河南省南阳市2022-2023学年高二上学期期终质量评估物理试题

试卷更新日期：2023-02-17 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列物理量中属于标量的是（）

A、电流强度 B、电场强度 C、磁感应强度 D、洛伦兹力

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2. 如图所示实线为电场某区域的电场线分布情况示意图，由图可知（）

A、A点电势低于 $B$ 点电势 B、一个负电荷在A点受到的电场力小于在 $B$ 点受到的电场力 C、一个正电荷可以仅在电场力的作用下，沿电场线从A运动到 $C$ D、一个负电荷由A点移动到 $B$ 点，克服电场力做功

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3. 如图所示，一个单匝矩形闭合导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，转动周期为 $T_{0}$ ，线圈产生的电动势的最大值为 $E_{m}$ ，则（）

A、线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 $\frac{\sqrt{2} E_{m} T_{0}}{4 π}$ B、线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为 $E_{m}$ C、线圈产生的电动势的有效值为 $\sqrt{2} E_{m}$ D、经过 $T_{0}$ 的时间，通过线圈电流的方向改变1次

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4. 如图1所示，A、B端接有恒流源（输出恒定电流）的均匀长方形金属线框放在水平面上，部分线框处在垂直于线框平面向下的匀强磁场中， $a b$ 边与磁场边界平行， $a b$ 边受到的安培力大小为 $F_{1}$ ；如图2所示，将金属棒 $c d$ 放在金属线框上，金属棒 $c d$ 与线框接触良好，并在磁场中处于静止状态， $c d$ 与 $a b$ 平行， $c d$ 段与 $a b$ 段电阻相同。此时， $a b$ 受到的安培力大小为 $F_{2}$ ， $c d$ 受到的安培力大小为 $F_{3}$ ，则下列关系正确的是（　　）

A、 $F_{2} = \frac{1}{2} F_{1}$ B、 $F_{2} = F_{3}$ C、 $F_{1} = F_{2} + F_{3}$ D、 $F_{1} > F_{2} + F_{3}$

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5. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 如图所示，带电粒子（不计重力）以初速度v₀从a点垂直于y轴进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa＝Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v₀从a点垂直于y轴进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为（）

A、v₀ B、 $\frac{2}{v_{0}}$ C、2v₀ D、 $\frac{v_{0}}{2}$

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7. 1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转。下列说法正确的是（）

A、仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变 B、使小磁针发生转动的原因是地磁场发生了变化 C、使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场 D、如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变

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8. 如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器(也称滤速器)中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲>v乙＝v丙>v_丁，在不计重力的情况下，则分别打在P₁、P₂、P₃、P4四点的离子分别是

A、甲、丁、乙、丙 B、丁、甲、乙、丙 C、甲、丁、丙、乙 D、丁、甲、丙、乙

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二、多选题

9. 空间存在着平行于 $x$ 轴方向的某静电场， $x$ 轴上各点的电势 $φ$ 随坐标 $x$ 的分布图像如图所示。一个带电量绝对值为 $q$ 、质量为 $m$ 的带电粒子在坐标轴上 $x = - x_{0}$ 处，以沿 $x$ 轴正向的初速度射出，粒子沿 $x$ 轴运动到 $x = x_{0}$ 处时速度恰好为0。若粒子只受到电场力的作用，则（）

A、粒子带正电 B、粒子在 $x = - x_{0}$ 处的初速度大小为 $\sqrt{\frac{2 q φ_{0}}{m}}$ C、粒子从 $x = 0$ 运动到 $x = x_{0}$ 过程中做匀减速直线运动 D、粒子从 $x = 0$ 运动到 $x = x_{0}$ 过程中电势能先减小后增大

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10. 如图是发电机给用户供电的示意图。已知发电机的输出电压为 $250 V$ 、输出功率为 $200 k W$ 。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：20，两变压器间输电导线的总电阻为 $5 Ω$ ，用户得到的电压为 $220 V$ 。已知变压器是理想变压器，则（）

A、输电线上的电流为 $50 A$ B、用户得到的功率为 $190 k W$ C、输电线上损失的电压为 $200 V$ D、降压变压器原、副线圈的匝数比为240：11

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11. 如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场B。质量为m带电量为q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球A的速度大小为v₀ ，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角θ=37°。重力加速度为g，m、q、r已知。（cos37°=0. 8，sin37°= 0. 6）则下列说法正确的是（）

A、小球A与点电荷之间的库仑力大小为 $\frac{5}{4}$ mg B、从上往下看带电小球只能沿顺时针方向做匀速圆周运动 C、v₀越小所需的磁感应强度B越小 D、 $v_{0} = \sqrt{\frac{9}{20} g r}$ 时，所需的磁感应强度B最小

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12. 如图所示，虚线 $P Q$ 左侧有垂直于光滑水平面向下的匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为 $B$ 。边长为 $L$ 、质量为 $m$ 、总电阻为 $R$ 的均匀正方形单匝金属线框 $a b c d$ 放在水平面上，处于 $P Q$ 右侧的匀强磁场中。给线框一个向左的初速度 $v_{0}$ ，线框刚好能完全通过虚线 $P Q$ ，线框在运动过程中 $c d$ 边始终与 $P Q$ 平行，则线框在运动过程中（）

A、线框中产生的焦耳热为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$ B、通过线框横截面的电荷量为 $\frac{2 B L^{2}}{R}$ C、最大加速度为 $\frac{2 B^{2} L v_{0}}{m R}$ D、线框有一半进入 $P Q$ 左侧磁场时速度大小为 $v_{0} - \frac{2 B^{2} L^{2}}{m R}$

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三、实验题

13. “额温枪”被大量应用于排查高温患者，其原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据。某同学为了研究额温枪中某导电材料的导电规律，用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。

(1)、他应选用下列哪个电路进行实验_________________；

A、 B、 C、 D、

(2)、为了进一步验证“额温枪”测温的准确性，该同学设计了图甲所示电路，已知电源电动势 $E = 1.5 V$ ，内阻忽略不计， $R_{0} = 15 Ω$ ，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示。闭合电键后发现电压表示数为0.45V，则热敏电阻此时的温度为℃（保留1位小数）。

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14. 如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻R_g＝10Ω、满偏电流I_g＝10mA的电流表、标识不清电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。

(1)、其中电阻R₂=Ω。

(2)、选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为mA。

(3)、兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：
①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R₁的阻值使电表指针满偏；

②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为。

③用待测电阻R_x代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为R_x＝Ω。 (保留三位有效数字)

④小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中表笔(填“红”或“黑”)接电压表的正接线柱，该电压表示数为1.45V，可以推知该电压表的内阻为Ω。

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四、解答题

15. 如图所示，两根足够长的电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面内，两导轨间的距离为 $L = 1 m$ ，之间接有阻值为 $R = 1.5 Ω$ 的定值电阻。一根质量为 $m = 2 kg$ 的均匀金属棒 $a b$ 放在导轨上，与两导轨垂直且保持良好接触， $a b$ 在导轨间的电阻为 $r = 0.5 Ω$ ，整个装置放在磁感应强度为 $B = 1 T$ 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒 $a b$ 施加水平向右的恒力 $F = 1 N$ ，使之由静止开始运动。求：

(1)、金属棒 $a b$ 中电流的方向及最大速度 $v_{m}$ ；

(2)、 $a b$ 棒的速度大小为 $v_{1} = 1 m/s$ 时棒的加速度大小。

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16. 如图所示，发电机转子是一个匝数N=100，边长L=10cm的正方形线圈abcd。线圈在磁感应强度B=1T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO’以f=50Hz的频率逆时针匀速转动，已知线圈的电阻r=5 $Ω$ ，外电路电阻R=20 $Ω$ 。从如图所示的位置开始计时。求：

(1)、线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式以及外电路电阻R上消耗的电功率；

(2)、从计时开始，线圈逆时针转过 $\frac{π}{3}$ 的过程中，通过外电阻的电荷量q。

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17. 如图所示，在水平方向的匀强电场中（电场线未画出），一根长为L，不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，将小球拉起直至细线与场强平行的A点，然后无初速释放，已知小球最多摆到最低点另一侧的B点，BO连线与竖直方向的夹角为 $θ = 30 °$ ，求：（结果可用根式表示）

(1)、小球经过最低点时细线对小球的拉力；

(2)、小球由A到B过程中的最大速度。

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18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出），第二象限存在水平向左的匀强电场。质量为m、电荷量为-q的带电粒子从第三象限无初速度释放后，经电压为U的电场加速后从P（ $- \sqrt{3}$ L， 0）点垂直x轴进入第二象限，然后从A（0，2L）点进入第一象限，又经磁场偏转后由x轴上的M点（图中未画出）垂直于x轴进入第四象限。已知磁场的磁感应强度大小为B，不计粒子重力。

(1)、求第二象限内电场强度的大小；

(2)、若第一象限各处均分布有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，求M点坐标；

(3)、若第一象限内的匀强磁场分布在某矩形区域内，磁场方向垂直纸面向外，求此矩形区域的最小面积。

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