辽宁省大连市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷

这是一份辽宁省大连市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，下面能正确表明带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )
A. B.
C. D.
2.如图为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中的金属杆的一端接浮标(浮标与杠杆之间绝缘)，另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成，当汽车加油时，油箱内的油面上升的过程中，下列说法正确的是( )
A. 电路中电流减小
B. R1两端电压增大
C. 整个电路消耗的功率减少
D. 电源的输出功率一定增大
3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为8HzB. 交变电流的有效值为2A
C. 交变电流的最大值为2AD. 电流的瞬时值表达式为i=2sin4πt(A)
4.如图所示，通有等大同向电流的两长直导线水平放置且关于O点对称，导线中的电流垂直于纸面向里，A与A'连线垂直于两导线的连线，且两点到O点距离相同，下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度为零
B. O点的磁感应强度比A点大
C. A点的磁场方向水平向左
D. A'点的磁场方向水平向右
5.磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体(含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间产生电压，如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时两板间等离子体的电阻为r，忽略边缘效应，下列判断正确的是( )
A. 上板为正极
B. 上、下两极板两的电压U=Bvd
C. 增大电阻R的阻值，电源的输出功率一定变大
D. 电动势的大小与等离子体浓度大小无关
6.如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直于桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i(规定逆时针为正)随时间t变化的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，横截面为半圆的光滑柱体固定在水平面上，空间存在与纸面平行的磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度为L、质量为m、电流强度为I的通电直导线a(电流方向如图)在安培力的作用力下恰好静止在圆弧面上，此时a与圆心连线和竖直方向夹角为30∘，则下列判断正确的是( )
A. 磁感应强度方向可能水平向左B. 磁感应强度方向一定水平向右
C. 磁感应强度大小可能是mgILD. 磁感应强度大小可能是mg3IL
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图是常用的学生饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t0内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到B0，此过程中( )
A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针B. 线圈中磁通量变化量为nB0S
C. 线圈中感应电动势大小为B0St0D. AB边所受安培力变大
9.如图所示，在腰长为L的等腰直角三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m的甲粒子(带电荷量为+q)和乙粒子(带电荷量为-q)分别从a、b两点沿ab方向和ba方向射入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是( )
A. 乙粒子速度合适，可以从c点射出磁场
B. 甲粒子从c点射出磁场的时间为πmqB
C. 乙粒子从bc边射出的最大轨道半径为( 2-1)L
D. 甲、乙两粒子在磁场中运动的最长时间之比为1：2
10.如图所示，倾角为30∘，间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的底端接阻值为R的电阻，质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量为4m的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行；金属棒的电阻为R、长度为L，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将重物由静止释放，其下落高度h时达到最大速度v，重力加速度为g，空气阻力及导轨电阻不计，在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力一直减小
B. 通过电阻R的电荷量为BLhR
C. 金属棒克服安培力做功为12m(7gh-5v2)
D. 该过程所经历的时间为B2L2h7mgR+10v7g
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转(填“向左”“向右”或“不”)；
②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______；
A.插入铁芯
B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向左滑动
D.断开开关S瞬间
12.图甲为电阻式触摸屏的简化原理：按压屏幕时，相互绝缘的两导电层就在按压点位置有了接触，从而改变接入电路的电阻。
粗测该触摸屏单元未按压状态下的电阻约为几十欧姆。某研究小组的同学想较准确测量此电阻，可供使用的器材有：
A.电源E(电动势为6V，内阻约为12Ω)；
B.电流表A1(量程为3mA，内阻为5Ω)；
C.电流表A2(量程为60mA，内阻约为2Ω)；
D.滑动变阻器R1(总阻值约为10Ω)；
E.电阻箱R2，最大阻值为99999Ω；
F.开关S，导线若干。
(1)该小组同学将电流表A1和电阻箱R2串联改装成量程为4.5V的电压表，电阻箱R2的阻值应调为______Ω；
(2)该小组同学设计了图丙测量电路，为了尽量减小实验误差，电阻箱右边的导线应该接______(填“a”或“b”)；按正确选择连接好电路之后，改变滑动变阻器滑片位置，测得多组对应的电流表A1和电流表A2的示数I1、I2，得到了图丁的图像，由图中数据可得该触摸屏单元未按压状态下的阻值Rx为______Ω(结果保留2位有效数字)；该测量方法中电流表A2的内阻对测量结果______(填“有”或“没有”)影响。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率为95kW)。求：
(1)输电线上通过的电流；
(2)升压变压器输出的电压；
(3)升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
14.如图所示，平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角θ=30∘，导轨间距为L=0.5m，上端接有R=3Ω的电阻，在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域为OO'O1'O1，磁感应强度大小为B=2T，磁场区域宽度为d=0.4m，放在导轨上的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2Ω，从距磁场上边缘d0处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s。导轨的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为g=10m/s2，求：
(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0；
(2)杆通过磁场区域的过程中所用的时间；
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热QR。
15.如图所示，边长为L的等边三角形abc区域外存在垂直于abc所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，P、Q两点分别为ab边的三等分点。t=0时刻，带负电的粒子在abc平面内以初速度v0从a点垂直于ac边射出，从P点第一次进入三角形abc区域。不计粒子重力，求：
(1)粒子的比荷；
(2)粒子第一次到c点的时间；
(3)粒子回到a点的可能时间。
答案和解析
1.B
【解析】左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心穿过，并使四指指向电流的方向或者正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是通电导线或运动电荷在磁场中所受安培力或洛伦兹力的方向。
A、磁场的方向向外，带正电的粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力竖直向下，故A错误；
B、磁场的方向向里，带正电的粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力竖直向上，故B正确；
C、磁场向上，带正电粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力垂直于纸面向外，故C错误；
D、磁场向下，带正电粒子向右运动由左手定则可知，洛伦兹力垂直于纸面向里，故D错误。
故选：B。
2.B
【解析】A、当汽车加油时，油箱内的油面上升的过程中，通过浮标和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器R接入电路的电阻变小，整个电路的总电阻变小，电路中的电流增大，故A错误；
B、根据欧姆定律，R1两端电压为U1=IR1，由于电路中的电流I变大，所以R1两端电压增大，故B正确；
C、整个电路消耗的功率为P=EI，由于电路中的电流I变大，E不变，所以整个电路消耗的功率增大，故C错误；
D、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，因不知道电路中内外电阻的大小关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选：B。
3.C
【解析】A、由图可知交流电的周期T=0.250s，所以交流电的频率为f=1T=10.250Hz=4Hz，故A错误；
BC、由图可知感应电动势的最大值为Em=20V，所以交变电流的最大值为Im=EmR=2010A=2A，交变电流的有效值为I=Im 2=2 2A= 2A，故B错误，C正确；
D、线圈转动的角速度为ω=2πT=2π0.250rad/s=8πrad/s，所以电流的瞬时值表达式为i=Imsinωt=2sin8πt(A)，故D错误。
故选：C。
根据周期和频率的关系计算；根据欧姆定律计算出电流的最大值，然后根据有效值和最大值的关系计算有效值；根据周期计算出线圈转动的角速度，进而可写出电流的瞬时值表达式。
本题考查了对交变电流的认识，交变电流的最大值和有效值的关系，以及线圈转动的角速度与周期的关系。
4.A
【解析】A、两导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，叠加后的磁感应强度为零，故A正确。
C、由安培定则可知两导线在A点产生的合场强方向水平向右，故C错误；
B、O点的磁感应强度比A点小，故B错误；
D、由安培定则可知两导线在A'点产生的合场强方向水平向左，故D错误；
故选：A。
5.D
【解析】A、大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集的下板，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到上板，故下板相当于电源的正极，上板相当于电源的负极，故A错误；
BD、根据qvB=qE电d得：电动势E电=Bdv，产生的电动势与电源的浓度无关，磁流体发电机具有内阻，上下板两端为路端电压，故U