广东省清远市2023-2024学年高二上学期期末物理试题（含答案）

广东省清远市2023-2024学年高二上学期期末物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．在电磁学的发展过程中，许多物理学家作出了贡献。下列说法与事实不相符的是（）A．法拉第首先提出了场的概念，并创造性地用“力线”形象地描述“场”B．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系C．法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机D．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式2．如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（）A．向下偏转 B．向上偏转 C．向纸外偏转 D．向纸里偏转3．电磁阻尼现象演示装置如图所示，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一钢块（不与磁铁接触），则摆动快速停止。下列说法正确的是（）A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象B．用铜块替代钢块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象C．在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少D．在固定钢块的情况下，磁铁在摆动过程中与钢块没有相互作用力4．某次闪电击中了一棵大树（云朵带负电），示意图如图甲所示，某瞬间树周围地面的电势分布情况如图乙所示。A、B两车按图乙所示方式停放在树下，车的橡胶轮胎始终对地绝缘，则下列相关说法正确的是（）A．由图甲可知，本次闪电地面上电流的方向是由大树流向小车B．由图甲可知，本次闪电电流的方向是由云层流向被击中的大树C．B车左侧车轮处的电势比右侧车轮处的电势高D．B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压小5．如图所示，兴趣小组的同学们利用某水果电池进行实验，他们用电压表（非理想电压表）直接测得电池两端的电压为2.5V，接着同学们把标称值为“2.5V0.3A”的小灯泡直接连到电池两端，小灯泡却不能发光。下列说法正确的是（）A．水果电池的电动势等于2.5VB．水果电池的电动势大于2.5VC．水果电池的内阻一定比小灯泡的阻值小D．小灯泡一定断路6．“福建舰”是我国完全自主设计并建造的首艘航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，电磁阻拦技术的原理示意图如图所示。在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，MP间接有阻值为R的电阻。一个长度与平行金属导轨间距相等的金属导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与轨道接触良好。舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒ab，导体棒ab被钩住之后立即获得了和舰载机相同的速度，接着舰载机和金属棒一起减速滑行了一段距离后停下。已知除安培力外，舰载机和金属棒一起做减速运动时的阻力为f，不考虑阻拦索的长度变化。下列说法正确的是（）A．舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，金属棒ab中感应电流的方向为由a到bB．舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，金属棒两端的电压逐渐增加C．若仅增加匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，则舰载机和金属棒滑行距离变短D．从舰载机勾住绝缘阻拦索钩到两者静止的过程中，回路中产生的焦耳热等于舰载机着舰时的动能7．如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距l=0.6m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为37°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势E=6V，回路中的总电阻R=2Ω，导体棒与导轨接触良好，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，则导体棒A．0.9N B．1.125N C．1.5N D．2.25N8．家住合肥的张同学周末来到郊外的公园游玩，一架飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶。下列说法正确的是（）A．两机翼电势一样高 B．南边的机翼电势高C．北边的机翼电势高 D．无法判断二、多选题9．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡，将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（）A．K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样B．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1逐渐熄灭，D2逐渐变到最亮C．K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再逐渐熄灭D．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭10．半导体指纹传感器多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，采集指纹的场景如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与基板的绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（）A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容小B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小C．手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量增大D．手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量减小11．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，现对氘核（A．被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B．高频电源的电压越大，氘核最终射出回旋加速器的速度越大C．氘核的质量为eBD．该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（2412．空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（）A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为BD．圆环中的感应电动势大小为B三、实验题13．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”）。（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断____。A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。14．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时探究小灯泡的伏安特性。A．电压表V1（量程为5V、内阻很大）；B．电压表V2（量程为3V、内阻很大）；C．电流表A（量程为3A、内阻很小）；D．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω、额定电流为3A）；E．小灯泡（2.5V，5W）；F．电池组（电动势为E，内阻为r）；G．开关一个，导线若干。实验时，调节滑动变阻器的电阻，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。（1）请将你设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整。（2）每一次操作后，同时记录电压表V1和V2的读数U1和U2以及电流表A的示数I，组成两个坐标点（U1，I），（U2，I），标到U-I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω。（结果均保留两位有效数字）（3）在U-I坐标系中两条图线在N点相交，此时小灯泡的阻值R=Ω，实际功率P=W。（结果均保留三位有效数字）四、解答题15．如图所示，直角三角形ABC的∠B为直角，∠A=30°，直角边BC=a。分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的点电荷的电荷量为+Q（Q>0），静电力常量为k，若在C点放置一带正电的试探电荷，它受到的电场力平行于AB指向右方。（1）判断固定在B点的点电荷的电性；（2）求固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小E1；（3）求C点的电场强度大小E。16．质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求：（1）粒子进入偏转磁场的速度v；（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；（3）加速电场的电势差U。17．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小B=0.4T的匀强磁场中，a、c之间连接阻值R=4Ω的电阻，导轨间距L=0.5m，导体棒ef垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量m=0.2kg、电阻r=1Ω。t=0时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小（1）t=5s时，拉力F的大小F1（2）0~（3）5s~

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．法拉第首先提出了场的概念，并创造性地用“力线”形象地描述“场”，A正确，不符合题意；B．奥斯特通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系，B错误，符合题意；C．法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机，C正确，不符合题意；D．洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了，著名的洛伦兹力公式，D正确，不符合题意。故答案为：B。

【分析】奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象；法拉第提出了场的概念。2．【答案】A【解析】【解答】由安培定则可知，示波管下方环形电流的磁场在环形电流外侧的磁感线方向垂直纸面向里，电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向下，则电子束向下偏转。故答案为：A。

【分析】利用安培定则可以判别周围磁感线的方向，结合左手定则可以判别电子束受到的洛伦兹力的方向。3．【答案】C【解析】【解答】A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验时，钢块的磁通量仍会变化，从而产生电磁感应（涡流）现象，进而将观察到电磁阻尼现象，A不符合题意；B．用铜块替代钢块，重复实验时，在铜块中仍会产生涡流，仍能观察到电磁阻尼现象，B不符合题意；C．在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少，原因是在此过程中，钢块里出现涡流，从而产生内能，C符合题意；D．在固定钢块的情况下，根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁在摆动过程中与钢块间存在相互作用力，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】当磁极对换时，由于实验过程钢块的磁通量发生变化会产生电磁感应现象所以可以观察到电磁阻尼现象；利用铜块进行实验，在铜块还是可以发生电磁感应现象；利用楞次定律可以判别磁铁和钢块之间存在相互作用。4．【答案】D【解析】【解答】AB．由题图甲可知，本次闪电是由空中云层向大树放电产生的，放电时有自由电子向大树转移，所以电流的方向应是由被击中的大树流向云层，地面上电流由高电势流向低电势，因此电流的方向是由小车流向大树，AB不符合题意；C．由题图乙可知，虚线圆是等势线，由大树向小车方向电势逐渐升高，因此B车右侧车轮处的电势比左侧车轮处的电势高，C不符合题意；D．B车左侧两轮的电势相等，A车左侧前轮电势比后轮电势低，所以B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压小，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用电荷的运动方向可以判别电流的方向；利用电势的分布可以比较电势的高低，利用电势的高低可以比较电压的大小。5．【答案】B【解析】【解答】AB．断开电路时，电池两端的电压为其电动势，由于电压表为非理想电表，水果电池的内阻较大，则水果电池电动势大于2.5V，B符合题意、A不符合题意；CD．小灯泡接在电池两端，其电压为电池路端电压，小灯泡不亮，说明其两端电压太小或者灯泡断路，水果电池的内阻与小灯泡的阻值在题设条件下无法比较，CD均错误。故答案为：B。

【分析】由于电池存在内阻，电压表测量的电压小于电动势的大小；水果内阻的大小与灯泡的电阻无法比较。6．【答案】C【解析】【解答】A．舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，导体棒ab立即获得了和舰载机相同的速度，根据右手定则可知，金属棒ab中感应电流的方向为由b到a，A不符合题意；B．由公式E=BLv可知金属棒切割产生的感应电动势与速度成正比，结合闭合电路欧姆定律可知，舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，舰载机和金属棒一起减速滑行的过程中金属棒两端的电压逐渐减小，B不符合题意；C．由公式E=BLv可知金属棒切割产生的感应电动势与匀强磁场的磁感应强度成正比，其他条件不变的情况下，若仅增加匀强磁场的磁感应强度，则金属棒切割产生的感应电动势变大，又由公式I=ER=D．根据能量守恒定律可知，从舰载机勾住绝缘阻拦索钩到两者静止的过程中，由于舰载机与飞行甲板、绝缘阻拦索之间都有摩擦力，在相互作用过程中会有内能产出，故回路中产生的焦耳热小于舰载机着舰时的动能，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用右手定则可以判别感应电流的方向；利用动生电动势结合速度的变化可以判别电动势的变化，结合欧姆定律可以判别金属棒两端的电压变化；当增大电动势时，由于回路电流增大导致安培力增大则舰载机滑动的距离变短；利用能量守恒定律可以判别回路中产生的焦耳热小于舰载机着舰的动能的大小。7．【答案】C【解析】【解答】根据闭合电路欧姆定律可得I=则导体棒MN所受的安培力大小为F=BI故答案为：C。

【分析】根据闭合电路欧姆定律得出导体棒中的电流，结合安培力的表达式得出导体棒所受的安培力。8．【答案】C【解析】【解答】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向相同，由低电势指向高电势，根据右手定则可判断，在北半球，不论沿任何方向水平飞行，都是飞机的左侧机翼电势高，右侧机翼电势低。所以飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶时，北边的机翼电势高。故答案为：C。

【分析】利用磁场的方向结合速度的方向可以判别电流的方向，进而比较电势的高低。9．【答案】B,C【解析】【解答】L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡A．K闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后D1熄灭，D2变亮。A不符合题意；B．K闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后D1熄灭，D2变亮。B符合题意；C．K闭合断开，D2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以D1亮一下再慢慢熄灭，C符合题意；D．K闭合断开，D2立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以D1亮一下再慢慢熄灭，D不符合题意；故答案为：BC。

【分析】由于电感对变化电流的阻碍作用，当开关闭合时，两个灯泡同时发亮，当电路稳定时，灯泡D1逐渐熄灭，灯泡D2逐渐变到最亮；当开关断开时，D2立即熄灭，由于电感相当于电源所以D1亮一下再熄灭。10．【答案】A,C【解析】【解答】A．根据C=εSB．根据C=εSCD．根据C=C=解得Q=手指挤压基板的绝缘表面，U不变，d减小，电容器带电荷量增大，C符合题意，D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】根据电容器的定义式和决定式分析判断电容器的变化情况。11．【答案】C,D【解析】【解答】A．根据周期公式T=可知，被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而不变，A不符合题意；B．设D形盒的半径为R，则氘核最终射出回旋加速器的速度满足evB=m即有v=所以，氘核最终射出回旋加速器的速度与高频电源的电压无关，B不符合题意；C．根据周期公式T=氘核的质量为m=C符合题意；D．因为氘核（12H）与氦核（24故答案为：CD。

【分析】根据粒子在磁场中运动周期的表达式得出被加速的带电粒子在回旋加速器中周期的变化情况，结合洛伦兹力提供向心力得出氘核最终射出回旋加速器的速度的表达式。12．【答案】B,C【解析】【解答】由图可知磁场强度和时间的图像是一条直线，故磁场强度是均匀变化的，由楞次定律可知感应电流方向始终不变。故B正确。因为t0时刻磁场方向发生变化，由左手定则可判，圆环受安培力方向也改变，故A错误。根据电磁感应定律感应电动势为E=B0×故答案为：BC【分析】根据图像的趋势变化判定感应电流的方向，由左手定则判断圆环的受力方向。在0→t13．【答案】（1）a；c（2）B（3）磁通量的变化率【解析】【解答】（1）将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a。将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c。（2）A．由题意可知，当P向右匀速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，则其磁场减小，磁通量减少，此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流表指向右偏。滑动变阻器滑动端P向右加速滑动时，线圈B中磁通量减小，故指针应向右偏转，A不符合题意；B．当铁芯拔出或断开开关时，线圈A中磁场减小，故线圈B中磁通量减小，指针向右偏转，B符合题意；C．滑片匀速向左运动时，线圈A中也会产生变化的磁场，线圈B中产生了感应电流使指针偏转，C不符合题意。故答案为：B。（3）在电磁感应现象中，磁通量的变化率等于电动势。电动势越大，感应电流越大。所以第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次的大。原因是线圈中第一次的磁通量的变化率比第二次的大。

【分析】（1）线圈B和电流计串联，其线圈A和滑动变阻器、电源串联；

（2）利用楞次定律结合磁通量的变化可以判别其电流计的指针偏转方向；

（3）由于其指针偏转角大所以其感应电流大则利用欧姆定律及法拉第电磁感应定律可以判别其磁通量变化率大。14．【答案】（1）（2）4.5；1.0（3）1.25；5.00【解析】【解答】（1）伏安法测电源电动势与内阻的实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端的电压随滑动变阻器接入电路阻值的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，则V1（2）根据闭合电路欧姆定律有U1=−Ir+E，由电源U-I图像可知，图像纵轴截距为4.5，则电源电动势E=4.5V，电源内阻为图像斜率大小（3）由题图乙可知，两图线交点坐标值为U=2.5V，I=2.0A，此时，灯泡电阻为R=UI【分析】（1）由于电压表随滑动变阻器阻值增大而增大时，则是测量外电路电压，电压表示数随滑动变阻器的阻值增大而减小；利用电压表的规律可以判别电压表测量的位置，进而完成电路图连接；

（2）利用闭合电路的欧姆定律结合图象斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；

（3）利用两线交点可以求出灯泡正常工作的电流和电压，结合电功率的表达式可以求出灯泡实际功率的大小。15．【答案】（1）解：由C点正试探电荷受到的电场力平行于AB指向右方，根据电荷间相互作用规律和力的合成可知，固定在B点的点电荷带负电。（2）解：根据几何关系可知AC=2a根据库仑定律结合电场强度定义式可知