辽宁省2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案）

辽宁省2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，其中1~8小题只有一个选项正确，选对的得4分，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得分，有选错或不答的得0分。1．下列对于电流说法正确的是（）A．根据I=qB．电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同C．电路要产生电流，必须存在自由电荷D．由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去2．已知灵敏电流计的内阻Rg=50Ω，满偏电流A．并联一阻值为25Ω的电阻 B．并联一阻值为250Ω的电阻C．串联一阻值为25Ω的电阻 D．串联一阻值为250Ω的电阻3．如图所示，两个圆圈表示两个带等量正电荷的点电荷或两个通以垂直于纸面向里的电流强度相等的直导线，O点为两者连线中点，M、P两点均在连线上且关于O点对称，N点位于连线的中垂线上，下列说法正确的是（）A．若为电流，M点与P点磁感应强度相同B．若为电流，M点与N点的磁场方向相同C．若为电荷，M点的电势比O点的电势低D．若为电荷，N点的电势比O点的电势低4．图甲为某电源的U−I图线，图乙为某小灯泡的U−I图线，则下列说法中正确的是（）A．把电源和小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡功率约为0.3WB．图甲中随着电流的增大电源电动势逐渐减小C．电源的内阻为5ΩD．图乙中切线斜率表示小灯泡的电阻5．如图甲所示中bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ水平搁在框架上，且与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，重力加速度为g，整个装置放在垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ始终静止。t=0时刻，PQ所受安培力大于mgsinθ，则在0~t2时间内，关于PQ受到的摩擦力Ff的分析情况正确的是（）A．Ff先减小后增大，且在t1时刻为零B．Ff先减小后增大，且在t1时刻Ff=mgsinθC．Ff先增大后减小，且在t1时刻为最大值D．Ff先增大后减小，且在t1时刻Ff=mgsinθ6．如图所示为利用霍尔元件制成磁传感器。已知该长方体金属导体宽为d，高为h，上下表面接线柱MN连线与导体竖直边平行，当导体通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，下列说法正确的是（）A．电压表a端接“+”接线柱B．为提升磁传感器的灵敏度（灵敏度为ΔUΔBC．电压表读数U与高度h成反比D．将电压表的表盘改装为磁传感器的表盘，则刻度线不均匀7．如图所示，单匝线圈电阻r=1Ω，线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场面积为S=0.2m2，有一个阻值为R=2Ω的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则（）A．在0~4s时间内，R中有电流从a流向bB．当t=2s时穿过线圈的磁通量为0.08WbC．在0~4s时间内，通过R的电流大小为0.01AD．在0~4s时间内，R两端电压Uab=0.03V8．自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（）A．开关S闭合时，A、B亮度始终相同B．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，随后A灯变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮C．开关S断开瞬间，A、B立即熄灭D．开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭9．下列有关电磁场和电磁波的叙述中正确的是（）A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联D．电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象10．如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为1AB．原、副线圈匝数比为1：2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为50Hz11．下面图片均涉及电磁波的广泛应用，你认为说法正确的是（）A．图甲中，人类在1974年向银河系中发出对外星人的问候，是用电磁波发射的，在发射前要进行调制而不是调谐B．图乙中，红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点C．图丙中，CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织D．图丁中，天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究12．地磁场能抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行和垂直地面两个不同方向入射的a、b、c三种带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹，其中，a、c入射速度方向与地面平行，b入射速度方向与地面垂直，且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是（）A．a粒子带负电B．若a粒子的比荷最小，则它的速率也最小C．若a、b粒子比荷相同，则从O运动至与地面相切，a粒子的运动时间比b短D．若a粒子速率不变，在图示平面内只改变a粒子射入的速度方向，粒子可能到达地面二、填空题：本题共2小题，13题8分，14题6分，共14分。13．某同学要测量一个微安表（量程为0~A.电源（电动势6V，内阻较小）B.电压表（量程0∼3V，内阻约几千欧姆）C.电阻箱(0∼999D.电位器（可变电阻，与滑动变阻器相当）（0∼1.E.电位器（0∼15kΩ）该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤如下：①开关S和S1②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关S，调节电位器R，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2③闭合开关S1，调节电位器R和电阻箱R1，让微安表达到半偏，此时电阻箱的示数为300.（1）电位器R应该选择；（2）由实验数据可知电压表的内阻为RV=，微安表的内阻为R（3）若电压表在制造过程中，由于分压电阻的误差，使得示数比真实值偏大，则由此造成微安表内阻的测量值（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。14．如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置：（1）用笔画线代替导线将实验电路补充完整（2）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度（选填“更大”或“更小”或“不变”）。（3）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化有关。三、计算题：本题共3小题，15题10分、16题12分，17题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15．如图所示，abcd为小型交流发电机的矩形线圈，其面积为S=210m2，匝数为N＝50，线圈内阻为r=2Ω，外电阻为R=8Ω。线圈在磁感应强度大小为B=0.（1）交流电流表的示数；（2）从图示位置转过45°，通过电流表的电荷量；（3）线圈转一周，外电阻R产生的焦耳热。16．如图所示，x>0的区域存在沿x轴负方向的匀强电场，x<0的区域存在垂直xOy纸面向外的匀强磁场，P（−L，0）点处有一个粒子源，可以向y≥0的区域发射质量为m，电荷量为q，速度大小为v0的带正电粒子，在所有到达y轴的粒子中，位置M（0，3L）点的粒子与P点距离最远，不计重力及粒子间的相互作用。（1）求磁感应强度大小，及粒子进入电场前，在磁场中运动的最短时间；（2）若第一次从M点射出磁场的粒子，第二次从OM的中点N射出磁场，求电场强度大小。17．如图所示，固定绝缘斜面与水平面的夹角θ=37°，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ﹐磁场边界水平，磁场Ⅰ的方向垂直斜面向里、磁感应强度大小B1=0.5T，磁场Ⅱ的方向垂直斜面向外、磁感应强度大小B2=0.75T，磁场Ⅰ、Ⅱ的宽度均为L=2m。现有一边长也为2m，电阻R=2.0Ω的正方形闭合导线框abcd从距磁场Ⅰ上边界x=2m处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场Ⅰ时线框恰好做匀速直线运动，进入磁场Ⅱ经一段时间后，在ab边未出磁场Ⅱ区域下边界之前线框又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁场区域的过程中，ab边始终水平，线框和斜面间的动摩擦因数μ=14，线框与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g=10m/s（1）线框abcd的质量m；（2）线框cd边通过磁场Ⅰ下边界时线框的速度大小；（3）线框从开始运动至ab边刚到达磁场Ⅱ下边界的过程中，线框内产生的焦耳热Q。（结果保留一位小数）

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.电流定义式，无正反比关系，A错误；

B.电流为标量，B错误；

C.电路要产生电流，必须存在自由电荷，C正确；

D.电荷在电势最低点不能继续加速，D错误；

故答案为：C。

【分析】定义式中没有正反比关系。2．【答案】D【解析】【解答】将表头G改装成电压表需要串联一个分压电阻，设分压电阻的阻值为R，则有U=代入数据3解得R=250ΩD符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据电压表改装原理，由欧姆定律求解串联电阻的阻值。3．【答案】D【解析】【解答】AB.若为电流，M点与P点磁感应强度方向不相同，A错误，M点与N点的磁场大小不相同，B错误；

CD.若为电荷，将正试探电荷从M移到O电场力做正功，M点的电势比O点的电势高，将正试探电荷从O移到N电场力做正功，O点的电势比N点的电势高，C错误，D正确；

故答案为：D。

【分析】电场强度和磁感应强度都为矢量，根据矢量合成法则求解。4．【答案】A【解析】【解答】A.将两个图线画在一个坐标系中，图像交点坐标为（0.6A，0.5V），所以此时小灯泡功率约为0.3W，A正确；

B.图甲中随着电流的增大电源电动势逐渐不变，B错误；

C.电源的内阻为三分之五欧，C错误；

D.图乙中每点与原点连线斜率表示小灯泡的电阻，D错误；

故答案为：A。

【分析】由甲图可得电动势为1.5伏，内阻为三分之五欧。5．【答案】B【解析】【解答】AB.Ff先减小后增大，且在t1时刻为不为零等于重力分力，A错误，B正确；

CD.安培力先减小后增大，所以Ff先减小后增大，CD错误；

故答案为：B。

【分析】根据增缩减扩原理，0~t1，安培力方向沿斜面向上，0~t2，安培力方向沿斜面向下。6．【答案】B【解析】【解答】A.金属导体电流是负电荷定向移动形成，根据左手定则，上极板电势低，电压表a端接“-”接线柱，A错误；

BCD.根据Uq为提升磁传感器的灵敏度，可减小导体的宽度d，B正确，电压表读数U与高度h成正比，C错误，将电压表的表盘改装为磁传感器的表盘，则刻度线均匀，D错误；

故答案为：B。

【分析】霍尔元件中电场力与洛伦兹力相平衡。7．【答案】C【解析】【解答】A.垂直于纸面向外的磁通量增加，故在线圈中产生顺时针的电流，故R中有电流从b流向a，A不符合题意；

B.当t=2s时，B=0.3T，由B不符合题意；

C.在0~4s时间内，通过R的电流有I=C符合题意；

D.在0~4s内，R两端电压UD不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用楞次定律可求出感应电流的方向；利用法拉第电磁感应定律可求出感应电动势的大小，进而求出电流、电压的大小。8．【答案】B【解析】【解答】AB.开关S闭合时，A开始时与B亮度相同，后面被短路，熄灭，B灯更亮，A错误。B正确；

CD.开关S断开瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下逐渐熄灭，CD错误；

故答案为：B。

【分析】L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略，闭合开关，L相当于断路，稳定后，L相当于导线。9．【答案】A,D【解析】【解答】A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围一定存在电场，与是否有闭合回路无关，A符合题意；

B.若空间中电场或磁场均匀变化，则回产生恒定的磁场或电场，不会继续产生电磁波，B不符合题意；

C.电磁波传播过程是电场激发磁场，磁场激发电场的过程，两者相互联系，不可分割，C不符合题意；

D.电磁波可以传播能量，同时电磁波是波的一种，具有干涉、衍射现象，D符合题意。

故答案为：AD

【分析】利用麦克斯韦电磁场理论及电磁波的产生过程，可得出结论。10．【答案】C,D【解析】【解答】A.根据欧姆定律可得电流表的示数为2A，A错误；

B.原线圈电压有效值为220V，副线圈电压为110V，所以原、副线圈匝数比为2：1，B错误；

C.交流电压表测量结果为交变电压的有效值，C正确；

D.由图可得电流周期0.02s，所以频率为50Hz，D正确；

故答案为：CD。

【分析】电表测量值都是有效值，原副线圈匝数比即为电压之比，据此即可判断出选项BC正误；根据欧姆定律可判断A选项正误；根据周期和频率数值是互为倒数的关系可判断D选项。11．【答案】A,B,D【解析】【解答】A.由分析知，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，接收到电磁波后进行调谐，A正确；

B.利用红外线热效应强的特点制成红外线夜视仪，物体每时每刻都在辐射红外线，B正确；

C.CT机应用X射线拍摄人体组织，C错误；

D.图丁中，天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，D正确；

故答案为：ABD。

【分析】在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。12．【答案】A,B【解析】【解答】A.根据左手定则，a粒子带负电，A正确；

B.a粒子运动半径最小r=若a粒子的比荷最小，则它的速率也最小，B正确；

C.根据T=2πmqB，若a、b粒子比荷相同，则从O运动至与地面相切，a粒子的运动时间和b一样长，C错误；

D.若a粒子速率不变，在图示平面内只改变a粒子射入的速度方向，画出轨迹为一系列圆，运动轨迹不能与地面相交，所以粒子不可能到达地面，D错误；

故答案为：AB。13．【答案】（1）E（2）4000Ω；540Ω（3）等于【解析】【解答】（1）电压表内阻几千欧姆，所以能使电压表示数有明显变化，电位器R选择E，且电阻越大，电路电流变化越小，实验误差越小。

（2）电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关S，调节电位器R2闭合开关S1，调节电位器R和电阻箱R1，让微安表达到半偏，此时电阻箱的示数为300.0Ω，电压表的示数为2.14．【答案】（1）（2）向右；向左；更大（3）变化；快慢【解析】【解答】（1）根据电流流向连接电路如图

（2）开关瞬间或者滑动变阻器的滑片向左滑动时，电路电流都是增大状态，磁通量都增大，所以电流计指针向右偏转。当他将铁芯向上拔出时，磁通量减小，电流计指针向左偏转，当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，磁通量变化率变大，感应电流变大，观察到电流计偏转角度更大；

（3）由楞次定律可得，感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化有关。

【分析】根据楞次定律以及相关推论进行分析。15．【答案】（1）解：交变电压的峰值为E交变电压的有效值为E=根据欧姆定律，电流表示数为I=（2）解：从图示位置开始，线圈转过45°过程中，磁通量的变化量为ΔΦ=B⋅S根据法拉第电磁感应定律，有E根据欧姆定律，有I根据电流强度定义，有q=（3）解：线圈转一圈所用时间为T=则外电阻R产生的焦耳热为Q=【解析】【分析】（1）电表测量的是有效值，根据欧姆定律求解；

（2）根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电流，结合电流定义式求解电荷量；

（3）求出线圈转一圈所用时间，根据焦耳定律求解焦耳热。16．【答案】（1）解：M点为粒子到达的最远点，则PM为粒子运动轨迹的直径，可得r=粒子在磁场