北京市昌平区2022-2023学年高二上学期物理期末质量检测试卷

试卷更新日期：2023-01-10 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在国际单位制中，电场强度的单位是（　　）

A、伏·米（V·m） B、牛/库（N/C） C、库/伏（C/V） D、特斯拉（T）

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、在电场中的静止电荷一定受到电场力的作用 B、在磁场中的运动电荷一定受到磁场力的作用 C、试探电荷在电场中的受力方向就是该点电场强度的方向 D、通电直导线在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向

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3. 某带正电的导体周围的电场线和等势线的分布如图所示。用 $E_{A}$ 、 $φ_{A}$ 和 $E_{B}$ 、 $φ_{B}$ 分别表示A、B两点的电场强度大小和电势，下列关系式正确的是（　　）

A、 $E_{A} > E_{B}$ B、 $E_{A} = E_{B}$ C、 $φ_{A} > φ_{B}$ D、 $φ_{A} < φ_{B}$

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4. 如图所示，将带正电的带电体O置于铁架台旁，再把系在绝缘丝线上的带电小球先后挂在 $P_{1} 、 P_{2} 、 P_{3}$ 位置，小球静止时丝线与竖直方向的夹角依次变小。该实验可以说明（　　）

A、两电荷之间的库仑力与两电荷之间距离成反比 B、两电荷之间的库仑力与两电荷之间距离的平方成反比 C、点电荷电场的电场强度与距点电荷的距离的平方成反比 D、带电小球离O越远所受电场力越小，说明离O越远电场强度越小

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5. 如图为研究电磁感应规律的实验装置，当电键闭合瞬间，电流计指针向右偏转。电键闭合后，以下判断正确的是（　　）

A、向右移动滑动变阻器滑动触头，电流计指针向左偏 B、在线圈A中插入铁芯时，电流计指针向左偏 C、将线圈A从线圈B中拔出时，电流计指针向左偏 D、只要电键闭合，电流计指针总是向右偏

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6. 如图所示，甲电路中只有一个小灯泡，乙电路中有四个小灯泡并联，两个电路所用电池和小灯泡的规格都相同。闭合开关后发现，乙电路中每个小灯泡的亮度明显比甲电路中的小灯泡暗。对该现象的解释，正确的是（　　）

A、甲电路中流过电源的电流更大 B、甲电路中的路端电压更大 C、甲电路中灯泡的电压是乙电路中灯泡电压的四倍 D、甲电路中流过灯泡的电流是乙电路中流过每个灯泡电流的四倍

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7. 某同学将内阻 $R_{g} = 20 Ω$ 、满偏电流 $I_{g} = 5 mA$ 的毫安表改装成一个量程为3V的电压表，改装完成后进行电压测量时，毫安表指针位置如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、改装时应在毫安表上串联一个580Ω的电阻 B、改装时应在毫安表上并联一个580Ω的电阻 C、图中表示测量的电压为3.0V D、图中表示测量的电压为0.06V

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8. 如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图。重物质量 $m = 50 kg$ ，电源提供给电动机的电压为 $U = 110 V$ 。当电动机以 $v = 0.9 m / s$ 的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为 $I = 5.0 A$ 。不计各种摩擦，重力加速度g取10m/s² ，下列说法正确的是（　　）

A、电动机输出的功率为450W B、电动机输入的功率为500W C、电动机损耗的功率为50W D、电动机线圈的电阻为22Ω

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9. 如图列出了四种物理活动或装置，下列说法与事实相符的是（　　）

A、甲图中，李辉用多用电表测量带铁芯的线圈电阻。刘伟两手分别捏住待测线圈裸露的两端，李辉将表笔与线圈两端接通和断开时，刘伟都有被电击的感觉 B、乙图中，用金属丝与灵敏电流表接成闭合电路，两同学南北站立摇动电线比东西站立摇动电线，电流表指针偏转明显 C、丙图是洛伦兹力演示器，当调节旋钮，使励磁线圈中的电流增大时，电子运动的轨迹半径将变大 D、丁图中，金属弹簧的下端刚好与水银面相接触，当接通电源时，弹簧将上下振动

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10. 如图所示，通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线框的对称轴线重合。下列情况可在abcd线圈中产生感应电流的是（　　）

A、当MN中的电流逐渐增大时 B、当MN中的电流逐渐减小时 C、当线圈abcd以MN为轴转动时 D、当线圈abcd左右平动时

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11. 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间的磁场可视为匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）射入磁场，带电粒子在洛仑兹力的作用下向两极板偏转，A、B两板间便产生了电压。金属板A、B和等离子体整体可视为一个内阻不可忽略的直流电源。现将金属板A、B与电阻R相连，下列说法正确的是（　　）

A、A板是电源的正极 B、A，B两金属板间的电势差等于电源电动势 C、增大等离子体的入射速度，电源电动势将增大 D、减小A，B两板间的距离，电源电动势将增大

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12. 把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器中的电流i随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A、在t₁~t₂时间内，电容器两极板间电压逐渐减小 B、在t₃~t₄时间内，电容器的电容逐渐减小 C、曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积 D、S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

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13. 某学习小组为了测定磁极间的磁感应强度，设计了如图所示的实验装置。在该实验中，磁铁静置在水平放置的电子测力计上，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场可忽略不计。垂直于磁场水平放置的直铜棒AB两端通过导线与一电源连接成闭合回路，直铜棒AB在磁场中的长度为L，AB的电阻为R，电源电动势为E，内电阻为r。在开关闭合前，电子测力计的示数为 $F_{1}$ ；开关闭合后，电子测力计的示数为 $F_{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、开关闭合后，铜棒所受安培力大小为 $F_{2}$ B、开关闭合后，铜棒所受安培力方向竖直向上 C、磁极间的磁感应强度大小为 $\frac{(F_{1} - F_{2}) (R + r)}{E L}$ D、磁极间的磁感应强度大小为 $\frac{(F_{1} + F_{2}) (R + r)}{E L}$

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14. 安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图所示，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时x轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（　　）

测量序号	Bx/μT	By/μT	Bz/μT
1	0	21	-45
2	0	-20	-46
3	21	0	-45
4	-21	0	-45

A、测量地点位于南半球 B、当地地磁场的磁感应强度大小约为50μT C、第2次测量时x轴正向指向北方 D、第3次测量时x轴正向指向南方

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二、实验题

15. 某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材：
干电池E（电动势1.5V，内阻未知）；

电流表A₁（量程10mA，内阻为90Ω）；

电流表A₂（量程30mA，内阻为30Ω）；

定值电阻R₀（阻值为150Ω）；

滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；

待测电阻Rx；

开关S，导线若干。

测量电路如图所示。

(1)、断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R₀接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的 $\frac{1}{2}$ 处。该同学选用的电流表为（填“A₁”或“A₂”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为Ω。

(2)、断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R₀ ，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的 $\frac{3}{5}$ 处，则Rx的测量值为Ω。

(3)、本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值（填“有”或“无”）影响

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16. 某同学用电压表和电流表测定一节干电池的电动势E和内电阻r，实验电路图如图所示。

(1)、实验室除了电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω）、开关和导线外，还有下列器材：
A．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）

B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

C．滑动变阻器（0~500Ω）

D．滑动变阻器（0~50Ω）

实验要求尽量减小误差，电压表应选用；滑动变阻器应选用。（选填相应器材前的字母）

(2)、如图是实验器材实物图，已连接了部分导线。请根据电路图，用笔画线代替导线，将剩余连线补充完整。

(3)、某同学记录了6组实验数据，数据的对应点已经标在图中所示的坐标纸上，请你根据数据点画出U-I图线。

(4)、由图线可知，该电池的电动势E=V，内电阻r=Ω。

(5)、本实验如果考虑电表内阻的影响，实验误差主要来自（选填“电压表的分流作用”或“电流表的分压作用”）。

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三、解答题

17. 人造地球卫星常用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。现把一片太阳能电池板、电流表、定值电阻和开关连接成如图所示的电路，当闭合开关S后，电流表的示数 $I = 0.1 A$ 。已知电池板的电动势 $E = 0.5 V$ ，电阻 $R = 4 Ω$ ，电流表可视为理想电表。求：

(1)、外电路的路端电压U；

(2)、该太阳能电池板的内电阻r。

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18. 如图所示，O点正下方2l处固定一电荷量为-Q的点电荷，质量为m、电荷量为+q的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。现将小球拉至细线水平由A点静止释放，测得小球经过最低点B时速度的大小为v。忽略空气阻力及小球所带电荷对空间电场的影响。重力加速度为g。

(1)、求小球从A到B的过程中电势能的变化量 $Δ E_{p}$ ；

(2)、取B点的电势为零，求A点的电势 $φ_{A}$ 。

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19. 如图甲所示，水平放置的两平行金属板P、Q之间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为 $E$ 、方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里。有一带正电的粒子以速度 $v_{0}$ 从两板左侧边缘的中点O沿水平方向射入到两板之间，恰好做匀速直线运动。已知两板长为 $3 d$ ，两板间距为 $2 d$ 。不计粒子所受重力以及平行板的边缘效应。

(1)、求磁感应强度 $B$ 的大小。

(2)、仅撤去电场，带电粒子仍以速度 $v_{0}$ 从O点沿水平方向射入磁场，恰好从P板的右边缘飞出，如图乙所示。已知 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。求：
①带电粒子的比荷 $\frac{q}{m}$ ；

②带电粒子在磁场中运动的时间 $t$ 。

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20. 如图甲是法拉第圆盘发电机的实物图，图乙是其原理图。由图乙可知，法拉第圆盘发电机的铜盘安装在水平转轴上，铜盘中心与转轴重合，它的盘面全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。两块铜刷C、D分别与转轴和铜盘边缘接触。用外力驱动铜盘转动时，闭合开关S，电阻R上就有持续的电流通过。

(1)、当圆盘按图乙所示的方向转动时，通过电阻R的电流方向如何？

(2)、已知圆盘的半径为a，圆盘匀速转动的角速度为ω。求这台发电机的电动势是多少？

(3)、电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。请简要说明：法拉第圆盘匀速转动时产生电动势的非静电力是什么力？是如何实现能量转化的？

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