2023-2024学年江苏省南京九中高二（上）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年江苏省南京九中高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共14小题，共56分。1.物理学的发展离不开科学家们的贡献，他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列符合物理学史的是(

)A.库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值

B.奥斯特发现了电磁感应现象，法拉第发现了电流的磁效应

C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，安培由此受到启发提出分子电流假说

D.牛顿提出了万有引力定律，并通过实验精确测量了引力常量G的数值2.如图所示，圆环中通逆时针方向电流，位于圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为(

)A.水平向右

B.竖直向下

C.垂直纸面向里

D.垂直纸面向外

3.相同磁铁的同名磁极之间的磁场分布与等量同种电荷之间电场分布相似。如图所示，两个相同的条形磁铁的N极正对放置，两条虚线分别是两磁极中心的连线及其垂直平分线，它们的交点是O点，A、B两点和C、D两点分别相对于O点对称。关于两磁极间的磁场说法正确的是(

)

A.从A到B，连线上各点的磁感应强度逐渐减小

B.A点的磁感应强度与B点的磁感应强度相同

C.在CD连线上，O点的磁感应强度最小

D.小磁针在C点和D点时，N4.如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在DA.0 B.B0 C.3B5.一种用磁流体发电的装置如图所示，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场。若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。下列说法正确的是(

)A.A极板是电源的正极

B.发电机的电动势为Bvd

C.发电机的电动势与带电粒子的电荷量成正比

D.等离子体在A、6.如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断错误的是(

)

A.在Ek−t图中应有t4−t3=t3−t7.一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为UH。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是A.N板电势低于M板电势

B.MN间电势差UH=BInqb

8.下列关于电磁感应现象的说法中，错误的是(

)

A.如图甲所示，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动

B.如图乙所示的真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属

C.如图丙所示的变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小发热量，提高变压器的效率

D.如图丁所示的是毫安表的表头，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护毫安表指针，利用了电磁驱动的原理9.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中(

)A.通过线圈的磁通量变化量大小为nB0S B.线圈中感应电流方向为逆时针方向

C.AB10.如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一A个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是(

)A.线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针(俯视)

B.线圈在位置C时感应电流的方向为顺时针(俯视)

C.线圈在位置B时线圈中无感应电流

D.线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大11.如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是(

)A.线圈中产生的感应电流沿顺时针方向 B.电压表的正接线柱接线圈的N端

C.线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s12.夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动．金属材质的电扇示意图如图，由于电磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法，正确的是(

)A.A点电势比O点电势高

B.A点电势比O点电势低

C.A点电势比O点电势相等

D.扇叶长度越短，转速越快，两点间的电势差数值越大

13.如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1=2vA.线圈中的感应电动势之比为E1：E2=1：2

B.线圈中的感应电流之比为I1：I2=4：1

C.线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q214.如图甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中固定不动，磁场方向与线框平面垂直，规定磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向。线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图像如图乙所示(规定ab边所受的安培力向左为正)。在0～4sA. B.

C. D.二、简答题：本大题共3小题，共32分。15.轻质细线吊着一质量为m=0.05kg、边长为L=1m的单匝正方形线圈，其总电阻为r=0.1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。重力加速度g取10m/16.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.5kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.2。

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为4.4W，求该速度的大小；

(17.如图所示，第一象限内存在沿x轴负方向、场强大小为E的匀强电场，第二、三、四象限存在垂直xOy平面向里的匀强磁场。把一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子由A点静止释放，A点到x轴和y轴的距离均为d，粒子从y轴上的P点第一次进入磁场偏转后，垂直x轴再次进入电场，在电场的作用下又从y轴上的Q点(图中未标出)第二次进入磁场，粒子重力不计。求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)O、Q两点间的距离；三、计算题：本大题共1小题，共12分。18.质谱仪是分析同位素的重要工具。如图是质谱仪的工作原理示意图，速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，其磁感应强度和电场强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。今有质量为m、电荷量为q的正粒子从粒子源逸出(可认为初速度为0)后经加速电场加速后，恰好通过速度选择器，从P点进入平板S下方的匀强磁场，不计粒子的重力。求：

(1)能通过狭缝P的粒子的速率；

(2)加速电场的电压U；答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值，故A错误；

B、法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；

C、通电螺线管的磁场可通过安培定则判断等效的南北极是与条形磁铁的磁场相似，安培由此受到启发提出在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，即分子电流假说，故C正确；

D、牛顿提出了万有引力定律，并没有测出引力常量G的数值，历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是英国科学家卡文迪什，故D错误。

故选：C。

本题是物理学史问题，根据密立根、奥斯特、法拉第、安培、牛顿、卡文迪什等人的物理学贡献进行解答。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，注重历史知识的积累。2.【答案】D

【解析】解：由安培定则可知，环形电流内部的磁场方向为垂直纸面向外，则圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为垂直纸面向外。故ABC错误，D正确。

故选：D。

由安培定则，判断环形电流内部的磁场方向，分析小磁针静止时N极指向。

本题解题关键是掌握安培定则。3.【答案】C

【解析】解：A.从A到B，连线上各点的磁感应强度先减小后增大，故A错误；

B.A点的磁感应强度与B点的磁感应强度大小相同，方向相反，两点的磁感应强度不相同，故B错误；

C.在CD连线上，O点两磁铁北极产生的磁感应强度大小相等，方向相反，故O点的磁感应强度最小，故C正确；

D.小磁针在C点时，N极的指向向上；在D点时，N极的指向向下，故D错误。

故选：C。

根据矢量合成分析合磁感应强度大小和方向判断。4.【答案】C

【解析】解：根据右手定则，确定D点的磁感应强度，并画出合磁场强度，如图

C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B0，方向与CD垂直；B处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B1，方向与AB垂直；由于D点到B、C点的距离相等，则

B0=B1

由数学知识可知B0与B1的夹角为60°，则D点的磁感应强度大小为

B=2B0cos30°=5.【答案】B

【解析】解：A.由左手定则可知，B板带正电，是电源的正极，故A错误；

B.发电机稳定后有qvB=Eq=qUd；

可得发电机的电动势为U=Bvd，故B正确；

C.U=Bvd，可知发电机的电动势与带电粒子的电荷量无关，故6.【答案】B

【解析】解：A、带电粒子的回旋的周期：T=2πmqB，可见粒子的回旋的周期不变，与粒子的速度无关，所以有

t4−t3=t3−t2=t2−t1=T2，故A正确；

B、根据回旋加速器的工作条件可知，交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，故电源的变化周期应该等于2(tn−tn−1)7.【答案】B

【解析】解：A、根据左手定则，电流的方向向里，正电荷受力的方向指向N端，向N端偏转，则N点电势高，故A错误；

BC、设左右两个表面相距为d，正电荷所受的电场力等于洛伦兹力，即：设材料单位体积内载流子的个数为n，材料截面积为S，则qUHd=qBv

电流：I=nqSv，又：S=dL

解得UH=BInqb

故8.【答案】D

【解析】解：A.图甲当蹄形磁体顺时针转动时，通过铝框的磁通量变化，铝框产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁通量变化，则铝框将顺时针转动，故A正确；

B.高频交流电产生高频交变磁场，因电磁感应使金属产生涡流，由于电流的热效应，从而炼化金属，故B正确；

C.磁场变化越快，感应电动势越大，因而涡流也就越强．涡流能使导体发热．变压器的铁芯是相互绝缘的薄片叠加而成的，从而减小回路的横截面积来减小感应电动势，以降低涡流强度，从而减少能量损耗，提高变压器的效率，故C正确；

D.运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，线圈在磁场中偏转时，由于电磁感应现象中的“阻碍”作用，产生阻碍线圈的偏转，这是为了保护毫安表指针，这是电磁阻尼原理，故D错误。

本题选择错误的，故选：D。

根据电磁感应产生的条件和磁场对电流的作用进行判断。

9.【答案】B

【解析】解：A.磁感应强度方向向里且由0增大到B0，此过程中通过线圈的磁通量变化量大小为ΔΦ=B0S−0=B0S，故A错误；

BC.线圈内磁通量向里增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受安培力方向向左，故B正确，C错误；

D10.【答案】D

【解析】解：A、在位置A时，穿过线圈的磁感应强度方向斜向右上方，线圈向下运动，磁通量减小，根据楞次定律“增反减同”和安培定则，可知线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视)，故A错误；

B、线圈在位置C时，穿过线圈的磁感应强度斜向右下方，线圈向下运动，磁通量增加，根据楞次定律“增反减同”和安培定则，可知线圈中感应电流的方向为逆时针(俯视)，故B错误；

C、线圈在位置B时，线圈平面和磁场平行，磁通量为0，但是磁通量的变化率不为0，所以依然有感应电流，故C错误；

D、A、C两处磁通量大小相等，但是线圈加速下降，所以在C处磁通量变化快，磁通量变化率更大，根据

E=NΔΦΔt

可知，在C时，线圈中感应电动势大，感应电流大，故D正确。

故选：D。

线圈在位置B时，线圈平面和磁场平行，磁通量为0，根据各个位置磁通量变化情况和磁场方向，由楞次定律判断感应电流方向。结合法拉第电磁感应定律分析感应电动势大小，再判断感应电流大小。11.【答案】D

【解析】解：AB、穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律判断可知，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向，所以电压表的正接线柱接线圈的M端，故AB错误；

C、由图乙知，线圈中磁通量的变化率为：ΔΦΔt=0.15Wb−0.10Wb0.1s=0.5Wb/s，故12.【答案】A

【解析】解：A、B、C：因北半球地磁场方向斜向下，电风扇逆时针方向转动，切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则知，感应电动势方向从O到A，则A点相当于电源的正极，O点相当于电源的负极，所以A点的电势高于O点的电势．故A正确，BC错误．

D、转动切割的电动势E=12BL2ω，则知扇叶长度越短，转速越快，感应电动势不一定越大，电势差就不一定越大．故D错误．

故选：A．

13.【答案】C

【解析】解：A、v1=2v2，根据E=BLv，知感应电动势之比2：1，故A错误；

B、感应电流I=ER=BLvR，由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误；

C、v1=2v2，知时间比为1：2，根据Q=I2Rt，知热量之比为2：1，故C正确；

14.【答案】C

【解析】解：AB、根据图像可知，在0−1时间内，磁场不变，则没有感应电流产生，不受安培力作用，故AB错误；

C、磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向，0−1s内磁场向里减小，根据楞次定律可知，此时线框有扩大的趋势，所以ab边受安培力向左，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律及安培力公式可知：E=ΔBΔtS,I=ER,F=BIL。可知，安培力随时间均匀变小，1−2s内磁场向外增大，根据楞次定律可知，此时线框有收缩的趋势，ab15.【答案】解：(1)根据法拉第电磁感应定律可得线圈的感应电动势为

E=ΔΦΔt=ΔBΔt⋅L22=0.8−0.26×122V=0.05V

线圈的电功率为

P=E2r=0.0520.1W=0.025【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律计算出线圈产生的感应电动势大小，结合电功率公式即可求解；

(216.【答案】解：(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ−μmgcosθ=ma

代入数据解得：a=10×(0.6−0.2×0.8)m/s2=4.4m/s2

(2)设金属棒运动达到稳定，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡，则有

mgsinθ−μmg【解析】(1)根据牛顿第二定律开始下滑的加速度；

(2)金属棒速度稳定后，根据平衡条件和功