浙江省湖州市2023-2024學年高二上學期1月期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、選擇題1．下列單位為韋伯(Wb)的物理量是（）A．磁通量 B．磁感應強度 C．自感系數 D．電動勢2．下列家用電器中利用電流的熱效應工作的是（）A．掃地機器人 B．電飯煲 C．電風扇 D．電視機3．下列說法正確的是（）A．奧斯特發現了電磁感應現象B．法拉第提出了分子電流假說C．麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在D．普朗克提出了能量子的概念4．某同學對四個電阻各進行了一次測量，把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在U-I坐標系中描點如圖所示，分別用Ra、Rb、Rc、Rd代表電阻的阻值，則（）A．Ra>Rd B．Rd>5．圖甲為實驗室中使用的電壓表，圖乙為其內部電路結構示意圖。由圖乙中數據可得出該電壓表表頭的滿偏電流Ig和電壓表在“0-15V”量程時的內阻Rv分別為（）A．1A，100Ω B．1mA，2900ΩC．1mA，14900Ω D．1mA，15000Ω6．圖甲是法拉第在一次會議上展示的圓盤發電機，圖乙是這個圓盤發電機的示意圖。銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉動，則（）A．通過電阻R的電流方向向下B．回路中有周期性變化的感應電流C．圓盤轉動產生的感應電動勢大小E=D．由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應電流7．在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導體環．規定如圖2所示的電流i及磁場B方向為正方向．當用磁場傳感器測得磁感應強度隨時間變化如圖所示2時，導體環中感應電流隨時間變化的情況是（）A． B．C． D．8．下列現象中利用的主要原理與電磁感應無關的是（）A．如圖甲，磁鐵穿過一個固定閉合線圈上下振動，磁鐵很快就能停下來B．如圖乙，電線的兩端與靈敏電流計的接線柱相連，兩學生搖動電線，發現電流計有示數C．如圖丙，真空冶煉爐外有線圈，線圈中通入高頻交流電，爐內金屬能迅速熔化D．如圖丁，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，通電后彈簧上下振動9．如圖甲所示，Robot是一種智能機器人。圖乙為其內部電動機的工作原理簡圖，線圈電阻為R的電動機直接接在電動勢為E、內阻未知的直流電源兩端。當電動機兩端的電壓為U，電流為I時，電動機恰好能正常工作，下列說法中正確的是（）A．電源的內阻為E?UI B．電源的輸出功率為C．電動機消耗的總功率為EI D．電動機的輸出功率為UI10．如圖甲所示，某節能路燈可通過光控開關自動隨周圍環境的亮度改變進行自動控制，圖乙為其內部電路簡化原理圖，R1和R?為定值電阻，R?A．電壓表的示數變小 B．通過R?的電流變小C．小燈泡變暗 D．電源的效率增大11．甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發電機、速度選擇器、質譜儀的結構示意圖，下列說法中正確的是（）A．圖甲中增大兩盒間電勢差可增大出射粒子的最大動能B．圖乙中可以判斷出通過R的電流方向為從a到bC．圖丙中粒子沿直線PQ運動的條件是v=D．圖丁中在分析同位素時，軌跡半徑最小的粒子對應質量最大12．如圖所示，一塊均勻的長方體樣品，長為a、寬為b、厚為c，若沿著AB方向測得的電阻為R，下列說法正確的是（）A．樣品的電阻率為Rbac B．樣品的電阻率為C．沿CD方向的電阻為c2a2R 13．如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導線M和N，通有大小相等、方向相同的電流I，在紙面上有一點P，P與M、N構成等腰三角形，θ=30°。此時P點磁感應強度大小為B。若將導線M中的電流反向(大小不變)，則P點的磁感應強度大小為（）A．B B．-B C．32B 二、選擇題14．如圖所示，是一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構成一個閉合電路。在斷開開關S的時候，彈簧K并不能立即將銜鐵D拉起而使觸頭C離開，而是過一段時間后觸頭C才能離開，因此得名延時繼電器。關于延時繼電器，下列說法正確的是（）A．閉合S后，鐵芯上端是S極B．斷開S的瞬間，鐵芯上端為S極C．斷開S的瞬間，B線圈中無電流D．若線圈B不閉合，斷開S的瞬間無延時效應15．如圖所示，導電物質為電子的霍爾元件位于兩串聯線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產生勻強磁場，磁感應強度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側面，此時通過霍爾元件的電流為IH，與其前、后表面相連的電壓表測出的霍爾電壓UH滿足(UH=kIHBA．霍爾元件前表面的電勢比后表面的高B．若電源的正、負極對調，電壓表指針偏轉方向不變C．通過霍爾元件的電流IH與線圈中電流I成反比D．電壓表的示數與線圈中電流I的平方成正比三、實驗題16．小美同學測量一個由新材料制成的均勻實心圓柱體的電阻率，部分步驟如下：（1）用螺旋測微器測量其直徑如圖(甲)所示，其讀數為mm。（2）用多用電表的歐姆擋測量其電阻，選擇歐姆擋“×10”后，發現指針如圖(乙)a所示，為提高精度，需重新選擇歐姆擋(選填`“×100”’或“×1”)。按正確的操作步驟測此電阻，指針如圖(乙)b所示，則該圓柱體的阻值約為17．某小組做測定電池組的電動勢和內阻的實驗，實驗電路圖如圖(甲)所示（1）連接的實物電路如圖(乙)所示，經仔細檢查，發現電路中有一條導線連接不當，這條導線對應的編號是；（2）該小組重新測量后得到了幾組電壓表讀數U和對應的電流表讀數I，并作出U-I圖像，如圖(丙)所示。根據圖像可知，電池組的電動勢為V(結果保留三位有效數字)，內阻為Ω(結果保留三位有效數字)。18．在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中，（1）為了完成實驗，下列實驗器材中不必要的是（2）在實驗探究過程中，將條形磁鐵N極向下插入線圈，根據電流表指針偏轉方向可知感應電流的方向，現要知道線圈中感應電流產生磁場的方向，則(選填“需要”或“不需要”)弄清線圈導線的繞向。四、計算題19．如圖所示的電路中，R1=3Ω,R2=6Ω,R3（1）電源的內阻r；（2）保持S1閉合，S20．如圖所示，間距為L的兩平行導軌在同一水平面內。一質量為m，長度為L的金屬桿垂直導軌放置，空間中存在勻強磁場，磁感應強度的大小為B，方向與導軌平面成θ=60°角斜向上。當回路電流為I時，金屬桿靜止，求：

（1）金屬桿受到安培力的大小；（2）導軌對金屬桿支持力的大小；（3）金屬桿受到的摩擦力的大小和方向。21．如圖甲是一種可測速的跑步機，它的測速原理如圖乙所示。該機上底面固定有間距為L、寬度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場，左側與電壓表和電阻R相連接。絕緣橡膠帶上每隔距離d就嵌入一個電阻為r的平行細金屬條，跑步過程中，絕緣橡膠帶跟隨腳步一起運動，金屬條和電極之間接觸良好且任意時刻僅有一根金屬條處于磁場中。現在測出t時間內電壓表讀數恒為U，設人與跑步機間無相對滑動，電壓表內阻很大(視為理想電表)。求：

（1）判斷流過電阻R的電流方向(選填從“a到b”或“b到a”)；（2）此跑步機t時間內測量的橡膠帶運動速度大小；（3）若跑步過程中，人體消耗的能量有20%用于克服磁場力做功，求t時間內人體消耗的能量。22．如圖甲是一個粒子檢測裝置的示意圖，圖乙為其俯視圖。粒子源持續釋放出初速度可忽略、比荷(qm)分別為k1=2C/kg和k2=32C/kg的兩種帶正電粒子。粒子經直線加速器加速后由通道入口的中縫垂直MN進入磁場區。該通道的上下表面是內半徑為R、外半徑為3R（1）磁感應強度B的大小；（2）當加速器的電壓為U0時，照相底片上比荷k2=3（3）若加速電壓在U016≤U≤

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.磁通量的單位是韋伯（Wb)，A符合題意；

B.磁感應強度單位是特斯拉（T)，B不符合題意；

C.自感系數單位是亨利（H），C不符合題意；

D.電動勢單位是伏特（V），D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】韋伯（Wb)是磁通量的單位。2．【答案】B【解析】【解答】AC.掃地機器人和電風扇都是將電能轉換為機械能和少部分內能，沒有利用電流的熱效應，AC不符合題意；

B.電飯煲是將電能轉化為熱能，利用了電流的熱效應，B符合題意；

D.電視機工作時，主要將電能轉化為光能、聲能和少部分內能，不是利用電流的熱效應，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據電流做功和電流熱效應分析。3．【答案】D【解析】【解答】A.奧斯特發現了電流的磁效應，法拉第發現了電磁感應現象，A不符合題意；

B.安培提出了分子電流假說，B不符合題意；

C.麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，C不符合題意；

D.普朗克為了解釋黑體現象的規律，提出了能量子的概念，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據物理學史分析。4．【答案】A【解析】【解答】U-I圖像中，所求點與坐標原點連線的斜率表示電阻，可得RA符合題意，BCD不符合題意。

故答案為：A。

【分析】根據U-I圖像中，所求點與坐標原點連線的斜率表示電阻，進行分析。5．【答案】D【解析】【解答】當電壓表量程為3V時，根據歐姆定律可得I解得I“0-15V”量程時的內阻為RD符合題意，ABC不符合題意。故答案為：D。

【分析】根據歐姆定律和串聯電路特點分析求解。6．【答案】C【解析】【解答】A.根據右手定則可知，通過電阻R的電流方向向上，A不符合題意；

BD.將圓盤看成由無數個金屬棒組成，圓盤轉動時，連接在CD間的金屬棒接入電路，切割磁感線，產生恒定的感應電動勢，則回路中有恒定不變的的感應電流，BD不符合題意；

C.根據切割感應電動勢公式E=BLv，可得圓盤轉動產生的感應電動勢大小E=BLC符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據右手定則判斷感應電流的方向；將圓盤看成由無數個金屬棒組成，連接在CD間的金屬棒給電路提供電動勢；根據切割感應電動勢公式E=BLv，求解圓盤轉動產生的感應電動勢大小。7．【答案】C【解析】【解答】根據法拉第電磁感應定律有：E=N則感應電流I=NsΔB故答案為：C。

【分析】利用法拉第電磁感應定律結合歐姆定律可以求出電流的表達式，結合圖像斜率可以判別其感應電流的大小，結合楞次定律可以判別感應電流的方向。8．【答案】D【解析】【解答】A.如圖甲，磁鐵穿過一個固定的閉合線圈上下振動，磁鐵很快就能停下來，是因為線圈產生感應電流，阻礙磁鐵運動，產生了電磁阻尼現象，故該現象與電磁感應有關，A不符合題意；

B.如圖乙，電線的兩端與靈敏電流計的接線柱相連，兩學生搖動電線，切割地磁場產生感應電流，電流計有示數，是電磁感應現象，B不符合題意；

C.如圖丙，真空冶煉爐外有線圈，線圈中通入高頻交流電，爐內金屬上產生渦流，從而產生大量的熱能使金屬迅速熔化，渦流是電磁感應現象，C不符合題意；

D.如圖丁，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，通電后彈簧上下振動，這屬于電流之間的相互作用，與電磁感應現象無關，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據電磁感應現象的定義和原理分析。9．【答案】A【解析】【解答】】A.根據閉合電路歐姆定律得U=E-Ir，解得電源內阻r=A符合題意；

B.電源的輸出功率為PB不符合題意；

C.電動機消耗的總功率為UI，電路消耗的總功率為EI，C不符合題意；

D.電動機的輸出功率為PD不符合題意。

故答案為：A。

【分析】根據閉合電路歐姆定律和電功率功率計算，注意電動機電路為非純電阻電路。10．【答案】C【解析】【解答】ABD.當天逐漸變亮時，光照強度增大，R2電阻值減小，總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得，總電流變大，RU變大，即電壓表的示數變大；內阻上的電壓U變大，路端電壓U=E-減小，則并聯支路的電壓U減小，燈泡所在支路的電流I減小，燈泡變暗，通過R2的電流IR2=I-η=外電壓U減小，則電源效率減小，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據R2阻值的變化，由閉合電路歐姆定律分析各部分電路兩端的電壓和通過的電流的變化情況；電源的效率η=11．【答案】C【解析】【解答】A.當粒子在磁場中的軌道半徑等于D形盒半徑時，粒子的動能最大，則有q可得粒子最大速度為v粒子最大動能為E可知粒子獲得的最大動能與兩盒間電勢差無關，A不符合題意；

B.根據左手定則可以判斷正離子會向B極板偏轉，負離子會向A極板偏轉，故而B極板帶正電，A極板帶負電，則通過R的電流方向為從b到a，B不符合題意；

C.圖丙中，粒子沿直線PO運動的條件是粒子受到的電場力與洛倫茲力等大反向，即qE=qvB，可得v=C符合題意；

D.粒子經過加速電場，根據動能定理可得qU=粒子進入勻強磁場做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力得qvB=m聯立可得粒子在磁場中運動的軌跡半徑為R=可知圖丁中在分析同位素時，軌跡半徑最小的粒子對應比荷最小，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據洛倫茲力充當向心力推導粒子獲得的最大速度，得到粒子獲得的最大動能的表達式，確定其與兩盒間電勢差的關系；根據左手定則判斷正、負離子的偏轉方向，得出電流方向；根據速度選擇器的原理分析；推導粒子在磁場中運動軌跡半徑的表達式，再進行分析。12．【答案】D【解析】【解答】AB.若沿著AB方向測得的電阻為R，則根據電阻定律可得R=ρ解得樣品的電阻率為ρ=AB不符合題意；

CD.由電阻定律可得，沿CD方向的電阻為RC不符合題意，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據電阻定律分析計算。13．【答案】D【解析】【解答】根據右手螺旋定則可知，MN兩條通電導線在P點的磁場方向如圖，

由于M、N兩電流的大小相等，故兩電流在P點產生的磁感應強度大小相等，設為B1，根據矢量疊加可得B=2解得B1=B，若將導線M中的電流反向，大小不變，則M點在P點產生的磁場反向，如圖所示，

B'=2ABC不符合題意，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】由右手螺旋定則分析兩導線中的電流在P點產生的磁場方向，再由矢量疊加原理求出合磁場大小。14．【答案】A,B,D【解析】【解答】A.根據右手螺旋定則，閉合S后，鐵芯下端為N極，上端為S極，A符合題意；

BC.斷開S的瞬間，穿過線圈B的磁通量向下減小，B線圈中有感應電流產生，根據楞次定律可得，線圈B的下端為N極，上端為S極，故鐵芯上端為S極，B符合題意，C不符合題意；

D.若線圈B不閉合，斷開S的瞬間B線圈中無感應電流產生，則無延時效應，D符合題意。

故答案為：ABD。

【分析】由右手螺旋定則判斷電磁鐵的N、S極；根據感應電流產生條件，分析線圈B中是否有感應電流產生。15．【答案】A,B,D【解析】【解答】A.由左手定則可知，電子受洛倫茲力方向指向后表面，則電子向后表面集聚，故后表面帶負電，前表面帶正對，可知霍爾元件前表面的電勢比后表面的高，A符合題意；

B.若電源的正、負極對調，通過霍爾元件的電流方向和磁場方向都反向，則電子受洛倫茲力方向不變，產生的霍爾電壓方向不變，則電壓表指針偏轉方向不變，B符合題意；

C.霍爾元件與電阻RLIH=聯立解得I可知通過霍爾元件的電流IH與線圈中電流I成正比，C不符合題意；

U式中電流IH與線圈中電流I成正比，磁感應強度大小B與I成正比，則電壓表的示數與線圈中電流I的平方成正比，D符合題意。

故答案為：ABD。

【分析】根據左手定則判斷電子的偏轉方向，確定前、后兩表面電勢的高低關系；分析電源的正、負極對調后，磁場和電流方向的變化，確定電壓表指針方向是否會發生變化；根據電流結構，由歐姆定律分析通過霍爾元件的電流IH與線圈中電流I的關系；根據霍爾電壓UH16．【答案】（1）6.710（2）“×1”；18【解析】【解答】（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，圖中螺旋測微器主尺讀數為6.5mm，可動尺讀數為0.01mm×21.0=0.210mm可得圓柱體的直徑為6.5mm+0.210mm=6.710mm（2）用多用電表測電阻時，指針指在中央位置附近，測量才比較準確，由圖乙可知，選擇歐姆擋“×10”后測量電阻，發現指針偏角過大，可知電阻較小，則倍率檔選擇過高，需重新選擇歐姆擋“×1”。該圓柱體的阻值約為18×1【分析】（1）根據螺旋測微器的讀數規則讀數；（2）根據用多用電表測電阻時，指針指在中央位置附近，測量才比較準確的特點，根據指針偏轉角度，重新選擇合適檔位；然后根據多用電表的讀數規則，讀出該圓柱體的阻值。17．【答案】（1）④（2）2.88##2.89##2.90##2.91##2.92；3.70~3.88【解析】【解答】（1）由甲圖可知，這條連接不當的導線對應編號是④，④號線應該接在電流表中間的接線柱上。

（2）根據閉合電路歐姆定律可得E=U+Ir，整理可得U=E-Ir，將U-I圖像延長與兩坐標軸相交，根據圖像的縱軸截距和斜率可得，電池組的電動勢為E=2.91V，內阻為r=

【分析】（1）根據原理電路分析實物圖連接的不當之處；根據閉合電路歐姆定律推導U-I的關系式，再結合U-I圖像的縱軸截距和斜率，求出電源電動勢和內阻。18．【答案】（1）C（2）需要【解析】【解答】（1）實驗中是將線圈、靈敏電流計和定值電阻組成電路，故實驗不需要滑動變阻器，C符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C。

（2）在實驗探究過程中，將條形磁鐵N極向下插入線圈，根據電流表指針偏轉方向可知感應電流的方向，現要知道線圈中感應電流產生磁場的方向，需要根據右手螺旋定則進行判斷，則需要弄清線圈導線的繞向。

【分析】（1）根據實驗原理選擇實驗器材；（2）需要弄清線圈導線的環繞方向，才能應用右手螺旋定則判斷感應電流產生的磁場方向。19．【答案】（1）電鍵都閉合時總功率P=IER電流I=解得r=0