遼寧省營口市大石橋市第三高級中學等二校2022-2023學年高二（上）期末物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）

1.如圖所示，下列矩形線框在無限大的勻強磁場中運動，則能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()

A.B.

C.D.

2.下列關(guān)于磁場、電場及電磁波的說法中正確的是()

A.均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的電場

B.只有空間某個區(qū)域有振蕩變化的電場或磁場，才能產(chǎn)生電磁波

C.麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在

D.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波

3.如圖所示，電源的電動勢為，內(nèi)阻為，為定值電阻，為光敏電阻阻值隨光照強度的增大而減小，為電容器，為小燈泡，電表均為理想電表，閉合開關(guān)后，若減弱照射光強度，則()

A.電壓表的示數(shù)增大B.電容器上的電荷量減小

C.電流表的示數(shù)增大D.小燈泡的功率減小

4.如圖所示，兩根電阻不計的光滑金屬導軌平行放置在傾角為的斜面上，導軌間距為，導軌下端接有電阻，勻強磁場垂直于斜面向上，電阻可忽略不計的金屬棒質(zhì)量為，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力的作用，金屬棒沿導軌以速度勻速上滑，則它在上滑高度的過程中，以下說法正確的是()

A.安培力對金屬棒所做的功為

B.金屬棒克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱

C.拉力做的功等于回路中增加的焦耳熱

D.重力做的功等于金屬棒克服恒力做功

5.如圖所示，，是兩個完全相同的白熾燈，是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計的自感線圈，下列說法正確的是()

A.斷開開關(guān)時，燈與燈同時慢慢熄滅

B.斷開開關(guān)時，燈立即熄滅而燈慢慢熄滅

C.閉合開關(guān)時，，燈同時亮，且達到正常亮度

D.閉合開關(guān)時，燈比燈先亮，最后一樣亮

6.在一個很小的矩形半導體薄片上制作四個電極、、、，做成了一個霍爾元件。在、間通入恒定電流，同時外加與薄片垂直的磁場，此時、間的電壓為。已知半導體薄片中的載流子為正電荷，電流與磁場的方向如圖所示，下列說法正確的是()

A.板電勢低于板電勢

B.磁感應(yīng)強度越大，、間的電勢差越大

C.將磁場方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行，不變

D.將磁場和電流同時反向，板電勢低于板電勢

7.半徑為的圓形金屬導軌固定在水平面上，一根長也為、電阻為的金屬棒一端與導軌接觸良好，另一端固定在圓心處的導電轉(zhuǎn)軸上，由電動機帶動順時針旋轉(zhuǎn)從上往下看，在金屬導軌區(qū)域內(nèi)存在大小為、方向豎直向上的勻強磁場。從圓形金屬導軌及轉(zhuǎn)軸通過電刷引出導線連接成如圖所示的電路，燈泡電阻為，轉(zhuǎn)軸以的角速度勻速轉(zhuǎn)動，不計其余電阻，則()

A.點電勢比點電勢高

B.電動勢大小為

C.棒每旋轉(zhuǎn)一圈通過燈泡的電量為

D.燈泡消耗的電功率是

二、多選題（本大題共5小題，共20.0分）

8.如圖所示，有方向垂直于光滑絕緣水平桌面的兩勻強磁場，磁場感應(yīng)強度的大小分別為、，為兩磁場的邊界，磁場范圍足夠大，一個水平放置的桌面上的邊長為，質(zhì)量為，電阻為的單匝正方形金屬線框，以初速度垂直磁場方向從圖示位置開始向右運動，當線框恰有一半進入右側(cè)磁場時速度為，則下列判斷正確的是()

A.B.此時線框的加速度大小為

C.此過程中通過線框截面的電量為D.此時線框的電功率為

9.如圖所示，在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，有一個匝矩形金屬線框，繞垂直磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框電阻為，面積為，線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只額定電壓為的燈泡和，開關(guān)斷開時燈泡正常發(fā)光，理想電流表示數(shù)為，則()

A.若從圖示位置開始計時，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為

B.燈泡的額定功率為

C.若開關(guān)閉合，燈泡將更亮

D.原副線圈的匝數(shù)比為

10.如圖所示，在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強磁場，是圓的一條直徑。一帶電粒子從點射入磁場，速度大小為，方向與成時恰好從點飛出磁場，粒子在磁場中運動的時間為；不計帶電粒子所受重力，則()

A.該帶電粒子帶正電

B.粒子在磁場中做圓周運動的半徑為

C.若僅將速度大小改為，則粒子在磁場中運動的時間為

D.若僅將速度大小改為，則粒子在磁場中運動的時間為

11.如圖所示，為一臺發(fā)電機通過升壓和降壓變壓器給用戶供電的示意圖。已知發(fā)電機的輸出電壓為，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是，兩變壓器之間輸電導線的總電阻為，向用戶供交流電，若變壓器是理想變壓器，當發(fā)電機的輸出電功率為時。下列說法正確的是()

A.遠距離輸電損失的電壓

B.遠距離輸電損失的功率為

C.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比

D.若用戶用電器增多則降壓變壓器輸出電壓增大

12.如圖所示，兩根足夠長且相互平行的光滑長直金屬導軌固定在與水平面成的絕緣斜面上，在導軌的右上端分別接入阻值為的電阻、電動勢為、內(nèi)阻不計的電源和電容為的電容器電容器不會被擊穿，導軌上端用單刀多擲開關(guān)可以分別連接電阻、電源和電容。質(zhì)量為、長為、阻值也為的金屬桿鎖定于導軌上，與導軌垂直且接觸良好，解除鎖定后，其運動時始終與平行，不計導軌的電阻和空氣阻力，整個導軌處在垂直導軌平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為，重力加速度。則下列說法正確的是()

A.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，則金屬桿最大速度為

B.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，則金屬桿一定沿軌道向下加速

C.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，則金屬桿做勻加速直線運動

D.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，則在內(nèi)金屬桿運動的位移為

三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）

13.在“探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，某同學利用可拆變壓器如圖所示進行探究。

以下給出的器材中，本實驗還需要用到的是_____；填字母

A.干電池．學生電源

C.直流電壓表．萬用表

本實驗中需要運用的科學方法是_____。填字母

A.控制變量法等效替代法科學推理法

已知該變壓器兩組線圈的匝數(shù)分別為、，有關(guān)測量數(shù)據(jù)見下表，根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是_____填“”或“”。

實驗次數(shù)

14.某研究性學習小組利用壓敏電阻制作電子秤。已知壓敏電阻在壓力作用下發(fā)生微小形變，它的電阻也隨之發(fā)生變化，其阻值隨壓力變化的圖像如圖所示，其中，圖像斜率。小組同學按圖所示電路制作了一個簡易電子秤秤盤質(zhì)量不計，電路中電源電動勢，內(nèi)，電流表量程為，內(nèi)阻未知，取。實驗步驟如下：()

步驟：秤盤上不放重物時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針滿偏；

步驟：秤盤上放置已知重力的重物，保持滑動變阻器電阻接入電阻不變；讀出此時毫安表示數(shù)；

步驟：換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個質(zhì)量值對應(yīng)的電流值；

步驟：將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤。

當電流表半偏時，壓敏電阻大小為______；結(jié)果保留位有效數(shù)字

若電流表示數(shù)為，則待測重物質(zhì)量為______；結(jié)果保留位有效數(shù)字

改裝后的刻度盤，其零刻度線在電流表______填“零刻度”或“滿刻度”處；

若電源電動勢不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺電子秤稱重前，進行了步驟操作，則測量結(jié)果_______填“偏大”、“偏小”或“不變”。

四、簡答題（本大題共1小題，共10.0分）

15.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，為粒子加速器，加速電壓；為速度選擇器，磁場與電磁正交，磁感應(yīng)強度為，兩板間距離為；為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強度為。今有一質(zhì)量為、電荷量為的正粒子不計重力，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離器后做勻速圓周運動。求：

粒子經(jīng)過加速器后的速度為多大？

速度選擇器兩板間電壓為多大？

粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為多大？

五、計算題（本大題共1小題，共10.0分）

16.如圖所示，垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化。長方形硬質(zhì)金屬框放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻，邊長，邊長，求

在到時間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動勢；

時，金屬框邊受到的安培力的大小和方向；

在到時間內(nèi)，流過邊的電荷量。

六、綜合題（本大題共1小題，共18.0分）

17.如圖，、是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌，間距為，導軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中矩形區(qū)域有一方向垂直導軌平面向上、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。在時刻，兩均勻金屬棒、分別從磁場邊界、進入磁場，速度大小均為；一段時間后，金屬棒、沒有相碰，且兩棒整個過程中相距最近時棒仍位于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒、長度均為，電阻均為，棒的質(zhì)量為、棒的質(zhì)量為，最終其中一棒恰好停在磁場邊界處，在運動過程中兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好。求：

時刻棒的加速度大小；

兩棒整個過程中相距最近的距離；

整個過程中，棒產(chǎn)生的焦耳熱。

答案和解析

1.【答案】

【解析】矩形線框的磁通量發(fā)生變化，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。

故選D。

2.【答案】

【解析】A.均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場，故A錯誤；

B.只有空間某個區(qū)域有振蕩變化的電場或磁場，才能產(chǎn)生電磁波，故B正確；

C.電磁波最早由麥克斯韋預測，由赫茲通過實驗證實，故C錯誤；

D.均勻變化的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場，不會產(chǎn)生電磁波，故D錯誤。

故選B。

3.【答案】

【解析】由題圖可知，與串聯(lián)后和電容器并聯(lián)，再與串聯(lián)，電容器在電路穩(wěn)定時相當于斷路，當減弱照射光強度時，光敏電阻阻值增大，則電路的總電阻增大，總電流減小，兩端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)減小，故AC錯誤；

B.電容器兩端電壓

減小，則增大，根據(jù)可知電容器上的電荷量增大，故B錯誤；

D.流過小燈泡的電流減小，根據(jù)可知小燈泡的功率減小，故D正確。

故選D。

4.【答案】

【解析】A.根據(jù)左手定則和運動分析可判斷此過程安培力做負功，A錯誤；

B.由功能關(guān)系可知，金屬棒克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，B正確；

C.由功能關(guān)系可知，拉力做的功等于回路中焦耳熱與棒重力勢能增量之和，C錯誤；

D.由動能定理可知，重力做的功和安培力做功總和等于金屬棒克服恒力做功，故重力做的功小于恒力的功，D錯誤。

故選B。

5.【答案】

【解析】開關(guān)閉合的瞬間，電源的電壓同時加到兩支路的兩端，燈立即發(fā)光。由于線圈的自感電動勢阻礙電流的增加，則燈逐漸變亮，由于線圈的電阻可以忽略，最后燈會和燈一樣亮，故CD錯誤；

斷開開關(guān)的瞬間，線圈與兩燈一起構(gòu)成一個新的自感回路，通過線圈的電流將要逐漸減小，由于自感作用，兩燈緩慢同時熄滅，故A正確，B錯誤。

故選A。

6.【答案】

【解析】A.根據(jù)左手定則，帶正電的載流子受力的方向指向端，向端偏轉(zhuǎn)，則點電勢高，故A錯誤；

B.設(shè)左右兩個表面相距為，上下表面相距，材料單位體積內(nèi)載流子的個數(shù)為，垂直電流方向的截面積為，載流子所受的電場力等于洛倫茲力，則

解得

所以磁感應(yīng)強度越大，、間的電勢差越大，故B正確；

C.將磁場方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行，則帶電粒子不會受到洛倫茲力，因此不存在電勢差，故C錯誤；

D.若磁場和電流分別反向，依據(jù)左手定則，則板電勢仍高于板電勢，故D錯誤。

故選B。

7.【答案】

【解析】A.根據(jù)右手定則可知，中電流從到，充當電源，則點電勢比點電勢高，故A錯誤；

B.電動勢的大小為

故B錯誤；

C.流過燈泡的電流大小為

棒旋轉(zhuǎn)一圈的時間

棒每旋轉(zhuǎn)一圈通過燈泡的電量

故C正確；

D.燈泡消耗的電功率

故D錯誤。

故選C。

8.【答案】

【解析】A.磁通量的變化量

由感應(yīng)電動勢

感應(yīng)電流

由動量定理可得

計算可得

A正確；

B.此時切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

線框中電流為

由牛頓第二定律得

聯(lián)立兩式可得

B錯誤；

C.由電荷量公式得

C錯誤；

D.此時線框的電功率為

D正確。

故選AD。

9.【答案】

【解析】A.變壓器的輸入電壓的最大值為

從垂直中性面位置開始計時，故線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為

故A錯誤；

B.線框旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動勢的有效值為

開關(guān)斷開時正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為，線圈電阻，此時變壓器原線圈端電壓為

根據(jù)

燈泡的額定功率等于此時變壓器的輸入功率，為

故B正確；

C.若開關(guān)閉合，并聯(lián)電阻變小，回路電流變大，線圈內(nèi)阻分壓變大，變壓器匝數(shù)不變，則燈泡兩端電壓變小，故燈泡亮度變暗，故C錯誤；

D.開關(guān)斷開時，變壓器輸入端

輸出端

由

解得

故D正確。

故選BD。

10.【答案】

【解析】依題意，可畫出粒子以和兩種情況下在磁場中的運動軌跡如圖所示

A.根據(jù)左手定則判斷知，該帶電粒子帶正電，故A正確；

B.依題意，設(shè)粒子以速度飛入磁場中時，在磁場中做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)幾何知識可得

粒子在磁場中做圓周運動的半徑為

粒子以速度大小為飛入磁場時，半徑為，根據(jù)幾何知識可得此時粒子在磁場中運動軌跡所對圓心角為，粒子在磁場中運動的時間為；若僅將速度大小改為，根據(jù)，則粒子在磁場中運動的半徑變?yōu)椋脦缀沃R可判斷知，此時粒子在磁場中運動軌跡所對圓心角為，粒子在磁場中運動的時間

根據(jù)，可知粒子在磁場中運動的周期與速度無關(guān)，則可得粒子以速度飛入磁場時，在磁場中運動的時間為

故C錯誤，D正確。

故選ABD。

11.【答案】

【解析】A.輸送電壓為

輸送電流為

所以損失的電壓為

A正確；

B.遠距離輸電損失的功率為

B錯誤；

C.降壓變壓器的輸入電壓為

降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比

C正確；

D.若用戶用電器增多，用戶的電功率大時，輸電線中電流也增大，線路損失的電壓增多，降壓變壓器初級電壓減小，則用戶的電壓會減小，故D錯誤；

故選AC。

12.【答案】

【解析】A.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，金屬桿最大速度時滿足

即最大速度為

故A正確；

B.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，金屬桿沿斜面受到的安培力可能大于重力沿斜面的分力，故B錯誤；

C.當開關(guān)打到同時解除對金屬桿的鎖定，若金屬桿無電阻，對金屬桿

得

故金屬桿做勻加速直線運動，但由于金屬桿有電阻，則金屬桿并不做勻加速直線運動，故C錯誤；

D.由運動學公式得，在內(nèi)金屬桿運動的位移為

故D正確。

故選AD。

13.【答案】

【解析】本實驗中需要交流電源和交流電壓表萬用表，不需要干電池和直流電壓表。

故選BD。

為實驗探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓，這個過程采用的科學探究方法是控制變量法，故BC錯誤，A正確。

故選A。

理想變壓器由

但是因為實際中線圈漏磁，所以副線圈的測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知為輸入端，即連接電源。

14.【答案】滿刻度不變

【解析】設(shè)電流表內(nèi)阻為，當電流表滿偏時電路中電流為，由閉合電路歐姆定律得電路中總電阻為

由題意可求得

當電流半偏時，電路中總電阻為

可求得

若電流表示數(shù)為

由閉合電路歐姆定律可求得

求得此時壓敏電阻阻值為

因為

根據(jù)題目中條件求得

由圖可知，