辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二总分评分一、选择题（本题共10小题，第1~7题只有一个选项符合含题目要求，每小题4分；8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分。）1．有关科学家的贡献，下列说法正确的是（）A．卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量B．安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论2．关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱B．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．由B=FIL可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零3．在正三角形ABC的三个顶点A、B、C处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A受到的安培力大小为F，则导线C受到的安培力（）A．大小为F，方向平行AB向左下 B．大小为F，方向平行AB向右上C．大小为3F，方向垂直AB向右下 D．大小为34．下列有关通电导线和运动电荷受到磁场给他们的作用力方向的判断正确的是（）A． B．C． D．5．为了研究自感现象，设计了如图实验电路。灯泡L1、L2的规格相同，线圈L的直流电阻不计，滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后，灯泡A． B．C． D．6．电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则（）A．液滴向下运动 B．液滴向上运动C．电容器所带电荷量减少 D．M点电势变低7．以下光学现象的判断正确的是（）A．图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是全反射现象B．图乙中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，圆孔越小衍射越明显C．图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹D．图丁中水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的折射8．如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。现把线圈水平向右平移，条形磁铁始终保持静止。则移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（）A．圆环有缩小的趋势B．圆环有扩张的趋势C．圆环中产生顺时针方向的感应电流D．圆环中产生逆时针方向的感应电流9．如图所示，由同种材料、粗细均匀的电阻丝绕制成的矩形导体框abcd的ab边长为l、bc边长为2l，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。不计空气阻力，则先后两次进入过程（）A．线圈中电流之比为1：2B．外力做功的功率之比为1：2C．通过导体棒截面的电量之比为1：2D．刚进入磁场时，a、b两点间的电势差之比为510．如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动。现给cd一水平向右的初速度v0，则（）A．两棒最终以相同的速度做匀速直线运动B．最终通过两棒的电量为2mC．ab棒最终的速度为2D．从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为8二、非选择题（本题共5小题，第11、12，每空2分，共计16分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，按要求答在答题卡相应位置上。）11．开展科技活动时，某兴趣学习小组自制的电子秤原理图，如图1所示。实验器材有：直流电源（电动势为E，内阻为r）；理想电压表V（量程0~3V）；限流电阻R0（1）若在某次实验中直流电源的路端电压U−I图像如图2所示，可知电源电动势E=V，内阻r=Ω。（2）实验步骤如下：①托盘中未放被测物前，电压表的示数为零。②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，要使此时电压表刚好达到满偏，限流电阻R0。的阻值为Ω；已知弹簧的劲度系数k=1.96×104N/m，当地重力加速度12．（1）如图所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节指针定位螺丝部件，使电表指针指向电流0刻度处②将选择开关旋转到欧姆挡位置；③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节部件____（选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向“0Ω”。④测量该定值电阻阻值。（1）欧姆调零后，用“×10”挡测量另一电阻的阻值，发现指针偏转角度很大，则下列说法或做法中正确的是（）A．该电阻的阻值很大B．为测得更准确些，应当换用“×100”挡，重新欧姆调零后进行测量C．为测得更准确些，应当换用“×1”挡，重新欧姆调零后进行测量（2）关于多用电表的使用，下列说法正确的有（）A．甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确B．乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，表笔接法正确C．丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻D．丁图中用多用电表电阻档测量的是二极管的反向电阻13．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=1.00T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源，现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻（1）导体棒受到的安培力和摩擦力；（2）若将磁场方向改为竖直向上，要使导体棒继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁场磁感应强度B214．半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从EE1中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O，内环半径OE1=OG1=R，外环半径（1）加速电场M、N两板间的电压；（2）为使离子能够到达G1G面，环形区域内磁场的磁感应强度的最大值B1。15．如图所示，间距d=1m且足够长的光滑平行导轨MQ和NP水平放置，其中N1、M1右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，以N2点为坐标原点O，沿NP方向建立坐标轴。M、N间接有不带电的电容器，电容C=0.2F，ab是一根质量m1=0.2kg、长度d=1m、电阻r1=0.5Ω的金属棒，垂直导轨静置在M1N1左侧足够远处。cdef是质量m2=0.2kg、电阻（1）求ab棒两端电压Uba（2）求ab棒运动至M2（3）若ab棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框最终静止时ed边e端的位置坐标。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A.密立根最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量，A不符合题意；

B.奥斯特发现了电流的磁效应，安培并总结出判定电流的磁场方向的方法，B不符合题意；

CD.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：D

【分析】根据物理学史相关知识得出结论。2．【答案】B【解析】【解答】A.磁感应强度沿磁感线方向，磁场不一定减弱，A不符合题意；

B.小磁针N极所受磁场力方向为该处磁感应强度方向，B符合题意；

C.某处磁感应强度只与磁场本身决定，C不符合题意；

D.当通电导体与磁感线平行时，该处磁感应强度也为零，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】根据磁感应强度的特点以及通电导线在磁场中受安培力的特点可得出结论。3．【答案】C【解析】【解答】设两长直导线间的相互作用力大小为F1，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，对长直导线A研究，根据力的合成可得2F1cos60°=F，解得F故答案为：C。

【分析】利用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可以判别安培力的方向，结合安培力的合成可以求出C受到安培力的大小及方向。4．【答案】C【解析】【解答】A.导体棒所受安培力应水平向右，A不符合题意；

B.导体棒所受安培力应垂直于棒向上，B不符合题意；

C.运动负电荷所受洛伦兹力垂直纸面向外，C符合题意；

D.运动电荷所受洛伦兹力应垂直于速度向上，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用左手定则可判断安培力和洛伦兹力的方向。5．【答案】D【解析】【解答】开关断开前，电路稳定，故流经L2的电流恒定不变，且流经L1电流大于L2，开关断开后，线圈L产生感应电动势，感应电流流经L1从左到右，故流经L2从右到左，电流方向与原来方向相反，且电流大小变大，D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D

【分析】利用自感现象，结合闭合电路电流特点可求出开关断开前后电流变化关系。6．【答案】B【解析】【解答】光敏电阻阻值变小，可知电路电流变大，电容器两边电压变大；

AB.对液滴进行受力分析可知qE=mg由E=可知，电压增大，则电场强度增大，液滴向上运动，A不符合题意，B符合题意；

C.由Q=CU可知电荷量增加，C不符合题意；

D.已知电容器下极板电势为零，则M与下极板电势差U=Ex，电场强度增加，故电势差变大，M点电势变高，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】利用电容器特点，结合闭合电路动态分析规律，可得出结论。7．【答案】C【解析】【解答】A、图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是折射现象，A错误；

B、图乙中心的亮斑为：泊松亮斑，属于圆盘衍射，圆盘的尺寸与入射光波长差不多时，衍射现象越明显，并不是圆孔越小衍射越明显，B错误；

C、图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹，C正确；

D、图丁水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的全反射，D错误。

故答案为：C。

【分析】本题考查光的反射、折射、衍射、干涉，要求学生熟练掌握各个现象形成的原因，及对应的光学现象。8．【答案】B,D【解析】【解答】线圈存在向上的磁场，向右移动线圈，向上的磁通量变小，故线圈产生逆时针方向电流，且电流处于向上的磁场内产生向外的安培力，故线圈有扩张的趋势，BD符合题意，AC不符合题意。

故答案为：BD

【分析】利用楞次定律增反减同可求出感应电流的方向，结合左手定则可求出安培力的方向，进而得出线圈趋势。9．【答案】A,D【解析】【解答】A.线圈切割磁感线产生感应电动势E=BLv线圈内产生电流I=可知ab边与bc边边长之比为1：2，故电流之比为1：2，A符合题意；

B.线圈做匀速运动，则外力大小与安培力大小相同，安培力大小为F=BIL=故安培力大小之比为1：4，功率P=Fv可知功率之比为1：4，B不符合题意；

C.通过导体棒截面电荷量q=可知磁通量变化相同，故电荷量之比为1：1，C不符合题意；

D.刚进入磁场时，ab两点电势差为56E，第二次进入此仓ab两点电势差为13E'，则电势差之比为5：2，D符合题意。10．【答案】B,C【解析】【解答】A.由题可知，两导体棒产生感应电动势大小相等时，两棒最终做匀速运动，由E可知两棒速度不同vA不符合题意；

BC.对导体棒ab有BLq=m对导体棒cd有-B·2Lq=2m联立可得vab=23BC符合题意；

D.系统产生的焦耳热为Q=D不符合题意。

故答案为：BC

【分析】利用双棒模型特点可求出稳定时两棒的速度关系，结合动量定律，可求出稳定时两棒速度及电荷量；利用能量守恒定律可求出产生的焦耳热大小。11．【答案】（1）4.0；0.5（2）3.5；40；不均匀【解析】【解答】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir解得U=E−Ir根据U−I图像与纵轴交点表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，由题图可知E=4.0V（2）②电压表达到满偏U时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为Rx，根据闭合回路的欧姆定律可得解得R由平衡条件可得kL=mg代入数据，解得m=40kg质量为m的物体，根据闭合回路的欧姆定律得U解得U=因为U和m不成正比，所以质量刻度是不均匀的。

【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律得出U-I的表达式，结合图像得出电源的电动势和内阻；

（2）根据闭合电路欧姆定律以及共点力平衡得出U的表达式，从而得出质量刻度的分布情况。12．【答案】（1）C（2）B；D【解析】【解答】（1）ABC.偏转角度过大，代表待测电阻较小，故应选择挡位更小的挡位测量，C符合题意，AB不符合题意；

故答案为：C

（2）A.甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法错误，红表笔应接电源正极，A不符合题意；

B.乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，表笔接法正确，B符合题意；

CD.丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的正向电阻，丁图中用多用电表电阻档测量的是二极管的反向电阻，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD

【分析】（1）根据欧姆表表盘偏转与电阻阻值关系可得出结论；（2）根据电流表表笔红进黑出的原则，结合多用电表挡位选取特点，可得出结论。13．【答案】（1）解：由闭合电路欧姆定律得I=导体棒受到的安培力F=BIL=1方向沿金属导轨向上重力沿斜面向下的分量G则摩擦力为f=F−方向沿金属导轨向下（2）解：磁场变为竖直向上，则安培力水平向右，导体棒不受摩擦力作用，则导体棒受重力、支持力和安培力作用，如图则tan解得B【解析】【分析】（1）利用导体棒切割磁感线产生感应电动势的特点，结合闭合电路欧姆定律和安培力表达式，可求出安培力的大小，利用共点力的平衡可求出摩擦力的大小和方向；（2）根据安培力大小和方向，结合受力分析图可得出磁