辽宁省重点高中沈阳市郊联体2022-2023学年高二上学期期末物理试题（解析版）.docx

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辽宁省重点高中沈阳市郊联体2022-2023学年度高二年级上学期期末物理试题一、选择题（本题共10小题，第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分。）1.下列说法正确的是（　　）A.电荷放入磁场中一定受洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直B.磁感应强度的定义式，因此与的变化有关C.磁通量既有大小又有方向所以是矢量D.电场力可以做正功、负功或者不做功，但洛伦兹力永远不做功【答案】D【解析】【详解】A．静止的电荷放入磁场中不受洛伦兹力，运动电荷的速度方向与磁感应线平行时也不受洛伦兹力，故A错误；B．磁感应强度的定义式，是由磁场本身决定的，与的变化无关，故B错误；C．磁通量只有大小没有方向，是标量，故C错误；D．电场力可以做正功、负功或者不做功，由于运动电荷所受洛伦兹力与速度方向总是垂直，则洛伦兹力永远不做功，故D正确。故选D。2.某电场中的电场线分布如图所示，现将一带负电的点电荷从A点移至B点需克服电场力做功，则B、C两点的场强和电势的大小关系是（　　）A.，B.，C.，D.，【答案】A【解析】第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 【详解】由题，带负电的点电荷从A点移至B点需克服电场力做功，电势能增大，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，可知，A点的电势比B点高，电场线方向向右，而顺着电场线电势降低，可知C点的电势比B点的电势高，从电场线分布看出，B处电场线较密，则电场强度EB＞EC故A正确，BCD错误。故选A。3.在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（　　）A.闭合开关S时，A1和A2同时亮B.闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮C.断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭D.断开开关S时，流过A2的电流方向向左【答案】B【解析】【详解】AB．当电键K闭合时，A2立即发光。通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来。所以A2比A1先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，A错误，B正确；CD．稳定后，当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与A1和A2串联，两灯电流相同，都过一会儿熄灭，由于断开S之前，两灯电流相等，亮度相同，则灯A2不会闪亮，流过A2的电流方向向右，CD错误。故选B。4.如图所示，在等边三棱镜截面内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界的夹角为，该三棱镜对该单色光的折射率为，则下列说法中正确的是（　　）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.该单色光在边界发生全反射B.该单色光在边界发生全反射C.该单色光从空气进入棱镜，波长变长D.从E点射入三棱镜的光线与底边平行【答案】D【解析】【详解】画出光路图如图A．该单色光从空气射向三棱镜，不可能在AB边界发生全反射，故A错误；B．根据对称性可知，光线射到AC边时入射角等于AB边时的折射角，根据光路可逆性原理知，该单色光在AC边界不会发生全反射，故B错误。C．光从空气进入三棱镜，频率不变，波速减小，由可知，波长变短，故C错误；D．在E点，入射角为i=60°，设折射角为r，由可得r=30°根据几何关系知，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，故D正确；故选D。5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.理想变压器输入、输出功率之比为3：1B.理想变压器原、副线圈中的电流之比为3：1C.u随t变化的规律为D.若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大【答案】D【解析】【详解】A．理想变压器输入功率等于输出功率，比值为1：1，故A错误；B．变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即故B错误；C．由图（b）可知交流电压最大值，周期T=0.02s，角速度ω=100πrad/s，则可得故C错误；D．由题图知电压表的读数总等于输入电压的有效值，所以电压表示数不变，变压器的次级电压也不变，则RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。故选D。6.如图所示，水平光滑平行导轨处于匀强磁场中，R为定值电阻，其它电阻忽略不计，原来静止的导体棒AB受恒力F的作用而运动起来，对于感应电流随时间变化的图像正确的是（　　）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设AB的加速度大小为a，速度大小为v，则根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律综合可得解得由上式可知AB在开始的一段时间内做加速度减小的加速运动，最后加速度减为零做匀速运动，即v随t的变化率逐渐减小至零，又因为所以I随t的变化率也是逐渐减小至零，故C正确。故选C。7.如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线从A向B运动，由此可知（　　）A.电场中A点的电势低于B点的电势B.微粒在A点时的动能大于在B点时的动能，在A点时的电势能小于在B点时的电势能C.微粒在A点时的动能小于在B点时的动能，在A点时的电势能大于在B点时的电势能D.微粒在A点时的机械能与电势能之和等于在B点时的机械能与电势能之和【答案】BD【解析】第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 【详解】A．根据题意可得，粒子的受力如图所示微粒做匀减速运动，电场方向水平向右，根据沿电场线电势降低，所以A点电势高于B点的电势，故A错误；BC．微粒做匀减速运动，速度减小，动能减小，电场力做负功，电势能增大，则微粒在A点时的动能大于在B点时的动能，在A点时的电势能小于在B点时的电势能，故B正确，C错误；D．从A到B过程中，动能、重力势能与电势能之和保持不变，故D正确故选BD。8.如图所示，圆心角为90°的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷相等的两个带电粒子a、b，以不同的速率先后从P点沿ON方向射入磁场，粒子a从M点射出磁场，粒子b从N点射出磁场，不计两粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　）A.粒子a带正电，粒子b带负电B.粒子a在磁场中运动时间较长C.粒子a、b的速度大小之比为4:1D.粒子a、b的向心加速度大小之比为1:5【答案】BD【解析】【详解】A．根据左手定则，粒子a带负电，粒子b带正电，故A错误；B．粒子a在磁场中运动时，轨迹的圆心角比b大，运动时间较长，故B正确；C．粒子的运动轨迹如图所示第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 设扇形的半径为l，根据几何关系，a粒子的轨迹半径为对b粒子，有解得粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，即由于粒子a、b的比荷相等，所以速度之比为故C错误；D．粒子运动的向心加速度为所以向心加速度之比为故D正确。故选BD。第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 9.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子以不同初速度（不计重力）被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场。下列表述正确的是（　　）A.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外B.进入磁场的粒子，在该磁场中运动时间均相等C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D.粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故A正确；B．进入磁场的粒子速度相同，根据可知，周期不一定相同，则在该磁场中运动时间不一定相等，故B错误；C．能通过狭缝P的带电粒子，在过速度选择器时做直线运动，则解得故C正确；D．进入偏转电场后，则第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 解得则可知r越大，粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小，故D正确。故选ACD。10.如图甲所示，线圈A（图中实线，共100匝）的横截面积为，总电阻，A右侧所接电路中，电阻，，电容，开关闭合。A中有横截面积为的区域D（图中虚线），D内有如图乙所示的变化磁场。时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里，下列判断正确的是（　　）A.闭合、电路稳定后，通过的电流为0.4AB.闭合、电路稳定后，电容器上极板带正电C.闭合、电路稳定后再断开，通过的电流由b流向aD.闭合、电路稳定后再断开，通过的电荷量为【答案】ABD【解析】【详解】A．根据法拉第电磁感应定律则闭合S2、电路稳定后，通过R2的电流大小为故A正确；B．根据楞次定律，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，则闭合S2第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 、电路稳定后，电容器上极板带正电，故B正确；CD．闭合S2、电路稳定后电容器上极板带正电，则当再断开S1，电容器放电，通过R2的电流由a流向b，电路稳定后电容器带电量Q=CUR2=7.2×10-6C则电路稳定后再断开S1，通过R2的电荷量为7.2×10-6C，故C错误D正确；故选ABD。第II卷非选择题（共54分）二、非选择题（本题共5小题，第11、12每空2分，共计20分，第13题9分，第14题11分，第15题14分，按要求答在答题卡相应位置上。）11.某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5V。内阻很小，约0.1~0.3Ω，最大放电电流为2A。（1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为___________V。（2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：A．电压表V（量程为6V，内阻约为5kΩ）B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6Ω）C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）D．定值电阻E．一个开关及导线若干该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中___________（填“A电路”或“B电路”）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 （3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点连线如图所示，根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为___________V，内阻为___________Ω，（结果均保留两位小数）【答案】①3.8②.B电路③.5.0④.0.13【解析】【详解】（1）[1]用直流10V档测量时，最小刻度0.2V，则读数为3.8V；（2）[2]考虑到电流表内阻的影响，则应该选择两种测量充电宝电动势和内阻的电路中B电路；（3）[3][4]由图像可知，电动势E=5.0V内阻12.为了测量一阻值约为6Ω精密金属丝的电阻率，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）B．电压表V2（量程l5V，内阻约为75kΩ）C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 E．滑动变阻器R1（0~5Ω，0.6A）F．滑动变阻器R2（0~2000Ω，0.1A）G．输出电压为3V的直流稳压电源EH．电阻箱I，开关S，导线若干（1）为使测量尽量准确，电压表的读数从零开始调，则上述器材中电压表应选用________（填序号），电流表应选用_________（填序号），滑动变阻器应选用________（填序号）；（2）下图中最合理的电路图应选择_______该图的接法中测量值比真实值偏_______（3）如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式ρ=________。（用字母表示）【答案】①.A②.D③.E④.d⑤.小⑥.【解析】【详解】（1）[1]因电源使用输出电压为3V的直流稳压电源，因此电压表应选用V1（量程3V，内阻约为15kΩ）选A。[2]流经待测电阻的最大电流约为则电流表应选用A2（量程600mA，内阻约为1Ω），选D。[3]因电压表的读数从零开始调，滑动变阻器要用分压方式接入电路，为调节方便，应选最大电阻值比较小的R1（0~5Ω，0.6A），选E。（2）[4]滑动变阻器要用分压方式接入电路；又因为可知电流表应选用外接方式，因此abc错误，d正确，即实验最合理的电路图应选择d图。[5]由于电压表的分流作用，使电流表的读数大于实际流经待测电阻的电流，由欧姆定律可知，测量值比真实值偏小。第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 （3）[6]由电阻定律可知由欧姆定律，金属丝的电阻率则有13.如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行。闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求：（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；（2）交流电压表的示数；（3）从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量。【答案】（1）400V；（2）；（3）0.25C【解析】【详解】（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值为（2）线圈转动过程中感应电动势的有效值为交流电压表的示数为（3）从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量为第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 14.如图所示，直角坐标系第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电量为q、质量为m的带正电粒子，在-x轴上点a以速率v0，方向和-x轴方向成60°射入磁场，然后经y轴上坐标为（0，L）的b点垂直于y轴方向进入电场，最后从x轴上x=2L的c点离开电场。不计粒子重力，求：（1）磁感应强度B的大小；（2）电场强度E的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）粒子运动轨迹如图所示设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，由几何关系可得r+rsin30°=L得第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得（2）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向2L=v0t竖直方向且qE=ma解得15.如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。（1）求金属棒ab沿导轨向下运动最大速度；（2）求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻的最大电功率；（3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻上产生的焦耳热总共为，求流过电阻的总电荷量。第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，由牛顿第二定律得又解得（2）金属棒以最大速度匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时联立解得（3）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律根据焦耳定律联立解得第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 根据解得第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司