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遼寧省重沈陽市2023-204學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試題姓名:__________班級(jí):__________考號(hào):__________題號(hào)一二三四總分評(píng)分一、單選題(本大題共6小題,共24.0分)1.下列說法正確的是()A.電荷放入磁場中一定受洛倫茲力的作用,洛倫茲力的方向與該處磁場方向垂直B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=FIL,因此B與C.磁通量既有大小又有方向所以是矢量D.電場力可以做正功、負(fù)功或者不做功,但洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功2.某電場中的電場線分布如圖所示,現(xiàn)將一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)需克服電場力做功,則B、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢的大小關(guān)系是()A.EB>EC,φBC.EB>EC,φB3.在如圖所示的電路中,A1和A2是兩個(gè)相同的燈泡.線圈L的自感系數(shù)足夠大,電阻可以忽略不計(jì).下列說法正確的是()A.閉合開關(guān)S時(shí),A1和A2同時(shí)亮B.閉合開關(guān)S時(shí),A2先亮,A1逐漸變亮C.?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí),A2閃亮一下再熄滅D.?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí),流過A2的電流方向向左4.如圖所示,在等邊三棱鏡截面ABC內(nèi),有一束單色光從空氣射向其邊界上的E點(diǎn),已知該單色光入射方向與三棱鏡邊界AB的夾角為θ=30°,該三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為A.該單色光在AB邊界發(fā)生全反射B.該單色光在AC邊界發(fā)生全反射C.該單色光從空氣進(jìn)入棱鏡,波長變長D.從E點(diǎn)射入三棱鏡的光線與底邊BC平行5.如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3:1,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間A.理想變壓器輸入、輸出功率之比為3:1B.理想變壓器原、副線圈中的電流之比為3:1C.u隨t變化的規(guī)律為u=54sin100πt(V)D.若熱敏電阻RT6.如圖所示,水平光滑平行導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,R為定值電阻,其它電阻忽略不計(jì),原來靜止的導(dǎo)體棒AB受恒力F的作用而運(yùn)動(dòng)起來,對(duì)于感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像正確的是()A. B.C. D.二、多選題(本大題共4小題,共22.0分)7.如圖所示,在等勢面沿豎直方向的勻強(qiáng)電場中,一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場,并沿直線從A向B運(yùn)動(dòng),由此可知()A.電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢B.微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,在A點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢能C.微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,在A點(diǎn)時(shí)的電勢能大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢能D.微粒在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能與電勢能之和等于在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能與電勢能之和8.如圖所示,圓心角為90°的扇形區(qū)域MON內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,P點(diǎn)為半徑OM的中點(diǎn)?,F(xiàn)有比荷相等的兩個(gè)帶電粒子a、b,以不同的速率先后從P點(diǎn)沿ON方向射入磁場,粒子a從M點(diǎn)射出磁場,粒子b從N點(diǎn)射出磁場,不計(jì)兩粒子重力及粒子間相互作用,下列說法正確的是()A.粒子a帶正電,粒子b帶負(fù)電B.粒子a在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長C.粒子a、b的速度大小之比為4:1D.粒子a、b的向心加速度大小之比為1:59.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,帶電粒子以不同初速度(不計(jì)重力)被加速電場加速后,進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E,平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2A.速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外B.進(jìn)入B0C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于ED.粒子打在膠片上的位置越遠(yuǎn)離狹縫P,粒子的比荷越小10.如圖甲所示,線圈A(圖中實(shí)線,共100匝)的橫截面積為0.3m2,總電阻r=2Ω,A右側(cè)所接電路中,電阻R1=2Ω,R2=6Ω,電容C=3μF,開關(guān)S1閉合。A中有橫截面積為A.閉合S2、電路穩(wěn)定后,通過R2B.閉合S2C.閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1,通過R2的電流由D.閉合S2、電路穩(wěn)定后再斷開S1,通過R三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題,共20.0分)11.某實(shí)驗(yàn)小組測量一充電寶的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。從說明書可知該充電寶的電動(dòng)勢約為5V。內(nèi)阻很小,約0.1~0.(1)該小組將充電寶連接線的外絕緣層剝開,找出充電寶的正極和負(fù)極,將多用電表選擇開關(guān)旋到10V直流電壓擋,先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,然后紅、黑表筆分別接觸充電寶的正極和負(fù)極,電表刻度盤如圖甲所示,該讀數(shù)為V。(2)該小組想進(jìn)一步精確測出該充電寶的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:A.電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻約為B.電流表A(量程為3A,內(nèi)阻約為C.滑動(dòng)變阻器R1(D.定值電阻RE.一個(gè)開關(guān)及導(dǎo)線若干該小組設(shè)計(jì)了兩種測量充電寶電動(dòng)勢和內(nèi)阻的電路,圖乙中(填“A電路”或“B電路”)(3)該小組通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,測得多組I、U數(shù)據(jù),并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線如圖所示,根據(jù)U?I圖像,可求得該充電寶的電動(dòng)勢為V,內(nèi)阻為Ω,(結(jié)果均保留兩位小數(shù))12.為了測量一阻值約為6Ω精密金屬絲的電阻率,除待測金屬絲外,實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下:A.電壓表V1(量程3VB.電壓表V2(量程l5VC.電流表A1(量程3AD.電流表A2(量程600mAE.滑動(dòng)變阻器RF.滑動(dòng)變阻器RG.輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源EH.電阻箱I,開關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)為使測量盡量準(zhǔn)確,電壓表的讀數(shù)從零開始調(diào),則上述器材中電壓表應(yīng)選用(填序號(hào)),電流表應(yīng)選用(填序號(hào)),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填序號(hào));(2)下圖中最合理的電路圖應(yīng)選擇該圖的接法中測量值比真實(shí)值偏(3)如果金屬絲直徑為D,長度為L,所測電壓為U,電流為I,寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式ρ=。(用字母表示)四、計(jì)算題(本大題共3小題,共34.0分)13.如圖所示,正方形線圈abcd繞對(duì)稱軸OO'在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為100rad/s,已知ab=ad=20cm,匝數(shù)N=100,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,圖示位置線圈平面與磁感線平行。閉合回路中線圈的電阻r=4Ω,外電阻(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值;(2)交流電壓表的示數(shù);(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中的通過線圈截面的電荷量14.如圖所示,直角坐標(biāo)系第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子,在?x軸上點(diǎn)a以速率v0,方向和?x軸方向成60°射入磁場,然后經(jīng)y軸上坐標(biāo)為(0,L)的b點(diǎn)垂直于y軸方向進(jìn)入電場,最后從x軸上x=2L(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)電場強(qiáng)度E的大小。15.如圖所示,兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上,頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻,下端開口,軌道間距L=1m,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中,磁場向垂直斜面向上,質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,ab在導(dǎo)軌之間的電阻r=1Ω,電路中其余電阻不計(jì),金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)始終垂直于導(dǎo)軌,且與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37(1)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的最大速度vm(2)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中,電阻R的最大電功率PR(3)若從金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J,求流過電阻R的總電荷量
答案解析部分1.【答案】D【解析】【解答】A.由洛倫茲力公式F=Bqvsinθ可知,靜止的電荷放入磁場中不受洛倫茲力,運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁感應(yīng)線平行時(shí)θ=0°,也不受洛倫茲力,A不符合題意;
B.B=FIL是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,B是由磁場本身決定的,與F、I、L的變化無關(guān),B不符合題意;
C.磁通量只有大小沒有方向,是標(biāo)量,C不符合題意;
D.電場力可以與帶電物體的速度方向成任何角度關(guān)系,所以電場力可以做正功、負(fù)功或者不做功,由于運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力方向與速度方向總垂直,所以洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功,D符合題意。
故答案為:D。2.【答案】A【解析】【解答】根據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)大小,可知EB>EA>EC3.【答案】B【解析】【解答】解:A、當(dāng)電鍵K閉合時(shí),燈2立即發(fā)光.通過線圈L的電流增大,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與原來電流方向相反,阻礙電流的增大,電路的電流只能逐漸增大,1逐漸亮起來.所以2比1先亮.由于線圈直流電阻忽略不計(jì),當(dāng)電流逐漸穩(wěn)定時(shí),線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,兩燈電流相等,亮度相同.故A錯(cuò)誤B正確;C、穩(wěn)定后當(dāng)電鍵S斷開后,由于自感,線圈中的電流只能慢慢減小,其相當(dāng)于電源,與燈泡1、2串聯(lián),兩燈電流相同,都過一會(huì)兒熄滅,燈2不會(huì)閃亮,流過A2的電流方向向右;故C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;故選:B【分析】當(dāng)電鍵K閉合時(shí),通過線圈L的電流增大,穿過線圈的磁通量增大,根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢的方向和作用,分析哪個(gè)燈先亮.?dāng)嚅_瞬間也可以按照同樣的思路分析.4.【答案】D【解析】【解答】A.該單色光入射AB邊時(shí),是從光疏介質(zhì)射線光密介質(zhì),所以不可能在AB邊界發(fā)生全反射,A不符合題意;
D.在E點(diǎn),入射角為i=90°-θ=60°,由折射率公式n=sinisinr可得,光在AB邊的折射角為r=30°,根據(jù)幾何關(guān)系知,該單色光在三棱鏡中的傳播光線與底邊BC平行,D符合題意;
B.畫出光路圖如圖
由幾何關(guān)系可知,光線射到AC邊時(shí)的入射角等于AB邊時(shí)的折射角,根據(jù)光路可逆性原理知,該單色光在AC邊界不會(huì)發(fā)生全反射,B不符合題意;
C.光從空氣進(jìn)入棱鏡,頻率不變,波速減小,由v=λf可知,波長變短,C不符合題意。
故答案為:D。
5.【答案】D【解析】【解答】A.理想變壓器輸入功率等于輸出功率,比值為1:1,A不符合題意;
B.根據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度與匝數(shù)關(guān)系可得I1I2=n2n1=13,B不符合題意;
C.由圖(乙)可知交流電壓最大值Um=272V6.【答案】C【解析】【解答】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=BLv,由閉合電路歐姆定律得通過導(dǎo)體棒電流為I=ER,導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=B2L2v7.【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)題意可知,微粒做直線運(yùn)動(dòng),則粒子受到的合力一定與AB在同一直線上,可得粒子的受力如圖所示:
因?yàn)殡妶隽椭亓Φ暮狭Υ笮『愣ǎ较蚺c速度方向相反,所以微粒做勻減速運(yùn)動(dòng),由微粒帶負(fù)電,可知電場方向水平向右,根據(jù)沿電場線電勢降低,可知A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢,A不符合題意;
BC.由上述分析可知,微粒微粒從A運(yùn)動(dòng)到B,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度減小,動(dòng)能減小,由能量守恒定律可知,電勢能增大,故微粒在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,在A點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢能,B符合題意,C不符合題意;
D.由能量守恒定律可知,從A到B過程中,機(jī)械能與電勢能之和保持不變,D符合題意。
故答案為:BD。
【分析】根據(jù)粒子做直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析電場力的方向,由電場力方向得出電場線方向,再由電場線方向判斷A、B兩點(diǎn)電勢的高低;根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)情況分析粒子動(dòng)能的變化情況;由能量守恒定律分析其它能量的變化情況。8.【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)左手定則,可知粒子a帶負(fù)電,粒子b帶正電,A不合題意;
B.依題意,做出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
粒子a在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),軌跡的圓心角比b大,粒子的磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=θ2πT=θ2π·2πmqB=θmqB,可知粒子a在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長,B符合題意;
C.設(shè)扇形的半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系,a粒子的軌跡半徑為r1=R4,對(duì)b粒子,有(r2-R2)2+R9.【答案】A,C,D【解析】【解答】A.根據(jù)帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向,根據(jù)左手定則知,該粒子帶正電,則在速度選擇器中電場力水平向右,則洛倫茲力水平向左,根據(jù)左手定則知,磁場方向垂直紙面向外,A符合題意;B.進(jìn)入B0磁場的粒子速度相同,根據(jù)可知,周期不一定相同,則在該磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不一定相等,B不符合題意;C.能通過狹縫P的帶電粒子,在過速度選擇器時(shí)做直線運(yùn)動(dòng),則qE=qvB解得v=C符合題意;D.進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,則qv解得r=則可知r越大,粒子打在膠片上的位置越遠(yuǎn)離狹縫P,粒子的比荷越小,D符合題意。故答案為:ACD。
【分析】帶電粒子在速度選擇器中電場力水平向右,磁場方向垂直紙面向外。B010.【答案】A,B,D【解析】【解答】A.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=n?B?tS=100×0.63×0.2V=4V,則閉合S2,電路穩(wěn)定后,由閉合電路歐姆定律可得,通過R2的電流大小為I=ER1+R2+r=0.4A,A符合題意;
B.根據(jù)楞次定律可知,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針方向,則閉合S2、電路穩(wěn)定后,電容器上極板帶正電,B符合題意;
CD.由B選項(xiàng)的分析可知,閉合S2,電路穩(wěn)定后電容器上極板帶正電,電容器帶電量Q=CU11.【答案】(1)3.8(2)B電路(3)5.00;0.13【解析】【解答】(1)用直流10V檔測量時(shí),最小刻度0.2V,則讀數(shù)為3.8V;
(2)由題意可知,充電寶的內(nèi)阻很小,如果選擇A電路的接法,電流表內(nèi)阻對(duì)測量充電寶的內(nèi)阻造成的誤差會(huì)較大,所以應(yīng)該選擇B電路測量充電寶電動(dòng)勢和內(nèi)阻;
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=U+Ir+R0,得U=E-Ir+R12.【答案】(1)A;D;E(2)d;小(3)πU【解析】【解答】(1)因電源使用輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源,因此電壓表應(yīng)選用V1(量程3V,內(nèi)阻約為15kΩ),選A。流經(jīng)待測電阻的最大電流約為I=ERx≈36A=0.5A=500mA,則電流表應(yīng)選用A2(量程600mA,內(nèi)阻約為1Ω),選D。因?yàn)殡妷罕淼淖x數(shù)要求從零開始調(diào)節(jié),所以滑動(dòng)變阻器要用分壓方式接法,為方便調(diào)節(jié),應(yīng)選最大阻值比較小的滑動(dòng)變阻器R1(0~5Ω,0.6A),選E;
(2)根據(jù)題目要求,滑動(dòng)變阻器要用分壓方式接入電路;又因?yàn)?,Rx≈6Ω<R13.【答案】(1)解:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為E(2)解:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為E=交流電壓表的示數(shù)為U=(3)解:從圖示位置轉(zhuǎn)過90°【解析】【分析】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律求解線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大
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