2023-2024年河北省保定市高二上學期期末調(diào)研考試物理試題

2022—2023學年度第一學期期末調(diào)研考試高二物理試題一、單項選擇題1.如圖所示，豎直向上的勻強磁場中有平行金屬導軌、，上面放置兩根與導軌接觸良好的金屬棒、，下列情境中一定能夠使得金屬棒中產(chǎn)生電流的是（）A.金屬棒、同時等速向右勻速運動B.金屬棒、同時分別向左向右做等速率運動C.金屬棒、同時由靜止向右做加速度相同的勻加速直線運動D.磁感應強度緩慢增大的同時金屬棒、逐漸緩慢靠攏【答案】B【解析】產(chǎn)生感應電流的條件是：穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中一定會產(chǎn)生感應電流。A．若金屬棒、同時等速向右勻速運動，穿過導體回路中的磁通量沒有發(fā)生變化，因此沒有產(chǎn)生感應電流，A錯誤；B．若金屬棒、同時分別向左向右做等速率運動，穿過閉合導體回路的磁通量增加，因此一定產(chǎn)生感應電流，B正確；C．若金屬棒、同時由靜止向右做加速度相同的勻加速直線運動，穿過導體回路的磁通量沒有發(fā)生變化，因此沒有產(chǎn)生感應電流，C錯誤；D．若磁感應強度緩慢增大的同時金屬棒、逐漸緩慢靠攏?？赡芮『帽３执磐坎蛔儯虼艘膊灰欢óa(chǎn)生感應電流，D錯誤。故選B。2.麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預言了電磁波的存在，年，赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論。下列說法中符合科學實際的是（）A.周期性變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場B.均勻變化的磁場不能產(chǎn)生電場C.電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度D.電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨立存在的，沒有關聯(lián)【答案】C【解析】A．周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，A錯誤；B．均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，B錯誤；C．電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度，C正確；D．電磁波傳播過程中，電場激發(fā)磁場，磁場激發(fā)電場，兩者是相互關聯(lián)的，D錯誤。故選C。3.如圖所示，間距相等的、、三個位置各有一垂直紙面的長直導線，均通有大小相等的電流，導線長度相等，電流方向如圖所示。下列說法中正確的是（）A.位置導線給位置導線施加的安培力方向豎直向下B.位置導線給位置導線施加的安培力方向水平向右C.位置導線給位置導線施加的安培力方向水平向左D.三根導線受到的安培力的合力大小均相等【答案】C【解析】AB．根據(jù)安培定則可知，位置導線在位置磁場方向向下，根據(jù)左手定則，位置導線給位置導線施加的安培力方向水平向左，故AB錯誤；C．根據(jù)安培定則可知，位置導線在位置磁場方向向下，根據(jù)左手定則，位置導線給位置導線施加的安培力方向水平向左，故C正確；D．設相鄰導線間產(chǎn)生的磁場強度為，則之間產(chǎn)生的場強小于，根據(jù)場強的疊加可知位置的磁感應強度，位置的磁感應強度感應，，導線通有大小相等電流，導線長度相等，根據(jù)，三根導線受到的安培力的合力大小不相等，故D錯誤。故選C。4.真空中某電場的電場線和等勢線如圖所示，、為電場中兩點，下列說法正確的是（）A.點電場強度小于點電場強度B.點電勢低于點電勢C.把一電荷從點移動到點，電場力一定做負功D.把一電荷從點移動到點，電場力一定做正功【答案】B【解析】A．電場線的疏密反映了場強的大小，電場線越密集，場強越大。因此點的場強大于點的場強，A錯誤；B．沿著電場線電勢逐漸降，因此點的電勢低于點的電勢，B正確；CD．把正電荷從點移到點，電場力作負功；把負電荷從點到點，電場力做正功，C、D錯誤。故選B5.年月日由三峽集團研制的單機容量兆瓦海上風電機組成功下線，該機組是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最大的風電機組，風力發(fā)電機簡易模型如甲圖所示，某興趣小組自制了一臺風力發(fā)電機，試驗中葉輪帶動線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的圖像如圖乙中所示，則下列說法中正確的是（）A.甲圖線圈在磁場中位置時產(chǎn)生的電流最大B.電流的有效值為C.電流的頻率為D.電流的瞬時值表達式為【答案】C【解析】A．圖示位置恰好為中性面，此時感應電流為零，A錯誤；B．電流的有效值為，B錯誤；C．由于周期為，因此頻率為，C正確；D．電流的瞬時值表達式為，D錯誤。故選C。6.如圖所示，將一帶電小球通過不可伸長的絕緣細線懸掛于點。有兩種方案可使細線偏離豎直方向角：（1）可在點正下方的點放置電荷量為的點電荷，且連線垂直于；（2）可在點右側(cè)點放置電荷量為的點電荷，且為等邊三角形。則為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】第（）種情況對小球進行受力分析，在沿著方向上，第（）種情況對小球進行受力分析，沿水平和豎直方向正交分解，，可得，故選B。7.仿真遙控塔式旋臂起重機兒童玩具利用電動機提升重物，電動機所在電路如圖所示，閉合開關，電動機卡死，電壓表的示數(shù)為；電動機正常工作時，電壓表的示數(shù)為，已知電源電動勢，內(nèi)阻，電阻，下列說法正確的是（）A.電動機內(nèi)部線圈的電阻為B.電動機內(nèi)部線圈的電阻為C.電動機正常工作時電流為D.電動機正常工作時消耗的電功率為【答案】B【解析】AB．電動機卡死，根據(jù)閉合電路歐姆定律，解得，根據(jù)歐姆定律，解得，故A錯誤，B正確；C．電動機正常工作時電流為，故C錯誤；D．電動機正常工作時的電壓，電動機正常工作時消耗的電功率為，故D錯誤。故選B。二、多項選擇題8.隨著手機無線充電技術革新，現(xiàn)在已有一臺無線充電器同時給兩部手機充電的技術，相當于有兩個副線圈的變壓器，如圖所示（線圈中有鐵芯未畫出）。若無線充電器中的送電線圈匝數(shù)為，所接電源電壓為，電流為，輸入功率為，而兩臺手機中的受電線圈（完全相同）匝數(shù)為，電壓為，電流為，輸出功率為．若不計線圈的電阻和磁通量損失，則以下關系正確的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】AB．根據(jù)能量守恒，輸入功率等于輸出總功率，即，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關系可知，故C正確；D．根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關系可知，故D錯誤。故選BC。9.真空中存在著如圖所示的相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場強度大小為，磁感應強度大小為，一質(zhì)量為，電荷量為的帶負電小球恰能在此空間中做直線運動，觀察到某時刻小球速度的方向如圖中所示。重力加速度為，下列說法中正確的是（）A.小球做勻速直線運動 B.小球做勻變速直線運動C D.【答案】ACD【解析】AB．若小球不做勻速直線運動，速度大小在改變，小球受到的洛倫茲力大小在改變，由于小球所受電場力和重力不變，故可知小球所受合外力在改變，合外力與速度方向不可能一直在同一直線上，即不可能在此空間中做直線運動，故小球一定做勻速直線運動，故A正確，B錯誤；CD．小球做勻速直線運動，受力分析如下圖所示，，，，聯(lián)立解得，，故CD正確故選ACD。10.在與紙面平行的勻強電場中有、、三個點，長為，，。將一電荷量為的點電荷從點移動到點，靜電力做功為，再從點移動到點，靜電力做功為，下列判斷正確的是（）A.點電荷在、、三點電勢能大小關系為B.點電荷在、、三點電勢能大小關系為C.勻強電場的電場強度大小為D.勻強電場的電場強度大小為【答案】BC【解析】AB．電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加，因此，而從移動到，電場力做功為零，因此、兩點電勢能相等，A錯誤，B正確；CD．、所在的平面為等勢面，等勢面與電場線垂直，可知電場線的方向沿方向，根據(jù)，可知，C正確，D錯誤。故選BC。三、非選擇題11.某實驗小組設計實驗來測量并排放在一起的蹄形磁鐵磁極間中部區(qū)域的磁感應強度的大小。所用器材有：兩個完全相同絕緣彈簧（勁度系數(shù)為）、銅棒、干電池組、滑動變阻器、電流表、刻度尺、導線、開關等。實驗的主要步驟如下：①將銅棒與兩根彈簧如圖連接，并水平懸掛在鐵架臺上；②用刻度尺測量每根彈簧的長度；③用導線將銅棒左端與電路點連接，右端與點連接；④將蹄形磁體固定在水平桌面上，兩個磁極豎直向上，調(diào)節(jié)鐵架臺的高度，將銅棒全部置于磁極間的中部區(qū)域某位置，并使得磁場方向垂直銅棒，示意圖如圖所示；⑤閉合開關，銅棒穩(wěn)定后用刻度尺測量彈簧此時的長度，記錄此時電流表的示數(shù)。（1）為了測出磁感應強度的大小，還需要測量以下哪些物理量_____________。A．每個彈簧的自然長度B．銅棒的質(zhì)量C．銅棒的長度D．銅棒的電阻E．重力加速度（2）根據(jù)實驗過程中測量的數(shù)據(jù)，可得到磁鐵磁極間中部區(qū)域該位置磁感應強度大小___________?！敬鸢浮竣?；②.【解析】（1）[1]為了計算安培力，得需要銅棒的長度，其他不需要，故選C。（2）[2]設彈簧原長為，未放磁鐵平衡時，放磁鐵平衡時，聯(lián)立解得。12.某同學做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗，選用的器材有：A．電流表（，內(nèi)阻約）B．電壓表（，內(nèi)阻約）C．滑動變阻器D．電源E．開關一個，導線若干已知小燈泡規(guī)格“，，實驗時要求電壓從開始調(diào)節(jié)，為了盡可能準確地測量，該同學設計了實驗電路并用導線連接器材，圖是實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線。（1）請用筆畫線表示導線，補充完成圖中實物間的連線__________。（2）實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。請根據(jù)圖像描述小燈泡燈絲電阻的變化特點：_____________。（3）由伏安特性曲線可知，小燈泡不通電時電阻約_____________。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.；②.電流較小時，小燈泡電阻幾乎不變，電流逐漸增大，小燈泡電阻逐漸增大；③.####【解析】（1）[1]實驗時要求電壓從開始調(diào)節(jié)，所以電路用分壓接法，小燈泡的電阻，根據(jù)，電路為外接，實物如下圖；（2）[2]根據(jù)圖像可知，斜率的倒數(shù)為小燈泡燈絲電阻，則變化特點為電流較小時，小燈泡電阻幾乎不變，電流逐漸增大，小燈泡電阻逐漸增大；（3）[3]根據(jù)圖像可知，小燈泡不通電時電阻約為。13.光滑水平面上有一個電阻為、邊長為的正方形單匝金屬線框，以的速度勻速穿過勻強磁場，如圖所示，磁場方向垂直水平面向上，磁感應強度大小為，磁場的寬度超過線框的邊長．（1）線框進出磁場都需要施加一水平向右的作用力，求的大??；（2）線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意可知，線框勻速穿過磁場，受力平衡，則有，又有，，代入數(shù)據(jù)可得；（2）根據(jù)題意，由能量守恒定律有，代入數(shù)據(jù)可得。14.如圖所示，真空中某區(qū)域存在一正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度為，方向豎直向上，磁場方向垂直于紙面向外．一帶正電的粒子從點射入電磁場區(qū)域恰好能做勻速圓周運動，已知帶電粒子電荷量為，在入射點的速度方向與電場方向夾角為，大小為，一段時間后粒子經(jīng)過點的水平線的某位置（圖中末畫出），點到點的距離為。重力加速度為，求：（1）帶電粒子的質(zhì)量；（2）磁場磁感應強度的大小和帶電粒子第一次運動到點所用的時間?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）粒子恰能做勻速圓周運動，重力與電場力平衡，可得；（2）洛倫茲力提供粒子圓周運動向心力，由幾何關系可知，聯(lián)立可得，設粒子圓周運動周期為，則粒子從點到點所用時間滿足：，，聯(lián)立可得。15.如圖所示，兩平行正對水平放置的金屬板通過導線與兩平行金屬導軌連接，金屬板間距和板長均為，導軌間距為，導軌右端接入阻值為的定值電阻，導軌電阻不計．導軌某部分存在垂直導軌平面、方向相反的連續(xù)磁場區(qū)域、，它們寬度相同，磁感應強度大小均為。阻值為的導體棒垂直導軌，與導軌保持良好接觸，在外力作用下保持勻速直線運動。（1）導體棒剛進入磁場區(qū)域時，從上極板中間小孔豎直向下射入一帶正電小球，質(zhì)量為，電荷量為，球剛好能做勻速運動，同時從金屬板左端的點沿極板間中心線平行于極板射入另一帶正電小球，質(zhì)量為，電荷量為，經(jīng)過一段時間兩球在下極板中間小孔處相遇，金屬棒還在磁場區(qū)。已知重力加速度為，忽略電容器邊緣效應以及充放電時間、兩小球之間的靜電力