广东省清远市2022-2023学年高二上学期物理期末教学质量检测试卷

试卷更新日期：2023-02-28 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在电磁学的发展过程中，许多物理学家作出了贡献。下列说法与事实不相符的是（）

A、法拉第首先提出了场的概念，并创造性地用“力线”形象地描述“场” B、安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系 C、法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台手摇发电机 D、洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式

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2. 如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（）

A、向下偏转 B、向上偏转 C、向纸外偏转 D、向纸里偏转

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3. 电磁阻尼现象演示装置如图所示，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一钢块（不与磁铁接触），则摆动快速停止。下列说法正确的是（）

A、如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象 B、用铜块替代钢块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象 C、在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少 D、在固定钢块的情况下，磁铁在摆动过程中与钢块没有相互作用力

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4. 某次闪电击中了一棵大树（云朵带负电），示意图如图甲所示，某瞬间树周围地面的电势分布情况如图乙所示。A、B两车按图乙所示方式停放在树下，车的橡胶轮胎始终对地绝缘，则下列相关说法正确的是（）

A、由图甲可知，本次闪电地面上电流的方向是由大树流向小车 B、由图甲可知，本次闪电电流的方向是由云层流向被击中的大树 C、B车左侧车轮处的电势比右侧车轮处的电势高 D、B车左侧两轮间的电压比A车左侧两轮间的电压小

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5. 如图所示，兴趣小组的同学们利用某水果电池进行实验，他们用电压表（非理想电压表）直接测得电池两端的电压为2.5V，接着同学们把标称值为“2.5V0.3A”的小灯泡直接连到电池两端，小灯泡却不能发光。下列说法正确的是（）

A、水果电池的电动势等于2.5V B、水果电池的电动势大于2.5V C、水果电池的内阻一定比小灯泡的阻值小 D、小灯泡一定断路

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6. “福建舰”是我国完全自主设计并建造的首艘航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，电磁阻拦技术的原理示意图如图所示。在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，MP间接有阻值为R的电阻。一个长度与平行金属导轨间距相等的金属导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与轨道接触良好。舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒ab，导体棒ab被钩住之后立即获得了和舰载机相同的速度，接着舰载机和金属棒一起减速滑行了一段距离后停下。已知除安培力外，舰载机和金属棒一起做减速运动时的阻力为f，不考虑阻拦索的长度变化。下列说法正确的是（　　）

A、舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，金属棒ab中感应电流的方向为由a到b B、舰载机勾住绝缘阻拦索钩之后，金属棒两端的电压逐渐增加 C、若仅增加匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，则舰载机和金属棒滑行距离变短 D、从舰载机勾住绝缘阻拦索钩到两者静止的过程中，回路中产生的焦耳热等于舰载机着舰时的动能

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7. 如图所示，足够长的导体棒 $M N$ 固定在相互平行且间距 $l = 0.6 m$ 的金属导轨上，导体棒 $M N$ 与水平导轨的夹角为 $37 °$ ，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为 $B = 0.5 T$ 的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势 $E = 6 V$ ，回路中的总电阻 $R = 2 Ω$ ，导体棒与导轨接触良好，取 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，则导体棒 $M N$ 所受的安培力大小为（）

A、0.9N B、1.125N C、1.5N D、2.25N

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8. 家住合肥的张同学周末来到郊外的公园游玩，一架飞机由西向东匀速飞过张同学的头顶。下列说法正确的是（　　）

A、两机翼电势一样高 B、南边的机翼电势高 C、北边的机翼电势高 D、无法判断

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二、多选题

9. 如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D₁和D₂是两个完全相同的小灯泡，将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（　　）

A、K闭合瞬间，D₁先亮，D₂后亮，最后两灯亮度一样 B、K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D₁逐渐熄灭，D₂逐渐变到最亮 C、K断开时，D₂立即熄灭，D₁亮一下再逐渐熄灭 D、K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭

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10. 半导体指纹传感器多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，采集指纹的场景如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与基板的绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（）

A、指纹的凹点处与小极板距离远，电容小 B、指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C、手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量增大 D、手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量减小

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11. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒 $D_{1}$ 、 $D_{2}$ 构成，其间留有空隙，现对氘核（ $_{1}^{2} H$ ）加速，所需的高频电源的频率为f，磁感应强度为B，已知元电荷为e，下列说法正确的是（）

A、被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 B、高频电源的电压越大，氘核最终射出回旋加速器的速度越大 C、氘核的质量为 $\frac{e B}{2 π f}$ D、该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（ $_{2}^{4} H e$ ）加速

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12. 空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t₁的时间间隔内（）

A、圆环所受安培力的方向始终不变 B、圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C、圆环中的感应电流大小为 $\frac{B_{0} r S}{4 t_{0} ρ}$ D、圆环中的感应电动势大小为 $\frac{B_{0} π r^{2}}{4 t_{0}}$

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三、实验题

13. 小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。

(1)、已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”）。

(2)、正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断____。

A、滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转 B、线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转 C、滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央

(3)、实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。

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14. 用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时探究小灯泡的伏安特性。
A．电压表V₁（量程为5V、内阻很大）；

B．电压表V₂（量程为3V、内阻很大）；

C．电流表A（量程为3A、内阻很小）；

D．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω、额定电流为3A）；

E．小灯泡（2.5V，5W）；

F．电池组（电动势为E，内阻为r）；

G．开关一个，导线若干。

实验时，调节滑动变阻器的电阻，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。

(1)、请将你设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整。

(2)、每一次操作后，同时记录电压表V₁和V₂的读数U₁和U₂以及电流表A的示数I，组成两个坐标点（U₁ ， I），（U₂ ， I），标到U-I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω。（结果均保留两位有效数字）

(3)、在U-I坐标系中两条图线在N点相交，此时小灯泡的阻值R=Ω，实际功率P=W。（结果均保留三位有效数字）

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四、解答题

15. 如图所示，直角三角形ABC的∠B为直角，∠A=30°，直角边BC=a。分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的点电荷的电荷量为+Q（Q>0），静电力常量为k，若在C点放置一带正电的试探电荷，它受到的电场力平行于AB指向右方。

(1)、判断固定在B点的点电荷的电性；

(2)、求固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小E₁；

(3)、求C点的电场强度大小E。

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16. 质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B₂的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求：

(1)、粒子进入偏转磁场的速度v；

(2)、速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B₁的大小和方向；

(3)、加速电场的电势差U。

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17. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨 $a b$ 、 $c d$ 水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小 $B = 0.4 T$ 的匀强磁场中，a、c之间连接阻值 $R = 4 Ω$ 的电阻，导轨间距 $L = 0.5 m$ ，导体棒 $e f$ 垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量 $m = 0.2 k g$ 、电阻 $r = 1 Ω$ 。 $t = 0$ 时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小 $a_{1} = 5 m / s^{2}$ 的匀加速直线运动， $t_{1} = 5 s$ 时改变拉力F的大小使拉力的功率此后保持恒定， $t_{2} = 35 s$ 时导体棒已经做了一段时间的匀速运动。求：

(1)、 $t = 5 s$ 时，拉力F的大小 $F_{1}$ ；

(2)、 $0 ~ 5 s$ 内，通过电阻R的电荷量q；

(3)、 $5 s ~ 35 s$ 内，导体棒产生的热量Q。

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