N点的速度大，选项D正确【点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；解题的关键是根据粒子的运动轨迹，判断电场力的方向，从而即可判断电性，电场力做功的情况等等；电场线的疏密是反应电场强弱的，密集的地方场强较大，则电场力较大，粒子的加速度较大.10、BD【解析】根据图象可以求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比，结合欧姆定律与焦耳定律的知识，即可求得结论【详解】由图象可知，原线圈中电压的最大值为220V，所以电压的有效值为220V，因原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，根据电压与匝数成正比可知，则副线圈的电压有效值为100V，所以通过电阻的电流为10A，故A错误；根据电压与匝数成正比可知，因原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，则副线圈的电压有效值为100V，所以与电阻并联的电压表的示数是100V，故B正确；由，所以经过1分钟，即60s电阻发出的热量是6×104

J，所以C错误；副线圈的电阻为10Ω，所以输出功率，因输入功率等于输出功率，所以D正确．故选BD【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题，注意电表读数是交流电的有效值三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.磁②.Wb【解析】在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用磁传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度根据图线知，螺线管中心的磁感应强度的大小大约为4.5×10-3T，则磁通量Φ=BS=B∙＝4.5×10−3×=5.6×10-6Wb12、①.垂直②.线圈所受安培力与重力的合力③.【解析】根据共点力平衡即可求得受到的安培力大小，根据左手定则判断出安培力方向；有求得磁感应强度【详解】要使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持垂直，方便测出拉力；对线框受力分析知：受重力、安培力、弹簧的拉力，三力平衡，所以F表示的是线圈所受安培力与重力的合力；由安培力公式得：，由平衡条件得：，