吉林省长春市九台区、德惠市、榆树市、农安县2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于电源、电流、电阻，下列说法正确的是( )
A. 电流有大小有方向，是矢量
B. 电动势越大，移动单位电荷时将其他形式的能转化为电能就越多
C. 根据可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比
D. 自由电荷在导体中定向运动的速率越大，电流一定越大
2.如图所示，在等边三角形所在平面内存在方向与平面平行的匀强电场，已知、、三点的电势分别为、、，三角形的边长，一个电荷量的试探电荷放置在点，则下列说法正确的是( )
A. 该试探电荷在点的电势能为负值
B. 该试探电荷从点移动到点电场力做负功
C. 电场强度方向沿着方向
D. 电场强度大小为
3.研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。为圆柱形合金材料，为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对进行加热，则下列说法正确的是( )
A. 内部磁场的磁感应强度小于外部磁场的磁感应强度
B. 线圈的半径越大，穿过线圈的磁通量越大
C. 线圈一定有扩张的趋势
D. 线圈中感应电流产生的磁场阻止了线圈内磁通量的增加
4.如图所示，在装载作业中，传送带与矿物摩擦产生静电，假设传送带带上足够多的正电，地球表面由于静电感应带上负电，传送带与地球表面平行正对，该部分空间可视为一平行板电容器。一位身穿连帽绝缘工作服和绝缘鞋的工人在传送带下方作业，下列分析正确的是( )
A. 不考虑工人的影响，地球表面层与传送带间形成匀强电场
B. 工人由于静电感应头部带正电，脚部带负电
C. 工人身体中会产生持续向下的电流，人会感受到电击现象
D. 工人的存在不会影响该电容器的电容大小
5.如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场，电场强度为，、为两个固定的电荷量为的点电荷，点是连线的中点。有一质量为的带电小球在两电荷连线的中垂面内做半径为的匀速圆周运动，圆心为，带电小球和电荷的连线与连线的夹角为，重力加速度为，静电力常量为。下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球所带电荷量的大小为
C. 小球做圆周运动向心力大小为
D. 小球做圆周运动的线速度大小为
6.酒少饮怡情多饮伤身，驾车不能饮酒。利用图示电路可以检测司机是否酒驾，图中为定值电阻，是一个“酒精传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而增大。若检测时司机喝了酒( )
A. 电路的总电阻减小，电压表的示数增大 B. 电压表和电流表示数的比值不变
C. 电路的总电阻增大，电流表的示数不变 D. 电源消耗的总功率变大
7.如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( )
A. 静止不动
B. 向纸外摆动
C. 极向纸内、极向纸外转动
D. 极向纸外、极向纸内转动
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，为纸面内矩形的四个顶点，矩形区域内含边界处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，，。一质量为、电荷量为的粒子从点沿方向运动，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子能通过边的最短时间
B. 若粒子恰好从点射出磁场，粒子速度
C. 若粒子恰好从点射出磁场，粒子速度
D. 若粒子只能从边界射出磁场，则粒子的入射速度
9.理想变压器、电阻、理想交流电流表、理想交流电压表按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为：，定值电阻，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 副线圈中交流电的频率为 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 变压器的输入功率为
10.如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界的距离为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为。边长为、电阻为的单匝正方形金属线框位于垂直于磁场的竖直平面内，开始时边到磁场Ⅰ上边界的距离为，由静止释放线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ。重力加速度为，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热等于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热
B. 磁场Ⅱ的磁感应强度大小为
C. 线框的质量为
D. 线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组做“测金属丝的电阻率”的实验。
小组的某同学使用多用电表的电阻挡先粗略测量电阻丝的阻值，先把选择开关旋到电阻“”挡位，发现指针偏转角度过大，则应将选择开关旋到______填“”或“”挡位，再进行欧姆调零，测量后表盘如图甲所示，则电阻丝的阻值 ______。
然后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
用螺旋测微器测量其直径，某次测量直径结果如图乙所示，则直径 ______。
实验小组采用的实验电路图如图丙所示，在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丁所示的图线，由图线得到金属丝的阻值 ______结果保留两位有效数字。
通过测量可知，金属丝接入电路的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率 ______用题目所给的字母表示。
12.某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验室提供的器材有：
A.电流表：量程为，内阻约为
B.电流表：量程为，内阻约为
C.电压表：量程为，内阻约为
D.电压表：量程为，内阻约为
E.滑动变阻器最大阻值为
F.滑动变阻器最大阻值为
G.开关、导线若干
为了较准确测量电池的电动势和内阻，按照如图甲所示电路图，电压表应该选择______，电流表应该选择______，滑动变阻器应该选择______。均填仪器前的字母序号
在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的图线，由图可知电源的电动势 ______，内阻 ______结果保留三位有效数字。
按如图甲所示电路图实验时，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。产生系统误差的原因是______；图丙中实线为小明同学按如图甲所示电路图，正确操作时作出的图线，两条虚线、中有一条是电源电动势和内阻真实图线，下列说法正确的是______填正确答案标号。
A.图线表示真实图线，小明同学所测电动势和内阻均偏小
B.图线表示真实图线，小明同学所测电动势大小等于真实值，所测内阻偏大
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.年月日网易发表文章，万买个蛋？继“剁椒鱼头”后，五菱再出“停车场刺客”？网友：坏了，这真买得起。如果零蛋电动汽车电源、车灯、电动机构成的电路简化为如图所示，电源的电动势，内阻，电动机的线圈电阻，车灯电阻保持不变，电流表内阻忽略不计。当开关、都接通时，电流表的示数为，此时电动机正常工作。求：
当只有开关接通时，电流表的示数及此时车灯的两端电压；
当开关、都接通时，电动机的输出功率。
14.如图所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为，、两点间接有阻值为的电阻，一根质量为、长度也为的金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，金属杆的电阻为，整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨电阻可忽略，让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。重力加速度
求在下滑过程中，杆可以达到的速度最大值；
若杆在下滑距离时已经达到最大速度，求此过程中通过电阻的电荷量。
15.如图所示的坐标系中，第一象限内存在与轴成角斜向下的匀强电场，电场强度；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，其沿轴方向的宽度为，沿轴负方向宽度无限大，磁感应强度。现有一比荷为的正离子不计重力，以速度从点射入磁场，与轴正方向的夹角，离子通过磁场后刚好从点射出，之后进入电场。
求宽度等于多少？结果可以用根号表示
从点开始，经多长时间粒子第二次到达轴；结果可以用根号和表示
若离子进入磁场后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12. 电压表分流
13.解：当只有接通时，由闭合电路欧姆定律得
由部分电路欧姆定律得，此时车灯的两端电压为
根据题意，由闭合电路欧姆定律得
代入数据解可得
此时通过车灯的电流为
因此通过电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
答：当只有接通时，电流表示数为，此时车灯的两端电压为；
电动机正常工作电动机的输出功率为。
14.解：当金属杆匀速运动时，杆的速度最大，由平衡条件得
解得最大速度
电路中的平均平均感应电动势
平均电流：
通过电阻的电量：
代入数据解得：
答：在下滑过程中，杆可以达到的速度最大值为；
若杆在下滑距离时已经达到最大速度，则此过程中通过电阻的电荷量为。
15.解：离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由
解得
离子在磁场中的轨迹半径
解得
粒子在磁场中，运动轨迹如图
由几何关系可知圆心角
则在磁场中运动时间
离子进入电场后，经过时间再次到达轴上，分析知离子在电场中做类平抛运动，离子沿垂直电场方向做速度为的匀速直线运动，位移为，则
离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，位移为，则
，
由几何关系可知
代入数据解得
则总时间
解得
由知，越小，越大，设离子在磁场中最大轨迹半径为，由图中几何关系得
解得
由牛顿运动定律得
得
则外加磁场磁感应强度的最小值
解得
答：宽度等于；
从点开始，经粒子第二次到达轴；
若离子进入磁场后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，所加磁场磁感应强度的最小值为。
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