福建省福州第一中学20243-2024学年高二上学期期末考试物理试题（解析版）带答案与解析.docx

福州一中2023-2024学年第一学期第二学段模块考试

高二物理学科（选择性必修二）

（考试时间：75分钟）

一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分共16分，每小题只有一个选项符合题目要求）

1.下列各图所示能产生感应电流的是（）

A.一个闭合线圈绕平行于匀强磁场的转动轴匀速转动

B.条形磁铁插入有开口的圆环

C.闭合线圈与条形磁铁在同一平面远离磁铁

D.平行金属导轨上两根金属棒向相反方向运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．闭合线圈绕平行于匀强磁场的转动轴匀速转动，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，因此闭合线框中无感应电流，故A错误；

B．条形磁铁插入有开口的圆环，会产生感应电动势，但由于圆环未闭合，因此圆环中无感应电流，故B错误；

C．闭合线圈与条形磁铁在同一平面远离磁铁，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，因此闭合线圈中无感应电流，故C错误；

D．平行金属导轨上两根金属棒构成闭合回路，当向相反方向运动时，闭合回路面积增大，即穿过闭合回路的磁通量增大，回路中将产生感应电流，故D正确。

故选D。

2.比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性。如电场强度E、导体的电阻R、电容C、电流强度I、电势φ都是用比值法定义的物理量，下列几组公式均属于比值定义的是（）

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．公式，电场强度的大小是由电场本身的性质决定的，与试探电荷的带电量以及试探电荷在电场中所受到的电场力无关，是比值定义法；公式，电容器的大小是由两个极板的正对面积以及两极板间的距离决定的，与电容器的带电量以及电容器两个极板之间的电压无关，是比值定义法，故A正确；

B．公式，试点电荷点场的表达式，电场强度的大小与场源电荷带电量成正比，与到场源距离的平方都成反比，不是比值定义法；公式，是电流的定义式，与流过导体横截面的电量无关，与时间也无关，是比值定义法，故B错误；

C．公式，是电阻的定义式，与电压、电流无关，是其本身的属性，是比值定义法；公式，表明电容器的大小与两极板的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比，因此该公式不是比值定义法，故C错误；

D．公式，表明电阻的大小与导线的长度成正比，与导线的横截面积成反比，以导线的电阻率成正比，不是比值定义法；公式，是电势的定义式，电势与电势能、电量无关，电势的大小由电场本身决定，是比值定义法，故D错误。

故选A。

3.如图甲所示，线圈固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下图所示的哪一个（）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据题意可知安培力的方向向右，根据左手定则，感应电流的方向由B到A；再由右手定则，当垂直向外的磁场在增加时，会产生由B到A的感应电流；由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，则安培力的表达式

因安培力的大小不变，则是定值，是B-t图的斜率。当磁感应强度B增大，则减小；当磁感应强度B减小，则增大；故D正确，ABC错误；

故选D。

4.地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径，地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是（）

A.粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面

B.若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面

C.若粒子速率为，入射到磁场的粒子均可以到达地面

D.若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面

【答案】D

【解析】

【详解】A．射入方向在地球下表面以下的粒子，只要速率合适，粒子可到达MN右侧地面，故A错误；

B．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有

解得

若粒子正对着O处入射，且恰好可以到达地面，其轨迹如图所示

设该轨迹半径为，由几何关系可得

解得

故B错误；

C．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有

解得

由B选项分析可知，若粒子的射入方向在正对O处以上，入射到磁场的粒子均不可以到达地面，故C错误；

D．若粒子速率为，由洛伦兹力提供向心力得

解得

由B选项分析可知，此时若粒子正对着O处入射，则恰好可以到达地面；而在对着O处以上的方向入射的粒子，因为向上偏转，均不能到达地面；而在