2023-2024學(xué)年遼寧省大連市高二（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2023-2024學(xué)年遼寧省大連市高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.關(guān)于如圖四幅圖的說(shuō)法中正確的是(

)

A.如圖(a)所示，真空冶煉爐的爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬

B.如圖(b)所示，回旋加速器是利用磁場(chǎng)控制軌道，使帶電粒子“轉(zhuǎn)圈圈”，利用電場(chǎng)進(jìn)行加速的儀器

C.如圖(c)所示，運(yùn)輸時(shí)要把毫安表的正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，這是為了保護(hù)電表指針，利用了電磁驅(qū)動(dòng)原理

D.如圖(d)所示，搖動(dòng)手柄使蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，則鋁框會(huì)和磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)，且和磁鐵轉(zhuǎn)得一樣快2.在赤道表面某位置小磁針靜止時(shí)N極指向北偏東30°，經(jīng)研究是因?yàn)樾〈裴樥路接幸粭l通電直導(dǎo)線沿南北方向放置，已知該位置地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B(不考慮地磁偏角的影響)則該通電直導(dǎo)線在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(

)A.3B B.2B C.33.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，A為粒子加速器，加速電壓為U1；B為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交(磁場(chǎng)方向未畫(huà)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，兩板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后打到照相底片D上，下列說(shuō)法正確的是(

)A.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

B.粒子經(jīng)加速器加速后的速度大小為2qU1m

C.速度選擇器兩板間電壓為B14.如圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成α角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交。有一帶電液滴沿虛線AB斜向上做直線運(yùn)動(dòng)，AB與水平方向成β角，且α>β，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.液滴一定帶負(fù)電

C.電場(chǎng)力可能做負(fù)功 D.液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)5.如圖(a)所示直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場(chǎng)，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖(b)所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是(

)A.如圖(b)所示磁場(chǎng)區(qū)域，越靠近水平軸OO′，磁場(chǎng)越弱

B.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向M

C.電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力增大

D.sinθ與電流I成正比6.如圖所示，在空間中存在兩個(gè)相鄰的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，其寬度均為L(zhǎng)。正方形導(dǎo)體線框的對(duì)角線長(zhǎng)也為L(zhǎng)，線框在外力作用下從圖示位置沿垂直于磁場(chǎng)方向勻速經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則能正確反映線圈經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像是(

)A.B.C.D.7.地磁場(chǎng)能抵御宇宙射線的侵入，赤道剖面外地磁場(chǎng)可簡(jiǎn)化為包圍地球一定厚度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直該剖面，如圖所示，O為地球球心、R為地球半徑，假設(shè)地磁場(chǎng)只分布在半徑為R和2R的兩邊界之間的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)(邊界上有磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向垂直紙面向外。宇宙射線中含有一種帶電粒子，其質(zhì)量為m、電荷量為q，忽略引力和帶電粒子間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是(

)A.從A點(diǎn)沿垂直地面方向射入的該種粒子，速率為qBRm的粒子可達(dá)到地面

B.從A點(diǎn)沿垂直地面方向射入的該種粒子，速率為3qBR2m的粒子可達(dá)到地面

C.從A點(diǎn)沿平行地面方向射入的該種粒子，速率為3qBR3m的粒子可達(dá)到地面

二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.在如圖(a)所示的電路中，電阻R1=R2=R，圓形金屬線圈半徑為r1，線圈導(dǎo)線的電阻也為R，電容器的電容為C，半徑為r2(r2<r1)的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)分別為tA.電容器下極板帶正電 B.t1時(shí)刻電容器所帶的電荷量為πCB0r22t09.如圖(a)所示為洛倫茲力演示儀，學(xué)生演示帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有時(shí)玻璃泡中的電子束在強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡呈螺旋狀。為了研究該螺旋狀軌跡情況，現(xiàn)將這一現(xiàn)象簡(jiǎn)化成如圖(b)所示的情景來(lái)討論：在空間存在平行于x軸磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在xOy平面內(nèi)，由坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0沿與x軸正方向成α角的方向射入電子束，得到軸線平行于x軸的螺旋狀電子運(yùn)動(dòng)軌跡，電子的比荷為em，則(

)

A.磁場(chǎng)的方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向 B.此螺旋狀軌跡的半徑r=mv0sinαeB

C.當(dāng)α=90°10.現(xiàn)代特高壓技術(shù)以其強(qiáng)大的輸電能力在全球能源領(lǐng)域中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位，中國(guó)在特高壓輸電技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位.如圖所示是發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖，圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表。設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓不變，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則在用電逐漸進(jìn)入高峰的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A.電流表A1的示數(shù)減小，電壓表V2的示數(shù)減小

B.輸電線電阻R0消耗功率增加

C.電壓表V1的示數(shù)變化ΔU1與電流表A1的示數(shù)變化ΔI1的比值三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。11.某學(xué)習(xí)小組研究自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，人兩手間電阻約為100kΩ，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.5A和0.3A；當(dāng)斷開(kāi)S2，閉合S1，電路穩(wěn)定時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)都為0.4A。電流表為理想電表，實(shí)驗(yàn)前先將兩開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。

(1)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以測(cè)得自感線圈L的直流電阻______Ω；

(2)先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S1有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是______；

A.小燈泡閃亮一下逐漸熄滅B.電流表A1被燒壞C.小燈泡被燒壞D.電流表A2被燒壞

(3)保持S2斷開(kāi)，先閉合S1待穩(wěn)定后突然打開(kāi)S112.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：

待測(cè)干電池E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)阻約為1Ω，)

電壓表V1(量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)；

電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)

電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω)；

滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω，額定電流1A)；

滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值500Ω，額定電流1A)；

導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干。

(1)選擇合適的器材，在圖(a)方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖，并標(biāo)出元件的字母代號(hào)。

(2)連接好電路后，某次測(cè)量中電流表指針位置如圖(b)所示，其示數(shù)為_(kāi)_____A。

(3)測(cè)得的6組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖(c)所示的U?I坐標(biāo)系上，請(qǐng)繪制出U?I圖像，由圖像可得干電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(4)若考慮到電表內(nèi)阻的影響，本實(shí)驗(yàn)干電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值比真實(shí)值______(填“偏大”“不變”或“偏小”)四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。13.如圖(a)所示為某品牌的共享單車(chē)，單車(chē)的內(nèi)部有一個(gè)小型發(fā)電機(jī)，通過(guò)騎行者的騎行踩踏，不斷地給單車(chē)?yán)锏男铍姵爻潆姡铍姵卦俳o智能鎖供電。單車(chē)內(nèi)小型發(fā)電機(jī)發(fā)電原理可簡(jiǎn)化為圖(b)所示，矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力作用下線圈以角速度ω繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO′逆時(shí)針(沿OO′方向觀察)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路阻值為R的電阻連接，不計(jì)交流電流表的內(nèi)阻。圖示時(shí)刻記為t=0，不計(jì)一切摩擦，求：

(1)t=0時(shí)流過(guò)電阻R的電流方向；

(2)從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e的表達(dá)式；

(3)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功。14.在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第三象限和第四象限區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面(紙面)向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第三象限的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子，以初速度v0從坐標(biāo)為(2L,L)的A點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第三象限，繼而經(jīng)y軸上的P點(diǎn)(未畫(huà)出)進(jìn)入第四象限，然后又垂直于x軸進(jìn)入第一象限，不計(jì)粒子的重力，求：

(1)第一象限內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；

(2)P點(diǎn)坐標(biāo)；

(3)粒子在第四象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。15.如圖所示，兩平行光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，abcd區(qū)域與cdef區(qū)域均有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，abcd區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，cdef區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。初始時(shí)刻，磁場(chǎng)外的細(xì)金屬桿M以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)cdef區(qū)域內(nèi)的細(xì)金屬桿N處于靜止?fàn)顟B(tài)。兩金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直。金屬桿M的質(zhì)量為2m、金屬桿N的質(zhì)量為m，兩金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻均為R，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)及導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，兩磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)。求：

(1)M剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小；

(2)從M剛進(jìn)入磁場(chǎng)到兩金屬桿達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中M產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)從M剛進(jìn)入磁場(chǎng)到兩金屬桿距離最近的過(guò)程中通過(guò)M的電荷量q。

參考答案1.B

2.C

3.D

4.A

5.D

6.A

7.C

8.AD

9.BC

10.BCD

11.1.875

AC

左

是

12.0.34

1.42

0.875

偏小

偏小

13.解：(1)t=0時(shí)，線圈繞磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO′逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)線圈中電流方向?yàn)閐cba，則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)椋簆→q。

(2)線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=nBSω，線圈從垂直中性面位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=Emcosωt=nBSωcosωt(V)

(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Em2=nBSω2，電流的有效值為I=ER+r=nBSω2(R+r)

根據(jù)能量守恒可知，外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功為

W=I2(R+r)T=[nBSω14.解：(1)如圖所示

粒子在第一象限，在電場(chǎng)力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，則x軸方向方向

2L=v0t

y軸方向豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律

qE=ma

根據(jù)位移與時(shí)間關(guān)系

L=12at2

代入數(shù)據(jù)解得

E=mv022qL，a=v022L；

(2)如上圖所示，當(dāng)粒子從O點(diǎn)進(jìn)入第三象限磁場(chǎng)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為v，則由類平拋關(guān)系式

vy=at

根據(jù)幾何知識(shí)

v=v02+vy2

聯(lián)立得

v=2v0

由幾何關(guān)系知圖中角θ等于45°，設(shè)進(jìn)入第三象限粒子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r，根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力

mv2r=qvB

解得

r=2mv0qB

由幾何關(guān)系，P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離為

yP=r2+r2=2r

代入得

yP=2mv0qB

則P點(diǎn)坐標(biāo)為

(0,?2mv