江苏省南京市玄武区第九中学2023-2024学年高二上期末物...

更新时间：2024-02-28 浏览次数：15 类型：期末考试

一、单项选择题：本大题共14小题，每小4分，共56分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把答案填涂在答题卡相应位置上.

1. (2023高二上·长沙月考) 物理学的发展离不开科学家们的贡献，他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列符合物理学史的是（　　）

A . 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值 B . 奥斯特发现了电磁感应现象，法拉第发现了电流的磁效应 C . 通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，安培由此受到启发提出分子电流假说 D . 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验精确测量了引力常量G的数值

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2. 如图所示，圆环中通逆时针方向电流，位于圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为（）

A . 水平向右 B . 竖直向下 C . 垂直纸面向里 D . 垂直纸面向外

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3. (2023高二上·佛山) 相同磁铁的同名磁极之间的磁场分布与等量同种电荷之间电场分布相似。如图所示，两个相同的条形磁铁的 $\text{[math]}$ 极正对放置，两条虚线分别是两磁极中心的连线及其垂直平分线，它们的交点是 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点分别相对于 $\text{[math]}$ 点对称。关于两磁极间的磁场说法正确的是（）

A . 从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ ，连线上各点的磁感应强度逐渐减小 B . $\text{[math]}$ 点的磁感应强度与 $\text{[math]}$ 点的磁感应强度相同 C . 在 $\text{[math]}$ 连线上， $\text{[math]}$ 点的磁感应强度最小 D . 小磁针在 $\text{[math]}$ 点和 $\text{[math]}$ 点时， $\text{[math]}$ 极的指向相同

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4. 如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B₀ ，则D点的磁感应强度大小为（）

A . 0 B . B₀ C . $\text{[math]}$ D . 2B₀

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5. 一种用磁流体发电的装置如图所示，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场。若A、B两板相距为 $\text{[math]}$ ，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度 $\text{[math]}$ 沿垂直于磁场的方向射入磁场。下列说法正确的是（）

A . A极板是电源的正极 B . 发电机的电动势为 $\text{[math]}$ C . 发电机的电动势与带电粒子的电荷量成正比 D . 等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做正功

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6. (2023高二上·长沙月考) 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断错误的是（　　）

A . 在 $\text{[math]}$ 图中应有 $\text{[math]}$ B . 高频电源的变化周期应该等于 $\text{[math]}$ C . 粒子加速次数越多，粒子最大动能不一定越大 D . 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径

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7. 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为 $\text{[math]}$ 。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（）

A . N板电势低于M板电势 B . MN间电势差 $\text{[math]}$ C . 每个载流子受到的洛伦兹力大小为 $\text{[math]}$ D . 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行， $\text{[math]}$ 变大

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8. 下列关于电磁感应现象的说法中，错误的是（）

A . 如图甲所示，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动 B . 如图乙所示的真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内金属产生涡流，从而炼化金属 C . 如图丙所示的变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小发热量，提高变压器的效率 D . 如图丁所示的是毫安表的表头，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护毫安表指针，利用了电磁驱动的原理

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9. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，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t内，磁感应强度方向向里且由0增大到 $\text{[math]}$ ，此过程中（）

A . 通过线圈的磁通量变化量大小为 $\text{[math]}$ B . 线圈中感应电流方向为逆时针方向 C . AB边受到的安培力方向向右 D . 线圈有扩张的趋势

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10. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一A个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置 $\text{[math]}$ 时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行， $\text{[math]}$ 之间和 $\text{[math]}$ 之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（）

A . 线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针（俯视） B . 线圈在位置 $\text{[math]}$ 时感应电流的方向为顺时针（俯视） C . 线圈在位置 $\text{[math]}$ 时线圈中无感应电流 D . 线圈在位置 $\text{[math]}$ 时的感应电流比在位置A时的大

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11. 如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（）

A . 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向 B . 电压表的正接线柱接线圈的N端 C . 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s D . 电表的读数为40V

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12. 在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法正确的是（）

A . A点电势比O点电势高 B . A点电势比O点电势低 C . A点电势等于O点电势 D . 扇叶长度越短，转速越快，两点间的电势差数值越大

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13. 如图所示，以速度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且 $\text{[math]}$ ，则在先后两种情况下（）

A . 线圈中的感应电动势之比 $\text{[math]}$ B . 线圈中的感应电流之比 $\text{[math]}$ C . 线圈中产生的焦耳热之比 $\text{[math]}$ D . 通过线圈某截面的电荷量之比 $\text{[math]}$

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14. 如图甲所示，矩形导线框abcd放在匀强磁场中固定不动，磁场方向与线框平面垂直，规定磁感应强度方向垂直纸面向里为正方向。线框ab边所受的安培力F 随时间t变化的图像如图乙所示（规定ab边所受的安培力向左为正）。在0~4s时间内，B随时间t变化的图像正确的是（）

A . B . C . D .

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二、解答题（第15题8分、第16题12分、第17题12分、第18题12分，共44分）

15. 轻质细线吊着一质量为m=0.05kg、边长为L=1m的单匝正方形线圈，其总电阻为r=0.1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s² ，求：
1. （1）线圈的电功率；
2. （2）在t=4s时，轻质细线的拉力大小。
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16. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.5 kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.2。
1. （1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
2. （2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为4.4W，求该速度的大小；
3. （3）在上问中，若R＝1.1Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向。（g=10m/s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
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17. 质谱仪是分析同位素的重要工具。如图是质谱仪的工作原理示意图，速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，其磁感应强度和电场强度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，平板 $\text{[math]}$ 上有可让粒子通过的狭缝 $\text{[math]}$ 和记录粒子位置的胶片 $\text{[math]}$ ，平板 $\text{[math]}$ 下方有磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。今有质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的正粒子从粒子源逸出（可认为初速度为0）后经加速电场加速后，恰好通过速度选择器，从 $\text{[math]}$ 点进入平板 $\text{[math]}$ 下方的匀强磁场，不计粒子的重力。求：
1. （1）能通过狭缝 $\text{[math]}$ 的粒子的速率；
2. （2）加速电场的电压 $\text{[math]}$ ；
3. （3）粒子打在胶片上的位置距离狭缝 $\text{[math]}$ 点的水平距离。
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18. 如图所示，第一象限内存在沿x轴负方向、场强大小为E的匀强电场，第二、三、四象限存在垂直xOy平面向里的匀强磁场。把一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子由A点静止释放，A点到x轴和y轴的距离均为d，粒子从y轴上的P点第一次进入磁场偏转后，垂直x轴再次进入电场，在电场的作用下又从y轴上的Q点（图中未标出）第二次进入磁场，粒子重力不计。求：
1. （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
2. （2） O、Q两点间的距离；
3. （3）粒子第2024次进入磁场时的位置到坐标原点的距离。
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