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德优网2025陕西省西安市碑林区铁一中学高中物理考试期末高二上

2024-2025学年陕西省西安市铁一中学高二(上)期末物理试卷

试卷总分:120分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(10小题共3个小题,共40分)
1. (本题4分) 如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是(  )
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A.如图甲所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动

B.如图乙所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动

C.如图丙所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动

D.如图丁所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动

2. (本题4分) 德优题库北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成,如图所示,地球静止轨道卫星A与倾斜地球同步轨道卫星B距地面高度均约为36000km,中圆轨道卫星C距地面高度约为21500km,下列说法正确的是(  )

A.A与B运行的周期相同

B.A与B受到的向心力一定相同

C.B比C运行的线速度大

D.B比C运行的角速度大

3. (本题4分) 德优题库如图,两根平行通电长直导线固定,左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流,两导线连线(水平)的中点处,一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2,下列判断正确的是(  )

A.I2<I1,方向垂直纸面向外

B.I2>I1,方向垂直纸面向外

C.I2<I1,方向垂直纸面向里

D.I2>I1,方向垂直纸面向里

4. (本题4分) 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究。实验装置示意图如图所示,两块面积均为S的矩形平行金属板正对地浸在河水中,金属板间距为d。水流速度处处相同大小为v,方向水平向左,金属板面与水流方向平行。地磁场磁感应强度竖直向下的分量为B,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关S连接到两金属板上。忽略边缘效应,则下列说法正确的是(  )

A.电阻R上的电流方向从里向外  

B.河水流速减小,两金属板间的电压增大  

C.该发电装置的电动势大小为Bdv 

D.流过电阻R的电流大小为

5. (本题4分) 德优题库如图,金属棒ab,金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则(  )

A.ab棒不受安培力作用

B.ab棒所受安培力的方向向右

C.ab棒向右运动速度越大,所受安培力越大

D.螺线管产生的磁场,A端为S极

6. (本题4分) 在匀强磁场中放置一个金属圆环,磁场方向与圆环平面垂直。规定图1所示磁场方向为正。当磁感应强度B随时间t按图2所示的正弦规律变化时,下列说法正确的是(  )
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A.t2时刻,圆环中无感应电流

B.t3时刻,圆环上各点受到的安培力最大

C.t1~t3时间内,圆环中感应电流方向始终沿顺时针方向

D.t2~t4时间内,圆环先出现扩张趋势后出现收缩趋势

7. (本题4分) 德优题库如图所示,粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时,一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动,则物块运动的v-t图像不可能是(  )
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8. (本题6分) 德优题库一件行李重为G,被绳OA和OB吊在空中,OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2,如图所示,则(  )

A.F1、F2的合力是G

B.F1、F2的合力是F

C.行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反,大小相等

D.行李受到重力G、OA绳的拉力F1、OB绳的拉力F2,还有F共四个力作用

9. (本题6分) 如图甲所示,三角形线圈abc水平放置,在线圈所处区域存在一变化的磁场,其变化规律如图乙所示。线圈在外力作用下处于静止状态,规定垂直于线圈平面向下的磁场方向为正方向,垂直ab边斜向下的受力方向为正方向,线圈中感应电流沿abca方向为正,则线圈内电流及ab边所受安培力随时间变化规律是(  )
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10. (本题6分) 德优题库荡秋千是一项同学们喜欢的体育活动。如图所示,两根金属链条(可视为导体)将一根金属棒ab悬挂在固定的金属架cd上,静止时金属棒ab水平且沿东西方向,已知当地的地磁场方向自南向北斜向下与竖直方向成45°角,现让金属棒ab随链条摆起来,通过能量补给的方式可使链条与竖直方向的最大偏角保持45°不变,则下列说法中正确的是(  )

A.当ab棒自北向南经过最低点时,电流从c流向d

B.当链条与竖直方向成45°角时,回路中感应电流一定为零

C.当ab棒自南向北摆动的过程中,回路中的磁通量先减小再增加

D.当ab棒自南向北经过最低点时,ab棒受到的安培力的方向水平向南

二、实验题(2小题共3个小题,共40分)
11. (本题6分) 如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系的实验。
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①实验中还需要的测量工具有        
②如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的长度x。由图象可知:弹簧的劲度系数k=        N/m(g取10m/s2)。
③如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,画出弹簧弹力F与弹簧长度L关系的F-L图象。下列说法正确的是        
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.弹力与弹簧长度成正比
12. (本题8分) 某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻,提供下列仪器:
A.待测“水果电池”(电动势E约为4V,内阻r约为200Ω)
B.电流表A(量程5mA,内阻为RA=60Ω)
C.电压表V(量程U0=4V,内阻约5kΩ)
D.电阻箱R1(0~999.9Ω)
E.滑动变阻器R(0~1000Ω)
F.开关、导线若干
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①由于毫安表的量程太小,该同学用电阻箱R1与毫安表A并联,可使其量程扩大,取R1=
1
4
RA,则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的        倍。
②用改装后的电流表完成实验,应该选择的实验电路是图1中的        (选填“甲”或“乙”)。
③根据实验数据画出U-I图线,如图2所示。由图线可得,“水果电池”的电动势E=       V,内电阻r=       Ω(保留三位有效数字)。
三、解答题(3小题共3个小题,共40分)
13. (本题13分) 德优题库连续刹车时,刹车片和刹车盘产生大量热量,温度升高很快,刹车效率迅速降低,容易造成刹车失灵.为了避免刹车失灵造成的危害,高速公路在一些连续下坡路段设置用砂石铺成的紧急避险车道,如图所示.现将某次汽车避险过程简化如下:一辆货车在倾角为30°的长直下坡路上以20m/s的速度匀速行驶,突然刹车失灵开始加速,此时汽车所受阻力为车重的0.4倍(发动机关闭),加速前进15s后冲上了倾角为53°的避险车道,在避险车道上运动17.5m后停下.将货车的加速、减速过程视为匀变速直线运动,求汽车:(sin53°=0.8,g=10m/s2).
(1)冲上避险车道时速度的大小;
(2)在避险车道上所受摩擦阻力是车重的多少倍?
14. (本题13分) 德优题库如图所示,在y>0区域存在着垂直xOy平面向外的匀强磁场,在第四象限的空间中存在着平行于xOy平面沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m,带电量为q的带正电粒子从坐标原点以初速度v0射入磁场,方向与x轴负方向成60°角斜向上,然后经过M点进入电场,并从y轴负半轴的N点垂直y轴射出电场。已知M点坐标为(L,0),粒子所受的重力不计,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)匀强电场的电场强度E的大小。
15. (本题14分) 德优题库某物理小组想出了一种理想化的“隔空”加速系统,该系统通过利用其中一个金属棒在磁场中运动产生感应电流从而使另一个金属棒获得速度,这样就避免了直接对其进行加速时所带来的磨损和接触性损伤,该加速系统可以建模抽象为在足够长的固定水平平行导轨上放有两个金属棒MN和PQ,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在水平面垂直,方向竖直向下,导轨电阻很小,可忽略不计。如图为模型俯视图,导轨间的距离L=1.0m,每根金属棒质量均为m=1.0kg,电阻都为R=5.0Ω,可在导轨上无摩擦滑动,滑动过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,在t=0时刻,两金属棒都处于静止状态,现有一与导轨平行、大小为F=2.0N恒力作用于金属棒MN上,使金属棒MN在导轨上滑动,经过t=10s,金属棒MN的加速度a=1.6m/s2,求:
(1)此时金属棒PQ的加速度是多少?
(2)此时两金属棒的速度各是多少?
(3)金属棒MN和PQ的最大速度差是多少?
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  • 力的合成与分解的应用,共点力的平衡问题及求解,
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  • 安培力作用下的受力平衡问题,楞次定律及其应用,法拉第电磁感应定律的内容和表达式,
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  • 导体转动切割磁感线产生的感应电动势,
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  • 探究弹簧弹力与形变量的关系,
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  • 测量水果电池的电动势和内阻,
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  • 匀变速直线运动位移与时间的关系,牛顿第二定律的简单应用,
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  • 牛顿第二定律与向心力结合解决问题,动能定理的简单应用,带电粒子在叠加场中做直线运动,
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  • 导体平动切割磁感线产生的感应电动势,电磁感应过程中的动力学类问题,
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