2023-2024学年高二上学期物理期末复习测试卷（含答案解析）

基础知识期末复习练（一）一、单选题1.如图所示，一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，下列关于磁场方向和粒子的动能的说法正确的是（）A.磁场垂直纸面向里 B.磁场垂直纸面向外C.粒子的动能增大 D.粒子的动能减小【答案】A【解析】【详解】AB．由图可知β粒子向右偏转，因此粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向右，β粒子带负电，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确，B错误；CD．洛伦兹力方向始终和粒子运动方向垂直，洛伦兹力不做功，只是改变速度方向，因此粒子的动能不变，CD错误。故选A。2.质量为m的带电微粒a，仅在洛伦兹力作用下做半径为r的匀速圆周运动。现在a经过的轨迹上放置不带电的微粒b，则a与b发生完全非弹性碰撞融为一个整体。（不计重力和电荷量的损失）则该整体在磁场中圆周运动的半径将（）A.变大 B.变小 C.不变 D.条件不足，无法判断【答案】C【解析】【详解】碰撞后，由洛伦兹力提供向心力可得又碰撞过程中动量守恒，p不变；半径不变，故C正确，ABD错误。故选C3.一带电粒子（不计重力）在匀强磁场中沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，当它运动到某个位置时，磁场突然发生变化（不考虑磁场变化产生电场），磁感应强度大小变为原来的，方向与原磁场方向相反，则磁场发生变化后粒子的运动轨迹为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】带电粒子在匀强磁场中沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，当它运动到某个位置时，磁感应强度大小变为原来的，方向与原磁场方向相反，根据左手定则可知，带电粒子受到的洛伦兹力与原来相反，则带电粒子将做逆时针方向的匀速圆周运动；根据洛伦兹力提供向心力可得解得由于磁感应强度大小变为原来的，则轨道半径变为原来的两倍，即为。故选C。4.磁流体发电机是利用洛伦兹力的磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。下列说法正确的是（）A.B板是电源的正极 B.A板是电源的正极C.电流从上往下流过电流表 D.等离子体中带正电荷的粒子受到竖直向上的洛伦兹力【答案】A【解析】【详解】本题主要是考查磁流体发电机的工作原理，根据左手定则可知，等离子体中带正电的离子在磁场中将受到竖直向下的洛伦兹力从而向B板偏转，带负电的离子将向A板偏转，因此B板将带正电，B板是电源的正极，而在外电路，电流是从正极流向负极的，因此，电流将从下往上流过电流表。故选A。5.我国自主研发的“230Mev超导质子回旋加速器”在中国原子能科学研究院完成测试。回旋加速器的原理如图所示，和是两个半径为R的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，电压为U、周期为T的交变电压加在狭缝处。位于圆心处的质子源能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，忽略质子在电场中运动的时间，不计质子的重力，不考虑加速过程中的相对论效应。则（）A.交变电压的周期是质子做圆周运动周期的2倍B.质子离开回旋加速器的最大动能随电压U增大而增大C.质子在回旋加速器中加速的次数随电压U增大而减少D.质子在回旋加速器中运动的时间随电压U增大而增大【答案】C【解析】【详解】A．为保证每次经过狭缝时，质子都被加速，所需交变电压的周期应等于质子做圆周运动周期，A错误；B．当质子运动的轨道半径等于半圆形金属盒的半径时，质子将离开回旋加速器，根据可得离开回旋加速器时的动能因此质子离开回旋加速器的最大动能与加速电压U大小无关，B错误；C．根据动能定理可知质子在回旋加速器中加速的次数随电压U增大而减少，C正确；D．质子每旋转一周，加速2次，因此加速电压U越大，加速的次数越少，质子旋转的圈数越少，运动的时间越少，D错误。故选C。6.如图甲所示，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关进行连接。该电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从右接线柱流入电流表时，指针向右偏转。其中A线圈绕法如图乙所示，B线圈绕法如图丙所示。开关闭合，线圈A放在线圈B中。下列判断正确的是（）A.断开开关的瞬间，电流表指针将向右偏转B.将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针将向左偏转C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流表指针将向左偏转D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时，电流表指针不发生偏转【答案】B【解析】【详解】A．断开开关的瞬间，由安培定则可知，A线圈中的磁场方向向上，磁通量减小，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，A错误；B．将线圈A从线圈B中拔出时，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上，B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，B正确；CD．当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，或者向左匀速滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值都减小，电路中的电流增大，A线圈中的磁场方向向上，磁通量增大，B线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向下，B线圈中感应电流由d流向c，电流从右接线柱流入电流表，电流表指针将向右偏转，CD错误。故选B。7.用均匀细导线做成半径为的单匝圆环，其内接正方形内存在垂直圆环面的磁场，时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则圆环中产生的感应电动势大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设正方形的边长，由几何关系可得解得根据法拉第电磁感应定律可得圆环中产生的感应电动势大小为故选A。8.穿过同一闭合回路的磁通量随时间变化的图象分别如图中的①~④所示，下列关于回路中感应电动势的论述正确的是（）A.图①回路产生恒定不变的感应电动势B.图②回路产生的感应电动势一直在变大C.图③回路时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势D.图④回路产生的感应电动势先变大再变小【答案】C【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即，结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象的斜率；A．图①中磁通量不变，无感应电动势，A错误；B．图②中磁通量随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，也就是说产生的感应电动势不变，B错误；C．图③中回路在时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1，在时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现：k1大于k2的绝对值。所以在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势，C正确；D．图④中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，D错误。故选C。9.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A.甲图中当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B.乙图中探测地雷的探测器通过长柄线圈中的电流是变化电流C.丙图是通过电磁炉生成的电磁波对食物加热D.丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用【答案】B【解析】【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，故A错误；B．探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈在地面上扫过，线圈中有变化的电流，如果地下埋着金属物品，金属中感应涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，故B正确；C．电磁炉是采用磁场感应涡流加热食物的，故C错误；D．丁图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用，故D错误。故选B。10.随着科技的不断发展，无线充电已经实现了从理论研发到实际应用的转化。如图所示，某手机正在进行无线充电，下列说法正确的是（）A.无线充电时，手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.只要有无线充电底座，所有手机都可以用它进行无线充电D.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同【答案】D【解析】【详解】A．无线充电时，手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”，故A错误；B．当充电设备通以恒定直流，无线充电设备不会产生变化的磁场，不能对手机进行充电，故B错误；C．被充电手机内部应该有类似金属线圈的部件，与手机电池相连，当有交变磁场时，则出现感应电动势，普通手机不能够利用无线充电设备进行充电，故C错误；D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D正确。故选D。11.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（）A.交变电流的有效值为B.交变电流瞬时值表达式为C.时刻穿过线圈的磁通量最大D.时刻线圈平面与磁场方向平行【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，交变电流的最大值为，有效值为3A，故A错误；B．由图乙可得则交变电流瞬时值表达式为故B错误；CD．和时刻感应电流均为最大，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，故C错误，D正确。故选D。12.探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接入理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（）A.示数变大，与示数的比值变大 B.示数不变，与示数的比值不变C.示数不变，与示数的比值不变 D.示数变大，与示数的比值变大【答案】B【解析】【详解】根据理想变压器的规律可知，理想变压器原线圈接入电压有效值不变，V1示数不变，则副线圈输出电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变；开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可知，副线圈输出电流变大，即电流表A2示数变大，则变压器的输出功率变大，根据变流比可知，原线圈输入电流变大，即电流表A1示数变大，由于理想变压器满足P2＝P1V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变，ACD错误，B正确。故选B。13.我国新型电动汽车迅猛发展，一新型电动汽车在水平路面上进行测试时，汽车由静止以恒定的加速度启动，在汽车做匀加速直线运动的时间内，下列关于汽车的动量大小p和汽车的速度大小v、运动时间t、位移大小x的关系图像，可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】A．汽车的动量大小可表示为故图线为过原点的倾斜直线，A错误；B．由于汽车做匀加速直线运动，速度满足动量大小可表示为故图线为过原点的倾斜直线，B错误；CD．据匀变速直线运动规律可得动量大小可表示为由函数规律可知，图线为开口向右的抛物线的一部分，C错误，D正确。故选D。14.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空，从火箭开始运动到点火的过程中（）A.火箭与发射仓组成的系统动量守恒B.火箭在加速上升时，处于超重状态C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量【答案】B【解析】【详解】A．从火箭开始运动到点火的过程中，火箭与发射仓组成的系统所受合力不为零，动量不守恒，故A错误；B．火箭在加速上升时，加速度方向向上，处于超重状态，故B正确；C．根据动量定理可知，高压气体对火箭的推力、火箭所受重力和空气阻力对火箭冲量的矢量和等于火箭动量的增加量，故C错误；D．根据动能定理可知，高压气体的推力、火箭所受重力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，故D错误。故选B。15.某同学设计了一个用拉力传感器研究单摆在竖直平面内的振动实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录小钢球摆动过程中拉力传感器示数大小F随时间t变化曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（）A.充当单摆回复力的是轻绳的拉力B.充当单摆回复力的是小钢球的重力C.单摆的振动周期为D.小钢球摆动到最低点时，轻绳的拉力大小为【答案】C【解析】【详解】AB．充当单摆回复力的是小刚球重力沿轨迹斜线的分力，AB错误；CD．钢球运动至最低点时，轻绳拉力最大值为，一次全振动由两次经过最低点，则周期为，C正确，D错误。故选C。16.期末复习时小艾同学在课本中选取了几幅图片进行了知识回顾，如图所示，他的以下观点说法中不正确的是（）A.如图甲所示，当注射器内装有墨汁，注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，在木板上的墨汁图样，大致表示注射器末端运动规律图像B.研究受迫振动的实验如图乙所示，原来静止的四个小球，当摆起来以后，其余三个小球会逐渐摆动起来，它们摆动的振幅不同，但周期相同C.观察水波的干涉图样，如图丙所示，两列频率相同的水波相遇后，点c始终处于波峰位置，点e既不加强也不减弱D.如图丁所示，是利用水波观察多普勒效应，左侧水波的频率高于右侧的水波频率，是由于振源小球向左侧移动形成的【答案】C【解析】【详解】A．如图甲所示，当注射器内装有墨汁，注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，在木板上的墨汁图样，大致表示注射器末端运动规律x-t图像，故A正确；B．受迫振动周期与驱动力周期相同，当a摆起来以后，其余三个小球周期相同，当受迫振动的小球固有周期与驱动力周期相同时，振幅最大，固有周期跟摆长有关，由于其余三个小球摆长不一样，则它们摆动的振幅不同，故B正确；C．振动加强点振动始终是加强的，但位移却不总是最大的，即并不是始终处于波峰位置，故C错误；D．利用水波观察多普勒效应，左侧水波的频率高于右侧的水波频率，是由于振源小球向左侧移动形成的，故D正确。本题选择不正确的，故选C。二、多选题17.图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它将长直导线、、、间距固定为，图乙为其截面图，O为几何中心，、、、中通有等大同向电流。则（）A.O点的磁感应强度为零B.、之间的相互作用力为排斥力C.受到、、的作用力的合力方向指向OD.仅将中电流变为0，O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向【答案】AC【解析】【详解】A．根据右手螺旋定则和对称性可知，、、、四等大同向电流在O点的合磁感应强度为零，故A正确；B．、电流方向相同，可知、之间的相互作用力为吸引力，故B错误；C．分别受到、、的吸引力，其中、对的吸引力合力指向O，对的吸引力也指向O，则受到、、的作用力的合力方向指向O，故C正确；D．仅将中电流变为0，、在O点合磁感应强度为零，根据右手螺旋定则可知，在O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向，即O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向，故D错误。故选AC。18.如图所示，一段长为L的导体水平放置，若导体单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量为e，定向移动速度为v、导体横截面积为S。下面说法正确的是（）A.导体中电流为B.导体中自由电子个数为C.导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力D.导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线中每个电子所受洛伦兹力【答案】BCD【解析】【详解】A．根据电流强度的定义，可得导体中电流为A错误；B．导体中自由电子个数为B正确；C．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，导线所受安培力C正确；D．导体放置在垂直纸面向外、磁感应强度为B的磁场中，根据洛伦兹力的定义可知每个电子所受洛伦兹力f=evBD正确。故选BCD。19.如图，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。一束电子以垂直于磁场边界的速度v从M点射入宽度为d的强磁场中，从N点穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。下列说法正确的是（）A.电子的比荷为 B.电子的比荷为C.电子穿越磁场的时间为 D.电子穿越磁场的时间为【答案】BC【解析】【详解】AB．根据数学知识知解得电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为根据洛伦兹力提供向心力解得电子的比荷为故A错误，B正确；CD．根据数学知识知电子在磁场中运动的时间为，电子在磁场中做匀速圆周运动的周期故电子穿越磁场的时间为故C正确，D错误。故选BC20.目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿垂直于磁场方向喷射入磁场，磁场中的两块金属板A、B上就会聚集电荷，产生电压对外供电。设等离子体的射入速度为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间，不考虑等离子体的电阻。当发电机稳定发电时，下列说法正确的是（）A.A板带正电B.负载电阻中的电流方向为b向aC.负载电阻中的电流大小为D.负载电阻中的电流大小为【答案】BC【解析】【详解】AB．根据左手定则可知带正电离子在磁场受到的洛伦兹力向下，带负电离子在磁场受到的洛伦兹力向上，则B板积累正离子，A板积累负离子，B板带正电，A板带负电，负载电阻中的电流方向为b向a，故A错误，B正确；CD．设A、B板间的电压为，稳定时，离子受到的电场力与洛伦兹力大小相等，则有解得则负载电阻中的电流大小为故C正确，D错误。故选BC。21.如图所示，一个直径为L、质量为m、电阻为r的半圆形硬导体的a、b两端套接在竖直光滑U型框架上（间距为L），U型框架上端接有阻值为R的电阻，框架平面有垂直向里的匀强磁场穿过，感应强度大小B，a、b两端与框架接触良好，重力加速度为g，其余电阻不计。现将半圆形硬导体由静止释放，下列说法正确的是（）A.半圆形硬导体的速度为v时，感应电动势B.半圆形硬导体的速度为v时，感应电动势C.半圆形硬导体的速度为v时，其加速度D.半圆形硬导体的速度为v时，其加速度【答案】BC【解析】【详解】AB．半圆形硬导体的等效长度为L，速度为v时，感应电动势A错误，B正确；CD．半圆形硬导体的速度为v时，受到的安培力方向向上，大小为据牛顿第二定律可得联立解得其加速度为C正确，D错误。故选BC。22.电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架，精密实验仪器的防震装置等。某减震座椅工作原理示意图如图所示，除了弹簧之外，中间还有磁体和固定在底座上的线圈，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（）A.对调磁体的磁极，起不到减震效果B.对调磁体的磁极，不影响减震效果C.线圈的匝数越少，电磁阻尼现象越明显D.线圈的匝数越多，电磁阻尼现象越明显【答案】BD【解析】【详解】AB．对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，B正确；CD．根据法拉第电磁感应定律线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，故C错误，D正确。故选BD。23.如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（）A.时刻线圈中感应电动势为零B.时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直C时刻线圈平面与中性面垂直D.、时刻线圈中感应电流方向相同【答案】AB【解析】【详解】A．根据图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量的变化率为0，即时刻线圈中感应电动势为零，故A正确；B．根据图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场平行，此时导线ad的速度方向跟磁感线垂直，故B正确；C．根据图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为最大值，此时线圈平面与磁场垂直，即线圈处于中性面，故C错误；D．图像中，图线切线的斜率的绝对值表示感应电动势的大小，斜率的正负表示电动势的方向，根据图乙可知、时刻图线切线斜率的绝对值相等，一正一负，可知、时刻线圈中感应电动势方向相反，即、时刻线圈中感应电流方向相反，故D错误。故选AB。24.某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A.提高电压后输电线上的电流降为原来的B.提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D.提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍【答案】AC【解析】【详解】AB．两次输送的电功率相同，根据P=IU输电电压变为原来的20倍，则提高电压后输电线上的电流降为原来的，选项A正确，B错误；CD．根据可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的，选项C正确，D错误。故选AC。25.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪。假设质量为的花盆从离地面高的高楼窗户自由下落到地面，花盆与地面撞击时间为，假设花盆可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小取。则（）A.花盆与地面撞击前瞬间的速度大小为B.花盆与地面撞击前瞬间的速度大小为C.花盆对地面平均作用力的大小为D.花盆对地面平均作用力的大小为【答案】AC【解析】【详解】AB．花盆从离地面高的高楼窗户自由下落到地面，由解得花盆与地面撞击前瞬间的速度大小为故A正确，B错误；CD．设竖直向上为正方向，花盆与地面撞击时，对花盆由动量定理得解得地面对花盆的作用力根据牛顿第三定律可知，花盆对地面平均作用力的大小为，故C正确，D错误。故选AC。26.如图所示，质量为、带有四分之一光滑圆弧槽的小车停放在光