吉林省松原市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

吉林省松原市前郭蒙中2023-2024年度第一学期期中考试高二物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题(共7小题,每小题4分，共28分。每小题列出的四个被选项中只有一个符合题目要求，不选、多选、错选均不得分。)1．如图所示的匀强磁场中有一根放入其中的通电直导线，图中已经标出了电流I和磁感应强度B以及安培力F三者的方向，其中不正确的是()A． B．C． D．2．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＝2v2，则在先后两种情况下()A．线圈中的感应电动势之比为E1∶E2＝1∶2B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2＝4∶1C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2＝2∶13．如图甲所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻r＝4Ω，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻R＝6Ω。下列说法正确的是()A．线圈中产生的感应电动势均匀增大B．a、b两点间电压为2VC．a、b两点间电压为1.2VD．a点电势比b点电势低1.2V4．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡．线圈L的自感系数足够大，电阻不可以忽略。下列说法正确的是（）A．闭合开关S时，A1和A2同时亮B．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮C．断开开关S后的瞬间，A2闪亮一下再熄灭D．断开开关S后的瞬间，流过A2的电流方向向右5．如图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是()A．探雷器使用直流电工作B．涡流是在探雷器的线圈中产生的C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低6．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一导体棒ab绕O点在垂直于磁场的平面内匀速转动，角速度为ω，Oa＝ab＝L，导体棒产生的感应电动势大小为()A．BL2ω B．BL2ω2 C．7．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨ab和cd上，以速度v向右滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若金属杆速度改为2v，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则关于通过电阻R的电流方向及E1∶E2的判断，下列说法正确的是()A．c→a，2∶1 B．a→c，2∶1 C．a→c，1∶2 D．c→a，1∶2二、多选题。（共3小题,每小题6分，共18分。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）8．某静电场的电场线如图中实线所示，虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是()A．粒子一定带正电荷B．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度C．粒子在M点的动能大于它在N点的动能D．粒子一定是从M点运动到N点9．在如图所示的电路中，R1=5Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3能在0～20Ω之间进行调节，当滑动变阻器的滑片滑动时，A、B间的（）A．最小电阻为0Ω B．最小电阻为5ΩC．最大电阻为15Ω D．最大电阻为35Ω10．根据磁场对电流有安培力作用的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度向右发射出去，若电流方向与图中相同，则下列说法正确的是()A．磁场方向应竖直向上B．磁场方向应竖直向下C．增大磁感应强度B的值，炮弹受到的安培力变大D．若同时将电流方向和磁场方向反向，安培力方向也会反向三、实验题（共2题，每空3分、共18分）11．一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是Wb；磁通量的平均变化率是Wb/s；线圈中感应电动势的大小是V。12．用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，实验步骤如下：①用天平测出两小球A、B的质量mA和mB；②安装好实验装置，使斜槽末端水平；③先不在斜槽末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P处由静止开始下滑，小球A离开斜槽后，利用频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙)；④将小球B放在斜槽末端，让小球A仍从位置P处由静止开始下滑，使它们碰撞，再利用频闪照相机连续拍摄两个小球的位置(如图丙)；⑤测出所需的物理量。（1）步骤①中A、B两球的质量应满足____。A．mA＝mB B．mA>mB C．mA<mB（2）在步骤⑤中，需要在照片乙和丙中直接测量的物理量有(用图中字母表示)。（3）若两球碰撞过程中动量守恒，则满足的方程为(用题中字母表示)。四、计算题（共3题、13题10分、14题12分、15题14分共36分）13．甲、乙两物体在同一条直线上相向运动，已知甲物体的质量是2kg，速率是5m/s，乙物体的质量是3kg，速率是6m/s，试求甲、乙两物体的总动能和总动量。14．如图，一长L=20cm，质量m=60g的金属棒ab用两个完全相同的不可伸长的细线水平地悬挂在磁场中，已知金属棒受到磁场的安培力公式F安=BIL中比例系数B的大小为0.2N/（A•m），磁场方向垂直于纸面向里。金属棒通过开关与一电动势E=12V的电池相连，电路总电阻R=2Ω。闭合开关，系统重新平衡后，求：（注：细线始终处于弹性限度内，g=10m/s2，结果均保留到小数点后两位）（1）每条细线上的拉力F1大小为多少？（2）当磁场大小不变，方向垂直于纸面向外时，系统再次平衡后，每条细线上的拉力F2大小为多少？15．如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁场的边界，磁场区域宽度为d。一束电荷量为e的粒子以速度v垂直磁场边界射入磁场中，穿出磁场时速度方向与磁场右边界夹角为45°。不考虑电荷之间的相互作用力，求：（1）粒子的电性；（2）穿越磁场时的轨道半径；（3）粒子的质量；（4）穿越磁场的时间。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】根据左手定则可知：

A.安培力垂直于导线水平向左，A正确，不符合题意；

B.安培力垂直于导线斜向左上方，B正确，不符合题意；

C.磁场与电流方向平行，不受安培力，C错误，符合题意；

D.安培力垂直于导线水平向左，D正确，不符合题意。

故答案为：C

【分析】根据左手定则判断安培力的方向。2．【答案】C【解析】【解答】A.根据E=BLv得E故A不符合题意；

B.根据I=得I故B不符合题意；

C.根据Q=得Q故C符合题意；

D.根据q=得q故D不符合题意。

故答案为：C

【分析】根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、焦耳定律、电荷量的计算公式分析判断。3．【答案】C【解析】【解答】A.根据E=N结合乙图得E=2线圈中产生的感应电动势是恒定，故A不符合题意；

BC.根据闭合电路欧姆定律得U故B不符合题意，C符合题意；

D.根据楞次定律知，电流从a点流出，b点流入，所以a点的电势比b点电势高1.2v，故D不符合题意。

故答案为：C

【分析】根据法拉第电磁感应定律结合图像求线圈中产生的感应电动势；根据闭合电路欧姆定律求a、b两点间电压；根据楞次定律判断a、b两点的电势高低。4．【答案】B【解析】【解答】AB.灯A1与电感线圈串联，当电键K闭合时，灯A2立即发光．通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来．所以A2比A1先亮．A不符合题意，B符合题意；C.由于线圈直流电阻不可以忽略，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，A2的电流比A1的电流大，当电键K断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1、A2构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于稳定后两个支路的电流是相等的，所以A2不会闪亮一下．C不符合题意；D、断开开关S时，流过L的电流逐渐减小，方向不变，所以流过A2的电流方向与开始相反，方向向左．D不符合题意．故答案为：B．

【分析】利用电感对变化电流的阻碍作用，当开关闭合时，A2立即发光，A1逐渐发光；当断开开关时，利用电流相同可以判别A2不会闪亮，利用电感对电流的阻碍作用可以判别流过灯泡的电流方向。5．【答案】D【解析】【解答】AB.探雷器是利用电磁感应原理，所以必须使用交流电工作，探雷器产生的变化的磁场在金属物品内部产生涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探雷器发出信号，故AB不符合题意；

C.探雷器静止在地雷上方时，探雷器产生变化的磁场，地雷中产生涡流，从而引发探雷器报警，故C不符合题意；

D.如果该探雷器测网状金属物品时，涡流现象会减弱，则灵敏度会降低，故D符合题意。

故答案为：D

【分析】探雷器是利用电磁感应原理。探雷器中有交变电流，会产生变化的磁场，变化的磁场会在金属物品内部产生涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探雷器发出信号。6．【答案】C【解析】【解答】根据v=ωr得，导体棒上a点的速度为v导体棒上b点的速度为v则导体棒产生的感应电动势大小为E=BLv=BL故ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C

【分析】根据E=BLv7．【答案】C【解析】【解答】根据右手定则知，通过电阻R的电流方向为：a→c；根据

E=BLv

得

E1E2=12

故ABD不符合题意，C符合题意。8．【答案】A,B【解析】【解答】A.根据粒子的运动轨迹知，粒子受到的电场力沿着电场线的方向，所以粒子为正电荷，故A符合题意；

B.根据电场线的疏密知E再根据a=知a故B符合题意；

C.粒子从M点运动到N点，电场力做正功，动能增大，即E故C不符合题意；

D.根据题中条件无法判断粒子是从M点运动到N点，故D不符合题意。

故答案为：AB

【分析】根据曲线运动的合外力指向轨迹的内侧判断电场力的方向，再判断粒子的电性；电场线疏密反映电场的强弱，再根据a=Eq9．【答案】B,C【解析】【解答】AB.当R3=0时，R故A不符合题意，B符合题意；

CD.当R3R故D不符合题意，C符合题意。

故答案为：BC

【分析】当R3=0时，电阻R210．【答案】A,C【解析】【解答】AB.电磁炮受到的安培力方向向右，根据左手定则知，磁场方向竖直向上，故A符合题意，B不符合题意；

C.根据F知，增大磁感应强度B的值，炮弹受到的安培力变大，故C符合题意；

D.若同时将电流方向和磁场方向反向，根据左手定则知，安培力方向不变，故D不符合题意。

故答案为：AC

【分析】根据左手定则判断磁场的方向；根据F安11．【答案】4×10－4；8×10－3；1.6【解析】【解答】穿过线圈的磁通量的变化量∆Φ=∆BS磁通量的平均变化率∆Φ线圈中感应电动势的大小E=N【分析】根据∆Φ=∆BSsinθ求穿过线圈的磁通量的变化量；根据∆Φ∆t12．【答案】（1）B（2）x0、xA、xB（3）mAx0＝mAxA＋mBxB【解析】【解答】（1）要使碰后小球A能平抛出去m故AC不符合题意，B符合题意；

（2）碰撞时有m两边同乘以t得m即m所以需要直接测量的物理量有：x0、xA、xB；

（3）若两球碰撞过程中动量守恒，则满足的方程为m【分析】（1）两小球只能向右平抛出去才能进行验证；

（2）（3）根据碰撞时动量守恒，结合平抛运动规律推导动量守恒的表达式，进而分析需要直接测量的物理量；13．【答案】解：动能为标量，甲物体的动能Ek甲＝m甲v甲2＝25J乙物体的动能Ek乙＝m乙v乙2＝54J则甲、乙两物体的总动能Ek总＝Ek甲＋Ek乙＝79J动量为矢量，规定甲物体的速度方向为正方向，甲物体的动量p甲＝m甲v甲＝10kg•m/s乙物体的动量p乙＝－m乙v乙＝－18kg•m/s则甲、乙两物体的总动量p总＝p甲＋p乙＝－8kg•m/s，方向与甲物体的速度方向相反。【解析】【分析】动量是矢量，动能时标量，分别根据矢量和标量的运算法则求解。14．【答案】（1）解：金属棒上通过的电流I＝＝6A金属棒在磁场中受到的安培力大小为F安＝BIL＝0.24N磁场方向垂直于纸面向里时，金属棒受力平衡有2F1＝mg＋F安，解得F1＝0.42N（2）解：磁场方向垂直于纸面向外时，金属棒受力平衡，根据平衡条件得：

2F2+F安=mg

代入数据解得：F2=0.18N。【解析】【分析