辽宁省大连二十四中等五校协作体2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

第=page1313页，共=sectionpages1515页辽宁省大连二十四中等五校协作体2024-2025学年高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.在阻值R=10Ω的定值电阻两端接一交流电压，电压表达式为U(tA.20J B.202J C.2.如图，空间中存在平行于纸面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根在b点被折成直角的金属棒abc平行于纸面放置，ab=bc=L，ab边垂直于磁场方向。现该金属棒以速度v垂直于纸面向里运动。则ac两点间的电势差UA.BLv B.2BLv C.-BLv3.如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场By，在铝环处产生沿径向向外的磁场Br，两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法(

)A.保持By不变，增大Br

B.保持Br不变，增大By

C.保持By不变，减小Br4.边长为L的正方形线单匝金属框，右边刚好位于匀强磁场左边界，磁场区域宽度为2L，磁感应强度大小为B0，金属框在外力作用下从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域，当金属框刚好全部进入磁场区域时，磁感应强度开始随时间均匀增加，使整个过程金属框中的电流不变，则当金属框右边刚好到达磁场的右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为(

)A.4B0 B.3B0 C.5.在如图所示电路中，三个灯泡完全相同，电感的直流电阻和灯泡电阻相等。闭合开关S，电路稳定后，将开关S断开，下列对于S断开后各元件说法中正确的是(

)A.灯泡A1突然熄灭

B.灯泡A1先闪亮一下再逐渐熄灭

C.灯泡A2逐渐熄灭

D.6.如图所示，水平虚线MN上方有垂直纸面向外的匀强磁场，下方有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相等，直线PQ为磁场左侧边界，右侧及上下范围足够大。一带正电粒子从P点进入磁场，速度大小为v，方向垂直于PQ，第一次到达MN时速度方向与MN垂直。若要求该粒子仍从P点垂直于MN出发但不从左侧边界离开磁场，不计粒子重力。则粒子速度的最小值为(

)A.(4-23)v B.(7.空间中存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以某一初速度在该空间中做匀速直线运动。某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，经过一段时间后，粒子的速度第一次与P点相反，此时恢复原来的电场，又经过相同的时间后，粒子到达Q点处。则线段PQ与粒子的初速度方向夹角的正切值为(

)A.2π B.1 C.22二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.下列科技成果应用了电磁感应原理的是(

)A.发电站通过变压器实现变压和电能的输送

B.回旋加速器使带电粒子做回旋运动而加速

C.真空冶炼炉外的线圈通入高频交变电流，使炉内的金属熔化

D.无线电台利用LC电路形成振荡电流，从而发射电磁波9.一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)A.T1原、副线圈电流分别为103A和20A

B.T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V

C.T1和T2的变压比分别为1：50和10.如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为L。导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、2m，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度va=v0，a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除b棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度vb，又经足够长时间后，a、b间距离不变且与最初相等，且上述过程中aA.vb=32v0

B.整个过程中b棒中产生的电热为Qb=5mv02三、实验题：本大题共2小题，共15分。11.某同学在物理实验室找到一个热敏电阻(图中符号TC)，想研究其电阻随温度变化的关系。按照如图连接了实验器材，图中R0为定值电阻，电压表视为理想电压表。

(1)为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，请在图中添加导线改进该实验。

(2)正确添加导线后，闭合开关，将滑动变阻器R的滑片调至适当位置，读出并记录两电压表V1、V2的示数U1，U2，则热敏电阻的阻值可以表示为RTC=______(用U1、U2、R0表示)。

(3)该同学查阅相关资料，发现热敏电阻分为正温度系数电阻(12.某同学学习多用电表的原理和使用方法后，设计了一个有两个挡位(×1Ω,×10Ω)的欧姆表，原理电路如图：

使用的器材有：

直流电源(电动势E=1.5V，内阻可忽略)；

电阻箱R(量程0～9999.9Ω)；

电流表A(量程0～5mA，内阻RA=100Ω)；

滑动变阻器(最大阻值200Ω)；

红黑表笔各一个，导线若干。

回答下列问题：

(1)按照多用电表的使用原则，表笔a应为______(填“红”或“黑”)表笔。

(2)使用欧姆表的×1挡测量电阻时，若发现电流表指针偏转幅度______(填“偏大”或“偏小”)，则应换成×10档。

(3)若滑动变阻器的滑片移动至M，N两点处时刚好对应欧姆表的两个挡位，则M处应为______Ω(填四、计算题：本大题共3小题，共39分。13.如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻R0=4Ω，副线圈接有阻值为R1=2Ω的定值电阻和一个滑动变阻器R(最大阻值10Ω)，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为I1=0.5A，A2的示数为I14.一种电磁分析仪的原理简化图如图1所示，在挡板MN左侧的区域内存在垂直于纸平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在挡板MN上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端的距离为2d。较窄的缝正对着一个板间距为d且足够长的速度选择器，C板电势高于D板电势，板间电压恒定，但可调节。板间还有垂直纸面、磁感应强度大小也为B的匀强磁场(图中未画出)。在速度选择器右侧的直角三角形区域OPQ范围内有垂直纸面向里的匀强磁场。PQ边与C板共线，OP=d，∠POQ=60°，过O点平行于PQ放置有一足够长粒子接收屏，图2是其局部放大图。大量质量为m，带电量绝对值为q的粒子(不计重力和相互间的作用)以不同的速度在纸平面内从宽度为2d的缝垂直于边界进入磁场，部分粒子能从较窄的缝射出且水平穿过速度选择器。求：

(1)粒子的电性及速度选择器中磁场的方向；

(2)调节CD板间电压U，使PO边任一点都有粒子到达，且速度尽量大。求U；

(3)接(2)，到达P处的粒子经右侧磁场偏转后击中粒子接收屏上的S点(图中未画出)，线段15.如图所示，水平地面上竖直放置一个边长为2L=0.2m，质量m=0.8kg，总电阻为R=1×10-4Ω的正方形单匝导体框MNPQ，竖直面内存在两个矩形匀强磁场区域abcd和efgh，宽度均为3L且足够高，磁感应强度大小均为B=0.1T，方向均垂直纸面向里，cd水平且在地面以下，gh水平且与地面相距L，bc与eh的水平距离为2L。导体框的MQ边刚好和ad重合。对导体框施加一个水平向右的拉力，使导体框由静止开始做加速度大小为a=0.6m/s2的匀加速运动，直至导体框恰好离开磁场区域abcd，之后令其做匀速直线运动。已知重力加速度为g=10m/s2，导体框平面始终与磁场垂直，导体框与地面的动摩擦因数为μ=0.1，3≈答案和解析1.A

【解析】由电压的表达式U(t)=10sin(0.5πt+π3)V，可知周期为：T=2π0.5πrad/s=4s；

电压的有效值为：U有=U【解析】当金属棒以速度v垂直于纸面向里运动，ab边切割磁感线，bc边不切割磁感线。有效长度为L，ac两点间的电势差即为ab边切割产生的感应电动势，为：E=-BLv，根据右手定则C点电势更高。故ABD错误，C正确。

故选：3.D

【解析】在铝环处产生沿径向向外的磁场Br，想让铝环跳起来，则铝环受到的安培力的方向向上，根据安培定则可知，铝环内产生的感应电流的方向沿顺时针方向。根据安培定则，铝环内产生的磁场的方向向上，根据楞次定律可知铁芯处产生的向上的磁场必定减弱，故ABC错误，D正确。

故选：D。

4.C【解析】设匀速运动的速度大小为v，整个过程金属框中的电流不变，感应电动势不变，则有：B0Lv=ΔΦΔt

其中：ΔΦ=(B-B0)L2，Δt=Lv【解析】三个灯泡完全相同，线圈直流电阻和灯泡电阻相等，可知闭合S稳定后，流过灯泡A1的电流比灯泡A2流过的电流大。某时刻将开关S断开，灯泡A3立即熄灭，而线圈的自感电动势阻碍电流减小，线圈相当于电源，与灯泡A1、灯泡A2重新形成回路，使得灯泡A1、灯泡A2都慢慢熄灭，但都不会闪亮，故ABD错误，C正确。

【解析】设MP=d，第一次粒子运动半径为R，粒子第一次到达MN时速度方向与MN垂直可知qvB=mv2R，其中R=d，解得B=mvqd，若要求该粒子仍从P点垂直于PQ出发但不从左侧边界离开磁场，因为第一次速度较大，所以半径较大，第一次到达MN时速度方向与MN垂直，第二次不从左侧边界离开磁场，速度较小，半径较小，则粒子运动轨迹如图

设第二次粒子运动半径为r，由几何关系可知θ=30°

由rcos30°+r=7.D

【解析】粒子受到电场力与洛伦兹力做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则速度方向与电场力方向垂直，令速度方向水平向右，某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，粒子的速度第一次与P点相反，此时粒子做匀速圆周运动轨迹恰好为半个圆周

对粒子，洛伦兹力提供向心力有：qvB=mv2r，T=2πrv

变形整理解得：r=mvqB，T=2πmqB

粒子在磁场中运动的时间为：t=T2

此时恢复原来的电场，粒子速度与初速度相反，此时洛伦兹力方向与电场力方向相同，将该速度v分解为向右的v和向左的2v，则向右的分速度v对应的洛伦兹力与电场力平衡，该分运动为向右的匀速直线运动，向左的分速度2v对应匀速圆周运动

同理有：q×2v×B=m(2v)2r'8.ACD

【解析】A.发电站通过变压器实现变压和电能的输送，变压器中原副线圈通过电磁感应原理传递电能，故A正确；

B.回旋加速器使带电粒子在D型盒狭缝中的电场中被加速，在磁场中做匀速圆周运动，故B错误；

C.真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应原理，使炉内的金属产生涡流，根据电流的热效应，使金属大量发热而熔化，从而炼化金属，故C正确；

D.无线电台利用LC电路形成振荡电流过程中，根据电磁感应原理，通过变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，从而产生电磁波发射出去，故D正确。

故选：ACD。

9.ABD【解析】由P=UI可得，

升压变压器输入电流I1=PU=4000×1034000A=1×103A

由P损=I2R得，

升压变压器的输出电流I2=P损R=4000×103×0.11×103A=20A

故A正确。

由I1I2=n2n1得，

n1n2=I2I【解析】材料相同的a和b质量分别为m、2m，长度均为L，a棒的电阻为R，根据m=ρSL可知，b的横截面积为a的2倍，根据电阻定律可知，b的电阻为0.5R。

A、b棒被固定在导轨上，对a分析，取向右为正方向，根据动量定理可得：-BI1-Lt1=0-mv0

b棒一个向右的初速度vb后，设二者达到的共同速度为v，取向右为正方向，对a根据动量定理可得：BI2-Lt2=mv-0

最后a、b间距离不变且与最初相等，则有：q=I1-t1=I2-t2

联立解得：v=v0

取向右为正方向，对b根据动量定理可得：-BI2-Lt2=2mv-2mvb

解得：v【解析】(1)使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，实物电路图如图所示

(2)热敏电阻阻值RTC=U1I=U1U2R0=U1R0U2。

(3)调节滑动变阻器阻值，使电压表V12.黑

偏小

×10

75

电流表满偏

50【解析】(1)按照多用电表的使用原则，黑表笔接内部电源的高电势端，故表笔a应为黑表笔。

(2)使用欧姆表的×1挡测量电阻时，若发现电流表指针偏转幅度偏小，说明待测电阻较大，则应换成×10档。

(3)若滑动变阻器的滑片移动至M，N两点处时刚好对应欧姆表的两个挡位，根据电流表的改装原理可知，M处对应的量程较小；

则M处应为×10挡。

(4)该同学想把该欧姆表的×10挡内阻设计为150Ω，且电流表满偏时对应的欧姆表刻度为0，此时电路中的电流为

I=ER'=1.5150A=10mA

设变阻器滑片左侧的电阻值为R1，根据电表改装原理可知RA+R1R滑-R1=10-55

解得R1=50Ω

并联总电阻为R并=(RA+R1)IAI

电阻箱的阻值为R2=R内-R并

解得R2=75Ω

故答案为：(1)黑；(2)偏小；(3)×10；(4)75，电流表满偏，50

13.【解析】(1)由题意可知，原线圈两端电压为：U1=U-I1R0，14.【解析】(1)粒子要从2d缝进入磁场，根据左手定则，可知粒子带负电，速度选择器中，C板电势高于D板电势，而部分粒子可水平穿过速度选择器，根据受力平衡可知磁场方向垂直纸面向里；

(2)从窄缝最上方射出的粒子，半径在1.5d～2.5d