辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

辽宁省葫芦岛市2023-2024学年高二上学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．下列说法正确的是（）A．磁极和磁极之间是直接发生相互作用的B．法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象的描述了电场和磁场C．电阻温度计是利用电阻率几乎不受温度影响的材料制成的D．电容C=QU，电流I=U2．关于磁感应强度的单位T，下列表达式中不正确的是（）A．1T=1Wb/m2 C．1T=1N⋅s/C⋅m D．1T=1N/A⋅m3．正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直于纸面向里B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D．轨迹3对应的粒子是正电子4．如图所示，有一边长为L的刚性正三角形导线框ABC在竖直平面内，且AB水平，其重力不计，各边导线材料及粗细完全相同，处在方向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中。在C点悬挂一个重力为G的物体，在两顶点A、B上加上恒定电压，重物恰好对地面无压力。某时刻A、B间导线的某处突然断开，其他条件不变，则稳定后物体对地面的压力是（）A．G3 B．G2 C．2G35．如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流。下列操作过程能使环中产生顺时针方向感应电流的是（）A．环向右侧直导线逐渐靠近B．环垂直纸面逐渐向外平移C．将左侧导线电流反向并逐渐增大D．将右侧导线电流反向并逐渐增大6．如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器Rp、开关S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rp的关系如图乙所示。下述说法中正确的是（）A．图乙中Rx=15ΩB．电源的电动势E=10V，内阻r=4ΩC．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D．调整滑动变阻器Rp的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25A7．如图所示，O-xyz坐标系中，地球磁场沿y轴正方向；环形金属线圈在yOz平面内且以O为中心；O处xOy平面内有一小磁针（图中未画出），可绕z轴在xOy平面自由转动；当环形线圈中的电流为4.0A时，磁针与x轴正方向的夹角为45°。已知线圈通有恒定电流时，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，若要使小磁针与x轴正方向的夹角变为53°，则线圈中的电流大小为（）A．1.2A B．1.5A C．2.5A D．3.0A二、多选题8．如图所示，E、F、G是边长为a的正三角形的三个顶点，位于方向垂直于△EFG所在平面、向外的匀强磁场中。一质量为m、电荷量为q的粒子沿FE方向由F点垂直于磁场的方向射入磁场区域，速度大小为v0，粒子恰好从G点离开磁场，不计粒子重力，则（）A．粒子可能带负电B．粒子在G点的速度沿直线EG的方向C．磁感应强度的大小为3D．粒子在磁场中运动的时间为πa9．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍10．如图所示，两条水平放置的间距为L，阻值可忽略的平行金属导轨CD、EF，在水平导轨的右端接有一电阻R，导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（）A．电阻R的最大电流为BdB．整个电路中产生的焦耳热为mghC．流过电阻R的电荷量为BdLD．电阻R中产生的焦耳热为1三、实验题11．如图1所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图。其中包括电源E，开关S1和S2，电阻箱R，电流表A，保护电阻（1）将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合S1、S2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为9.5Ω，断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为3.5Ω。则保护电阻的阻值（2）S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出1I−R图象，如图2所示，由图象可得，电源电动势E=（3）本实验中，内阻的测量值（填“大于”或“小于”）真实值。12．某实验小组为探究欧姆表的倍率挡原理，设计了如图a所示的欧姆表电路。某同学通过控制电键S和调节电阻箱，使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率，所用器材如下：A．干电池：电动势E=1.5V，内阻不计B．电流表G：满偏电流Ig=1mAC．电阻箱R1和RD．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干（1）如图左端电源正极处应接表笔（填红或黑）；（2）电键S断开，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R1=Ω（计算结果保留一位小数），使电流表达到满偏，此时对应的是挡（选“×1”或“（3）开关S闭合，保持R1不变，把电阻箱R2调至（4）开关S闭合后，在红、黑表笔间接入某一电阻R，电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值应为Ω。四、解答题13．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中，一宽d＝0.5m、高h＝0.8m的单匝矩形闭合导体用轻质细线悬挂在天花板上，矩形导体的34在磁场内，14在磁场外，如图所示。已知闭合导体的质量为0.5kg，当导体中通有逆时针方向、I＝10A的电流时，细线中的张力T＝3N，取重力加速度大小（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；（2）穿过闭合导体的磁通量Φ。14．如图甲所示，足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T，竖直向下的匀强磁场．连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计．某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v-t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5．在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3：5．g取10m/s2．求：（1）水平恒力F的大小；（2）求前2s内金属杆P运动的位移大小x1；（3）前4s内电阻R上产生的热量．15．利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点(0，−L（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；（2）磁感应强度B的大小；（3）从射入电场到第3次经过x轴的时间。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．磁极间的相互作用是通过磁场发生的。A不符合题意；B．法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，符合史实，B符合题意；C．有的金属电阻率随温度变化而显著变化，故用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料来制作电阻温度计，C不符合题意；D．电容C=QU，磁感应强度B=F故答案为：B。

【分析】磁极间的相互作用是通过磁场发生的；电阻温度计是利用电阻率受到温度的影响；电流的表达式不是使用比值定义法定义。2．【答案】B【解析】【解答】A．根据Φ=BS，解得B=ΦS，则B．根据E=ΔΦΔt=ΔBSΔtC．根据F=BIL，解得B=FIL=D．根据F=BIL，解得B=FIL，则故答案为：B。

【分析】利用磁通量的表达式可以求出磁感应强度的单位；利用法拉第电磁感应定律可以求出磁感应强度的单位；利用安培力的表达式可以求出磁感应强度的单位。3．【答案】A【解析】【解答】A、D.由图可知，1、3偏向同侧，则1、3为电子，2为正电子，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，A符合题意；D不符合题意；

B.因洛伦兹力为电子运动提供向心力，有qvB=mv2R，解得R=mvqB，如图，轨迹1的半径R减小，推出对应的粒子速度减小，B不符合题意；4．【答案】C【解析】【解答】由于AC边于CB边先串联再与AB边并联，则在A、B未断开时，设ACB中的电流为I，则AB边中的电流为2I，由平衡条件可得BIL+2BIL=G当某时刻A、B间导线的某处突然断开时，由平衡条件可得BIL+联立，解得F由牛顿第三定律，可知稳定后物体对地面的压力大小为2G3故答案为：C。

【分析】A、B间导线的某处断开前和断开后根据安培定则以及安培力的表达式和共点力平衡得出地面对物体的支持力。5．【答案】D【解析】【解答】AB．左边通电导线在圆环内产生的磁场方向为垂直纸面向外，右边通电导线在圆环内产生的磁场方向为垂直纸面向里，当环向右侧直导线逐渐靠近时，则净磁通量为垂直纸面向里且逐渐增大，由楞次定律可知环中产生逆时针的感应电流；环垂直纸面逐渐向外平移时，净磁通量始终为零没有变化，无感应电流产生。AB不符合题意；C．将左侧导线电流反向并逐渐增大，则环内的磁通量为垂直纸面向里且逐渐增大，由楞次定律可知环中产生逆时针的感应电流，C不符合题意；D．将右侧导线电流反向并逐渐增大，则环内的磁通量为垂直纸面向外且逐渐增大，由楞次定律可知环中产生顺时针的感应电流，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围磁感线的方向，结合线圈中磁通量的变化及楞次定律可以判别感应电流的方向。6．【答案】B【解析】【解答】B．由图乙知，当R时，滑动变阻器消耗的功率最大，R=6Ω时，则r=4Ω最大功率P=解得E=10VB符合题意；A．滑动变阻器的阻值为5Ω与阻值为Rx时消耗的功率相等，有(解得RA不符合题意；C．当回路中电流最大时，即RPD．当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为则调整滑动变阻器Rp的阻值，不可能使电源的输出电流达到1.25A，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用滑动变阻器的最大功率对应的阻值可以求出内阻的大小，结合电功率的表达式可以求出电动势的大小；利用电功率的表达式可以求出RX的大小；当滑动变阻器的阻值等于0时定值电阻消耗的功率最大；利用闭合电路的欧姆定律可以判别电路中的最大电流。7．【答案】D【解析】【解答】由题意可知，电流为4.0A时，环形电流在O点的磁感应强度与地磁场磁感应强度等大，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，则可得tan可得IABC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用磁感应强度的大小结合磁感应强度的分解可以求出磁感应强度分量的比值，结合比值的大小可以求出电流的大小。8．【答案】B,C【解析】【解答】A．作出带电粒子的运动轨迹，如图所示其在F点所受洛伦兹力方向垂直于FE向上，根据左手定则可知，粒子带正电，A不符合题意；B．由对称性可知，带电粒子沿着FE射入，FE与GF夹角为60°，当从GF边射出时，其速度方向和GF也成60°，所以粒子在G点的速度沿直线EG方向，B符合题意；C．由几何关系知粒子做圆周运动的半径r=由q联立解得B=C符合题意；D．由图可知，力粒子从F点运动到G点的圆心角为120°，所以运动的时间t=D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】带电粒子在在磁场中做匀速圆周运动，根据左手定则得出该粒子的电性；根据几何关系得出轨道半径，由洛伦兹力提供向心力得出磁感应强度的表达式，再结合周期与半径的关系得出粒子在磁场中运动的时间。9．【答案】A,B【解析】【解答】解：AB、铜盘转动产生的感应电动势为：，B、L、ω不变，E不变，电流：，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流沿a到b的方向流动，故AB正确；C、若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向方向不变，大小变化，故C错误；D、若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，回路电流变为原来2倍，根据电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误；故选：AB【分析】圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，根据感应电动势公式分析电动势情况，由欧姆定律分析电流情况．根据右手定则分析感应电流方向，根据分析电流在R上的热功率变化情况；本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理．根据右手定则判断感应电流的方向，需要熟练掌握．10．【答案】C,D【解析】【解答】A．由题图可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电流最大，由机械能守恒有mgh=所以I=A不符合题意；B．由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为Q=mgh−μmgdB不符合题意；C．流过R的电荷量为q=C符合题意；D．由于导体棒的电阻也为R，则电阻R中产生的焦耳热为QD符合题意。故答案为：CD。

【分析】导体棒进入磁场瞬间的速度最大，利用机械能守恒定律及动生电动势和欧姆定律的表达式可以求出最大的电流；利用能量守恒定律可以求出产生的焦耳热的大小；利用磁通量变化量及电阻的大小可以求出流过R的电荷量的大小；利用能量守恒定律可以求出电阻产生的焦耳热的大小。11．【答案】（1）6.0（2）3.0；1.2（3）大于【解析】【解答】（1）据闭合电路欧姆定律可得，S1、S2断开S2有故保护电阻的阻值为R（2）根据闭合电路的欧姆定律可得E=I（R+整理可得1可见图线的斜率为k=图线的纵截距为b=结合图像中的数据可得E=3.0Vr=1.2Ω（3）本实验中，由于电流表也有内阻，故（2）解析中内阻的测量值相当于电源实际内阻与电流表内阻之和，可知内阻的测量值大于真实值。【分析】（1）利用开关断开和闭合时的欧姆定律可以求出保护电阻的阻值大小；

（2）利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；

（3）由于电流表的分压作用会导致内阻的测量值大于真实值。12．【答案】（1）黑（2）1350.0；×10（3）166.7（4）100【解析】【解答】（1）多用表的黑表笔接表内电池的正极，所以左端电源正极处应接黑表笔（2）由欧姆定律知R解得R电表的内阻R闭合电键后，电表内阻减小，中值电阻减小，表盘上只有两种挡位，中值电阻大的对应倍率大，所以开关S断开时对应的是“×10”挡。（3）S闭合时，对应的是“×1”挡，电表内阻为R总电流变为I=由串并联规律得：Ig（R1+Rg）=（I-Ig）R2解得R2=166.7Ω（4）由闭合电路欧姆定律知3解得Rx=100Ω【分析】（1）利用红进黑出可以判别电源的左端接黑表笔；

（2）利用闭合电路的欧姆定律可以求出电阻箱的阻值，利用内阻的大小可以判别中值电阻的大小进而判别对应的挡位；

（3）利用中值电阻的大小可以求出内阻的大小，结合总电流的大小及欧姆定律可以求出R2的大小；

（4）利用欧姆定律结合电流的大小可以求出待测电阻的大小。13．【答案】（1）解：设矩形导体所受的磁场力为F，结合平衡条件有：F＝IdBmg＝T＋F解得B＝0.4T（2）解：设矩形导体围成的面积为S，所以有：S＝hdΦ=解得Φ=0.12Wb【解析】【分析】（1）已知线圈处于静止，利用平衡方程结合安培力的表达式可以求出磁感应强度的大小；

（2）已知线圈在磁场中的面