2023-2024学年上海师范大学附属外国语中学高二年级上册物理期末试卷含解析

2023年上海师范大学附属外国语中学高二物理期末试

卷含解析

一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合

题意

L如图，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，DI、D2是两

个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关.对于这个电路，下列

说法正确的是（）

A.刚闭合开关S的瞬间，通过DI、D2的电流大小相等

B.刚闭合开关S的瞬间，通过Dl、D2的电流大小不相等

C.闭合开关S待电路达到稳定，DI、D2比原来更亮

D.闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再

熄灭

参考答案:

AD

2.A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场

力作用，并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示.则

A、电场力“B、电场强度m=当

C、电势为〈心D、电势能.<J

参考答案：

AC

3.单色光自真空射到折射率为n的介质界面上,形成反射光束和折射光束,则反射光

和折射光

A.颜色相同B.光速相同

C.波长相同D.频率相同

参考答案：

AD

4.如图所示，平行板电容器与恒定电源相连，负极板接地，在两板间有一负电荷

（电荷量很少且不变）固定在P点，以U表示电容两极板间的电压，E表示两极

板间的场强，心表示负电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板向

上移至某位置，则

■P

___________I工

A.E变小，用变大B.E变大，耳变大

C.E变小，皖变小D.E变大,耳,变小

参考答案：

A

5.有四个电源，电动势均相等，内电阻分别为1门、2c、4，二、8门，现从中选择

一个对阻值为2Q的电阻供电，欲使电阻获得的电功率最大，则所选电源的内电阻

为：

A.80B.4aC.2aD.1Q

参考答案：

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6.在面积为2m2的平面圆形线圈中接有一个电容为20四的电容器C,磁感强度的

方向垂直于纸面向里，如图所示，当磁感强度以0.0517s的速率增加时，电容器的

电量Q=C,其上极板带电。

XX

参考答案：

2X10-6C负

7.17.如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平

行板（两板水平放置）电容器中间，则此微粒带电，若线圈的匝数为n,平行板电

容器的板间距离为d,微粒的质量为m,带电量为q,则磁感应强度的变化率为—

（设线圈的面积为S）.

参考答案:

Mgd

负；叼S

8.（4分）一等边三角形ABC,其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直线

面放置，电流方向如图，则三角形ABC的中心的磁感应强度为o（每根导

线在O处产生的磁感应强度均为B）

参考答案:

0

9.（4分）电量为2X10%的正点电荷放入电场中A点,受到作用力为4Xl（r4N,方向向右,

则A点的场强为N/C,方向o

参考答案：

_200N/C—;向右

10.用欧姆表测电阻时，红表笔接a端，黑表笔接b端，则—端电势高；当用多

用电表测导体两端电压时，—表笔应接电势高的一端；用欧姆表测二极管的电

阻，先用红表笔接二极管的a端，黑表笔接b端，反接后电阻明显变大，则一端

为二极管的正极。

参考答案：

b,红，b

11.（4分）一段长40cm的直导线通有电流2A,放在磁感应强度为5T的匀强磁

场中，当直导线与磁场方向平行时，受到的安培力大小是N,当直导线

与磁场方向垂直时，受到的安培力大小是No

参考答案：

0,4

12.某同学根据所学的光学知识，设计了一个测透明液体折射率的仪器，如图所

示，在圆盘上作直径BCLEF,在半径OA上垂直盘面插上两枚大头针Pl、P2,

并保持Pl、P2位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，使直径

BC与液面重合。然后在EC区域观察Pl、P2的像，并在圆周上插上大头针P3,

使P3正好挡住Pl、P2的像。该同学在圆弧部分刻好了折射率的值，这样只要

根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，贝I：

(1)若NAOF=NCOP3=30°,则P3处所对应的折射率的值为；

(2)若保持NAOF=30。不变，则用该装置能测量的最大折射率不超过

参考答案：

(1)诉或1.73(2)2

13.如图所示将图(a)中的电键闭合，电流计指针由中央向右偏转。如图(b)所

示，当把条形磁铁N极插入线圈时，电流计指针将向偏转；如图(c)

所示，当把条形磁铁S极从线圈中拔出，电流计指针将向---------------------

二_____偏转。(填“右”或“左”)

参考答案：

左、左

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14.用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数

为_______________

010

参考答案：

1.47

15.（4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金

属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使

温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法

焊接的。请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？

接

高

频待焊接工作

电

线昵导线

源

交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。根据法拉第电磁感应定律，在

待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大（2分），而放出的热量与

电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多（2分）。

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16.如图3-2所示。在有明显边界PQ的匀强磁场B外有一个与磁场垂直的正方形

闭合线框其电阻为R。用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速

度为v,第二次速度为2v,求两次电流大小之比多少？（8分）

.P

；xXX

I汉_xX

「XXX

■

•XXX

参考答案：

设边到为a,磁感应强度为B,线圈电阻为R

(1)分析以速度V匀速进入磁场

由法拉第电磁感应定律得：

E=Bav......................................................①

由闭合电路欧姆定律得：

I=E/R.....................................................②

由安培力公式得：

F安=8瓜..........................③

由于是匀速进入磁场，所以有：

F拉1=F安...........................④

由①②③④得：F拉l=B2a2v/R

同理可得以速度2V进入时

F拉2=2B2a2v/R

所以得：F拉1：F拉2=1：2

(2)1：1

17.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=XT,边长L=10cm的正方形线圈abed共100

匝，线圈电阻r=ld线圈绕垂直于磁感线的轴OOi匀速转动，角速度3=2无rad/s,外电路

电阻R=4d求：

(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值；

(2)电压表的读数；

(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过30。角的过程中产生的平均感应电动势.

O

JT.----^-4-.--

参考答案:

解：（1）设转动过程中感应电动势的最大值为Em，则

『、皿2100X^-X0.01X2H=2^V

2

Em=NBLco=冗.

（2）设回路中电流的有效值为I,电阻两端电压的有效值即电压表的读数为U,则

广近乂26

i-2（R+r）=2X5”"A

贝1J电压表的示数U=IR=0.4x4V=1.6V.

（3）设由图示位置转过30。角的过程中产生的平均感应电动势为E,则

n

△<D=BL2sin30°,

代入数据解得E=WV

答：（1）转动过程中线圈中感应电动势的最大值为2亚V；

（2）电压表的读数为L6V；

（3）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过30。角的过程中产生的平均感应电动势为

兀V.

【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理.

【分析】（1）根据Em=NBL?①求出转动过程中感应电动势的最大值；

（2）根据最大值和有效值的关系求出电动势的有效值，结合闭合电路欧姆定律求出电压

表的示数；

（3）通过法拉第电磁感应定律，结合磁通量的变化量求出平均感应电动势.

18.（12分）如图甲所示足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置，两导轨之间的距

离为L=0.5m,导轨平面与水平面间的夹角为9=30°,导轨上端a、c之间连接有一阻

值为R=4Q的电阻，下端b、d之间接有一阻值为R?=4Q的小灯泡。有理想边界的匀强

磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场的上边界，ij为磁场的下边界，此区域内的感

应强度B,随时间t变化的规律如图乙所示，现将一质量为m=0.2kg的金属棒MN,从距

离磁场上边界ef的一定距离处，从t=0时刻开始由静止释放，金属棒MN从开始运动到

经过磁场的下边界ij的过程中，小灯泡的亮度始终不变。金属棒MN在两轨道间的电阻r

=1Q,其余部分的电阻忽略不计，ef、ij边界均垂直于两导轨。重力加速度g=10m/s2。

求：

（1）小灯泡的实际功率；

（2）金属棒MN穿出磁场前的最大速率；

（3）整个过程中小灯泡产生的热量。

参考答案:

（1）由于小灯泡的亮度始终不变，说明金属棒MN进入磁场后作匀速直线运动，速度达到

最大，由平衡条件得：Mgsm6=S1L,得］=L4

（夕见

小灯泡的电功率’得：P=\W

（2）由闭合电路的欧姆定律