北京市西城区2022-2023学年高二上学期物理期末考试试卷
试卷更新日期：2023-01-11 类型：期末考试
一、单选题
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1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ）A、电场强度 B、电势 C、电势能 D、电动势2. 真空中静止的带正电的点电荷，其电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两点。已知A、B两点的电场强度为、 ， 电势为、 ， 下列判断正确的是（ ）
A、 B、 C、 D、3. 下图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向，其中正确的是（ ）A、
B、
C、
D、
4. 取一对用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B，使它们彼此接触。A、B下方均连有两片金属箔片。手握绝缘棒，把带正电荷的带电体C移近导体A，下列判断正确的是（ ）
A、仅有A下方的金属箔片张开 B、仅有B下方的金属箔片张开 C、导体A和B带等量异种电荷 D、导体A带正电、导体B带负电5. 如图所示的电路，灵敏电流计G和一个电阻箱R并联，改装成一个大量程的电表，下列判断正确的是（ ）
A、改装成的是电流表，R越小量程越大 B、改装成的是电流表，R越大量程越大 C、改装成的是电压表，R越小量程越大 D、改装成的是电压表，R越大量程越大6. 在一条沿南北方向水平放置的导线下方，放一个可以自由转动的小磁针，如图所示。当导线接通向右的恒定电流时，观察到小磁针发生转动。下列判断正确的是（ ）
A、小磁针的N极将垂直纸面向外转动 B、通电导线的磁场对小磁针的作用力使小磁针偏转 C、将小磁针分别放置在导线上方和下方，小磁针静止时N极指向相同 D、导线在水平面内沿任意方向放置，通电后都能让下方的小磁针转动7. 如图所示的U－I图像中，直线a为一个电源的路端电压与电流的关系，直线b是电阻R的电压与电流的关系。下列判断正确的是（ ）
A、该电源的电动势为3V B、该电源的内阻为2Ω C、该电阻R为2Ω D、若该电阻与电源连接成闭合电路，电源的输出功率为12W8. 一种发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，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）以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场，把A、B和电阻R连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。下列判断正确的是（ ）
A、带正电的粒子在两板间受到的洛伦兹力方向向上 B、A板是电源的正极、B板是电源的负极 C、只增大等离子体的射入速度v，电源的电动势增大 D、只增大A、B两板的面积，电源的电动势增大9. 如图所示，a、b是两个用同样的导线制成的单匝圆形闭合线圈，线圈半径。匀强磁场垂直于线圈平面，且磁感应强度随时间均匀减小。下列判断正确的是（ ）
A、线圈a、b中感应电流均为逆时针方向 B、线圈a、b的感应电动势之比是 C、线圈a、b的电阻之比是 D、线圈a、b的感应电流之比是10. 某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池全部放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为3.7V，充满电后播放视频的最长时间约10小时。下列判断正确的是（ ）手机类型
智能手机、4G手机
屏幕分辨率
1920×1080像素
电池容量
4000mA·h
待机时间
10天
A、该手机电池放电时输出的总电荷量约为4000C B、该手机播放视频时电池的平均输出功率约为0.4W C、该手机播放视频的电流大约为待机时电流的24倍 D、该手机电池充满电储存的电能大约为4000J二、多选题
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11. 如图所示，用细绳吊起一个铝环，当条形磁体的某一磁极沿着过铝环圆心的轴线向右靠近铝环时，观察到铝环向右侧摆动。下列判断正确的是（ ）
A、正对环心的一定是条形磁体的N极 B、使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力 C、磁体在靠近铝环的过程中，会受到阻碍它运动的磁场力 D、若磁体向左侧远离铝环，铝环一定不会摆动12. 如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则（ ）
A、闭合开关S时，A、B灯同时亮 B、闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮 C、断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭 D、断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变13. 静电除尘用于粉尘较多的各种场所，以除去有害的微粒或回收物资。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。当A、B两端连接上千伏高压电源时，B附近的空气分子被电离，成为正离子和电子。电子向着A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列说法正确的是（ ）
A、板状收集器A连接电源的正极 B、板状收集器A连接电源的负极 C、带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功 D、带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加14. 质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示。带电粒子从容器A下方的小孔飘入加速电场，其初速度几乎为0。粒子加速后从小孔射出，又通过小孔 ， 沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上。图中虚线为两种带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，可以判断的是（ ）
A、两种带电粒子比荷的大小关系 B、两种带电粒子电荷量的大小关系 C、两种带电粒子质量的大小关系 D、两种带电粒子在磁场中运动速度的大小关系三、实验题
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15. 电阻率是反映材料导电性能的物理量，某同学通过下面的实验测量金属丝的电阻率。
(1)、用螺旋测微器测金属丝的直径，其中一次测量的结果如图1所示，金属丝直径的测量值d＝mm。(2)、用多用电表粗略测量金属丝的电阻。使用前，观察到多用电表指针已经对准表盘左侧的“0”刻线。使用时，先将选择开关调到欧姆挡“×1”挡，再将红、黑表笔短接，调节图2中的旋钮（选填“A”“B”或“C”），使表针指到表盘右端零刻度处；然后将红、黑表笔接在金属丝两端，多用电表指针位置如图3所示，则金属丝的电阻值约为Ω。(3)、采用伏安法较精确测量金属丝电阻，可选择的器材如下：电源E（电动势约为3V）
电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
电流表（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
滑动变阻器（最大阻值为1750Ω）
开关及导线若干
为使测量准确、操作方便，电流表应选择（选填或）；滑动变阻器应选择（选填或）；应选用下图（选填“甲”或“乙”）的电路图进行实验；由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值比其真实值（选填“偏大”或“偏小”）。
(4)、若通过实验测量获得了数据：金属丝的直径、金属丝的电阻 ， 以及金属丝的长度 ， 则金属丝电阻率。（用、、表示）16. 电流传感器可以像电流表一样测量电流。它与计算机相连，能显示出电流随时间变化的I－t图像。某同学利用图1所示的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。
(1)、先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。充满电的电容器上极板A带电荷；(2)、然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。①传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I－t图像，如图2所示。根据图像估算电容器放电过程释放的电荷量为C；（结果保留两位有效数字）
②根据I－t图像，在图3中定性画出此过程电容器所带电荷量随时间变化的q－t图像 ， 并说明依据。
四、解答题
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17. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向肿瘤，杀死癌细胞。如图所示，真空中两平行金属板A、B之间的距离为d，两板间电压为U。来自质子源的质子，不计初速度，质量为m，电荷量为q，沿水平方向从A板上的小孔进入加速电场，经加速后从B板上的小孔穿出。质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略。求：
(1)、A、B两板间匀强电场的电场强度大小E；(2)、质子从A板运动至B板的过程中，静电力做的功W；(3)、质子从B板小孔射出时的速度，并据此提出增大质子速度的可行方案。18. 如图所示的电路中，电源的电动势E为12V，内阻r为1Ω，电阻R为3Ω。电动机的额定电压U为6V，线圈电阻为0.5Ω。
(1)、只闭合开关时，求电路中的电流I和电源的输出功率；(2)、开关、均闭合后，电动机恰好正常工作，求电动机的输出功率。19. 如图所示，abcd是一个边长为L的正方形区域，内部存在着沿ad方向的匀强电场。位于ad边中点S处的粒子源，不断地沿着垂直ad边的方向发射质量为m、电量为q的带电粒子。粒子的初速度为v，经电场作用后恰好从c点射出。撤去电场，在该区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，带电粒子恰好从b点射出。带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略。
(1)、求匀强电场的电场强度大小E；(2)、求匀强磁场的磁感应强度大小B；(3)、定性比较带电粒子通过电场区域和磁场区域的时间的大小，并说明依据。20. 电磁制动是磁悬浮列车辅助制动的一种方式。某研究团队为列车进站设计电磁制动装置，为了探究其刹车效果，制作了小车和轨道模型。在小车底面安装了一个匝数为N、边长为L的正方形线圈，线圈总电阻为R，小车和线圈的总质量为m。线圈平面与水平轨道平行，俯视图如图所示。小车到站前，关闭小车引擎，让其通过一个宽度为H方向竖直向下的匀强磁场区域，实施电磁制动。小车进入磁场前的速度为 ， 行驶过程中小车受到轨道阻力可忽略不计，不考虑车身其他金属部分的电磁感应现象。
(1)、a.若小车通过磁场区域后，速度降为 ， 求在此过程中线圈产生的焦耳热；b.若使小车持续减速通过匀强磁场区域，分析说明磁场区域的宽度H需要满足什么条件；
(2)、a.为保证乘客安全，小车刚进入磁场时的加速度大小不能超过 ， 则匀强磁场的磁感应强度B应满足什么条件；b.为减缓刹车给乘客带来的不适感，刹车的加速度要远小于 ， 磁场的磁感应强度也远小于上述B的条件，因此小车通过图示磁场区域后仍有较大速度。若此后继续以电磁制动的方式使小车减速，为了在尽可能短的距离内让小车减速为零，请设计刹车区域的磁场分布，说明设计方案并画出示意图。