天津市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

天津市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题：本大题共12小题，共36分。1．静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（）A．冬天睡觉脱毛衫时，常常会听到噼里啪啦的响声B．梳过头发的塑料梳子会吸起纸屑C．将闭合小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷2．在一些常用的家用电器中。应用电磁感应现象的是（）A．电暖风机 B．电磁炉C．电饭煲 D．电烤炉3．下列说法正确的是（）A．由场强定义式E=FqB．电阻率是反映材料的导电性能的物理量C．由R=UID．摩擦起电的过程就是电荷的创造过程4．一带正电的小球A，带电荷量为+Q，在它左侧用丝线悬挂带电量为+q的小球B，如图所示，下列说法正确的是（）A．若小球A向右平移一小段距离，则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小B．小球A对小球B的库仑力比小球B对小球A的库仑力大C．若增加小球A的带电量，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变D．若使小球A带电荷量为−Q，则稳定后丝线与竖直方向夹角不变5．一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线MN穿过一匀强电场，a、b、c为该电场的等势面，各个等势面的电势关系为φaA．粒子带负电B．从M到N粒子的动能减小C．从M到N粒子的电势能增加D．粒子从M到N运动过程中的动能与电势能之和保持不变6．目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（）A．只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势B．若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化C．线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大D．线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大7．地球也是个磁体，周围磁感线分布如图所示。地磁的南、北极与地理北、南极并不重合，存在磁偏角。结合上述材料，下列说法正确的是（）A．地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近B．地磁场的磁感线不闭合、不相交C．地球表面各处的地磁场方向与地面平行D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面东西放置时实验现象最明显8．在匀强磁场中，一通有恒定电流的导体圆环用绝缘细线悬挂在天花板上，初始时刻线圈平面与磁场方向平行，如图所示。则关于圆环刚开始通电后转动角度θ(≤90°)的时间内(从上往下看)，下列说法正确的是（）A．圆环顺时针转动，同时有向内收缩的趋势B．圆环逆时针转动，同时有向内收缩的趋势C．圆环顺时针转动，同时有向外扩张的趋势D．圆环逆时针转动，同时有向外扩张的趋势9．如图甲所示，一带正电粒子以水平初速度v0（v0<EB）先后进入方向垂直的宽度相同且紧相邻在一起的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（重力忽略不计），电场力和磁场力对粒子所做的总功大小为WA．一定是WB．一定是WC．一定是WD．可能是W1<10．在如图的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）A．A灯和B灯都变亮 B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗 D．A灯变暗，B灯变亮11．如图所示，一环形线圈的匝数为n，半径为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在△t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到1.A．BR2△t B．BR22△t12．如图所示为质谱仪的原理示意图，现让某束离子（可能含有多种离子）从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场。经电场加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在核乳胶片上形成a、b两条“质谱线”，则下列判断正确的是（）A．a、b谱线的对应离子均带负电 B．a谱线的对应离子的质量较大C．b谱线的对应离子的质量较大 D．a谱线的对应离子的比荷较大二、多选题：本大题共4小题，共24分。13．在如图所示的下列四种情况中，能产生感应电流的有（）A．闭合线圈沿磁场方向向上运动B．铜盘在两磁极间转动C．闭合电路中ab杆在磁场中向右运动D．条形磁铁静止在线圈上方14．R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，把它们分别连接在如图所示电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接A．R1=R2 B．R1>15．物理兴趣小组欲比较准确地测量一个长约几厘米、电阻R约为10Ω、横截面为圆形粗细均匀的导电材料的电阻率。用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数为L，用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为d，则下列正确的是（）A．L=5.24cm B．L=5.240cm C．16．如图所示，在x>0，y>0的真空中有方向垂直于xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向以任意大小的速度vA．只要粒子的速度大小合适，粒子就可能通过坐标原点B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为3πmC．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πmD．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm三、简答题：本大题共1小题，共10分。17．如图所示，水平放置一宽度为L=0.4m的矩形导体框架，导体细棒ab可在框上自由移动，且与导体框架接触良好。整个装置处在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上，细棒ab的电阻为R=0.（1）水平力F的大小；（2）细棒ab消耗的电功率P。四、计算题：本大题共2小题，共30分。18．如图所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1=0.5m和R2=1.（1）若磁感应强度B=1T，粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1=105m/s（2）若粒子仍从A点沿不同方向射入磁场，速度大小为v2=1019．如图所示，在y>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y<0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=−2h（1）电场强度的大小；（2）粒子到达P2（3）磁感应强度的大小。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．睡觉脱毛衫时衣服与头发摩擦会产生静电，常常会听到噼里啪啦的响声，是静电现象，A不符合题意。B．梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，A不符合题意。C．线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象，C符合题意。D．将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷，也是静电现象，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】闭合线圈接近通电线圈时是属于电磁感应现象。2．【答案】B【解析】【解答】电磁炉是利用交变电流产生变化的磁场，从而使金属锅产生涡流，应用了电磁感应现象；电暖风机、电饭煲和电烤炉都是利用了电流的热效应，没有应用电磁感应现象。

故答案为：B。

【分析】熟悉掌握电流的热效应及涡流的产生原理及其在生活中的应用场景。3．【答案】B【解析】【解答】A．电场强度的定义式E=F/q可知，电场强度由电场本身决定，与有无检验电荷无关，A不符合题意。B．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大导电性能越弱，B符合题意。C．导体的电阻为导体本身的性质，与两端的电压和电流无关，C不符合题意。D．电荷不能凭空产生，摩擦起电只是电荷的移动，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】电场强度由电场本身决定，与电荷量、电场力大小无关；电阻的大小与电压、电流大小无关；摩擦起电是电荷发生了转移。4．【答案】A【解析】【解答】A、根据共点力平衡得，小球受到的库仑力F=k若小球A向右平移一小段距离，r增大，小球受到A的库仑力F越小，丝线与竖直方向夹角θ越小，故A正确。

B、根据牛顿第三定律，A球对小球B的库仑力与小球B对A球的库仑力是一对作用力和反作用力，大小总是相等的，故B错误。

C、若增加A球带电量，根据共点力平衡得，小球受到的电场力F=k则各丝线与竖直方向夹角增大，故C错误。

D、保持各小球带电情况不变，若使A球带-Q，则小球受到库仑引力，向右偏转，与A球的距离减小，库仑力都增大，则丝线与竖直方向夹角将增大，故D错误。

故答案为：A。

【分析】确定B球的受力情况，根据平衡条件及库仑定律确定B球所受库仑力大小与两球间距的关系以及丝线夹角的变化情况。5．【答案】D【解析】【解答】A．由运动轨迹可知电场力方向竖直向上，由电势的高低可知电场线方向竖直向上，则电性为正，A不符合题意。BCD．粒子由M到N电场力做正功，则动能增加，电势能减小，由于不计重力，根据能量守恒定律知：动能与电势能之和不变。BC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用轨迹方向可以判别电场力的方向；结合电场线方向看判别粒子的电性；利用电场力做功可以判别电势能和动能的变化。6．【答案】D【解析】【解答】A．根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，A不符合题意；B．若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律E=nΔΦ则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，B不符合题意；C．若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，C不符合题意；D．线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律E=n线圈B中感应电动势也会越大，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据感应电流产生的条件判断AB中是否产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律得出感应电动势的表达式；闭合回路中磁通量发生变化，回路中才会产生感应电流；结合法拉第电磁感应定律判断感应电动势的大小。7．【答案】A【解析】【解答】A、地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近，故A正确；

B、地磁场的磁感线是闭合的曲线、不相交，故B错误；

C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面各处的地磁场方向都与地面平行，故C错误；

D、由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面南北放置时实验现象最明显，故D错误；

故答案为：A。

【分析】地磁场的磁感线是闭合的曲线、不相交，地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近。8．【答案】C【解析】【解答】通电圆环在磁场中受到安培力作用，取左右两侧的一小段电流元分析，根据左手定则可知，左侧电流元受到安培力垂直纸面向里，右侧电流元受到安培力垂直纸面向外，则从上往下看，圆环顺时针转动。当转动角度θ=90°时，顺着磁感线方向看，电流为顺时针，根据左手定则可知，圆环受到安培力方向沿着半径向外，故圆环有向外扩张的趋势，说明圆环在顺时针转动的同时，向外扩张。

故答案为C。

【分析】根据微元法，根据左手定则分析线框上一小段电流单元的受力情况，从而确定圆环的旋转方向及收缩扩张趋势。9．【答案】A【解析】【解答】不论带电粒子带何种电荷，由于v0<EB，所以电场力qE大于洛伦兹力qBv0，根据左手定则判断可知：洛伦兹力有与电场力方向相反的分力，所以带电粒子在电场中的偏转位移比重叠时的偏转位移大，所以不论粒子带何种电性，甲中带电粒子在电场中偏转位移一定大于乙中的偏转位移，而洛伦兹力对带电粒子不做功，只有电场力做功，所以一定是W故答案为：A。

【分析】利用电场力的大小结合粒子在电场中骗子位移的大小可以比较电场力做功的大小，洛伦兹力对粒子不做功。10．【答案】B【解析】【解答】解：当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，所以总电阻变小，总电流变大，所以电源内阻的电压变大，所以A灯的电压变小，根据P=U由I=UR可知A的电流变小，而总电流变大，所以通过另一支路的电流变大，所以另一个电阻的电压变大，故灯泡B的电压变小，根据P=故选B．【分析】从图可知，滑动变阻器与灯泡B并联，然后跟另一电阻串联，再和灯泡A并联，首先判断滑动变阻器电阻的变化情况，然后根据串联电路中电阻的特点，得出总电阻变化情况．由于电压一定，由欧姆定律可知电路中电流表的变化及电压表示数的变化．判断灯泡的亮度应依据灯泡的实际功率，由于灯泡的电阻不变，可利用公式P=I2R判断灯泡实际功率的变化．11．【答案】D【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律有E=故答案为：D。【分析】使用法拉第电磁感应定律进行解答时，注意磁场穿过线框的有效面积。确定磁通量的变化情况在进行解答。12．【答案】D【解析】【解答】A．根据图示情景和左手定则，可知a、b谱线的对应离子均带正电，A不符合题意；BCD．离子从静止开始经过上述过程到落在胶片上，电场加速过程有Uq=磁场有qvB=m联立可得R=即落点距离只与带电粒子的比荷有关，即R越大，荷质比qm故答案为：D。

【分析】利用左手定则可以判别离子的电性；结合动能定理及牛顿第二定律可以求出轨道半径的表达式，利用半径的大小可以判别比荷的大小。13．【答案】B,C【解析】【解答】A．保持线圈平面始终与磁感线垂直，闭合线圈在磁场中沿磁场方向向上运动，运动方向平行于磁场，磁通量不变，无感应电流，A不符合题意。B．铜盘在两磁极间转动时，在磁场中的那一部分的铜盘相对于闭合电路的一部分在切割磁感线，所以有感应电流，B符合题意。C．闭合电路中ab杆在磁场中向右运动，闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，C符合题意。D．条形磁铁静止在线圈上方，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】利用楞次定律结合磁通量是否变化可以判别是否有感应电流产生。14．【答案】A,D【解析】【解答】AB、电流从导体的横截面流过，由电阻定律R=ρ可见电阻与边长a无关，故A正确，B错误；

CD、因外电阻相同，故路端电压相等，故C错误，D正确。

故答案为：AD。

【分析】根据电阻定律确定两导体的电阻大小关系，再根据电路的连接方式，结合串并联电路规律确定两导体两端电压的大小关系。15．【答案】B,D【解析】【解答】AB、游标卡尺的读数为L=52故B正确，A错误；

CD、螺旋测微器的读数为d=2故D正确，C错误。

故答案为：BD。

【分析】读数时注意仪器的分度值以及是否需要估读。结果注意单位的换算。16．【答案】C,D【解析】【解答】A、如果粒子要从O点射出，则其运动轨迹如图所示

从轨迹上看出粒子还未到达O点时已经从y轴射出磁场，故粒子不可能从O点射出磁场，故A错误。

BCD、如果粒子带负电，则粒子的运动轨迹如图所示

，

根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为：∠1=60°，所以粒子的运动时间为t=当粒子带正电且从x轴射出磁场，其运动轨迹如图所示

根据几何知识可知其圆心角为：∠2=300°，所以粒子在磁场中做圆周运动的时间为t'=如粒子带正电，且从y轴射出，其从y轴射出时的时间最大时，其轨迹刚好和y轴相切，轨迹如图所示

根据几何知识可知，其圆心角为：∠3=240°，所以其运动的时间为t''=所以粒子从y轴射出时，其时间满足t综上可知，粒子在磁场中运动的时间为t≤4πm3qB，t=故B错误，CD正确。故答案为：CD。

【分析】由于粒子的电性不确定，故粒子的偏转方向不确定。由于粒子的速度大小不确定，故粒子的运动半径不确定，即粒子射出磁场时的点所在的边界不确定。根据假设法，针对粒子的电性及其在不同电性下射出位置的可能性，确定粒子运动时间的可能值。17．【答案】（1）解：导体棒ab切割磁感线，产生的感应电动势为：E=BLv=0通过导体棒的感应电流为：I=作用在导体棒上的安培力为：F棒在水平力F作用下做匀速运动，则：F=答：水平力F的大小为0.（2）解：细棒ab消耗的电功率为：P=答：细棒ab消耗的电功率P为0.【解析】【分析】（1）导体棒做匀速运动，确定导体棒的受力情况，再根据电磁感应定律及安培力公式和平衡条件进行解答；

（2）由于导体棒做匀速运动，产生的感应电流为恒定电流，结合（1）中数据根据电功率公式进行解答即可。18．【答案】（1）解：由左手定则知，粒子带正电，粒子的运动轨迹如图甲所示，设粒子运动的轨道半径为r，由牛顿第二定律得：q又由几