湖北省武汉市重点中学4G 联合体2022-2023学年高二上学期物理期末试卷-在线组卷题库

1. 北京时间2022年11月1日4时27分，梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，形成“T”字基本构型。12块太阳能电池板为中国空间站的正常工作提供能量。下列说去正确的是（　　）

A、太阳能电池板能将太阳能100%转化为电能 B、能量守恒的过程不一定能自发地发生 C、人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生 D、能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机

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2. 司南是我国著名科技史学家王振铎根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中“司南之杓，投之于地，其柢指南”的记载，考证并复原勺形的指南器具。书中的“柢”指的是司南的长柄，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东四，放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，共长柄（　　）

A、“柢”相当于磁体的N极 B、司南可以用铜为材料制作 C、地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 D、司南能“司南”是因为地球存在磁场，地磁南极在地理北极附近

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3. 如图，采用一个电阻箱和电流表测量一节干电池的电动势和内阻，下列图像中可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 在如图所示电路中，电源电动势为 $12 V$ ，内阻为 $1 Ω$ ，电流表的内阻为 $1 Ω$ ，指示灯 $R_{L}$ 的阻值为 $16 Ω$ ，电动机M线圈电阻为 $2 Ω$ 。当开关S闭合时，指示灯 $R_{L}$ 的电功率为 $4 W$ ，下列说法中正确的是（　　）

A、电动机两端的电压是为 $8 V$ B、流过电流表的电流为 $1.5 A$ C、电动机M的电功率为 $10 W$ D、电源的输出功率为 $18 W$

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5. a、b、c是竖直平面内等腰直角三角形的三个顶点， $b c$ 边水平，d是 $b c$ 中垂线上的一点且在a点下方，且 $a b = a c = L$ ，在b、c、d三点分别固定三根垂直于三角形 $a b c$ 所在平面的通电直导线，b、c处导线中的电流大小为I，d处导线中的电流大小为 $2 I$ ，方向如图所示。已知通电直导线在周围产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与到导线的距离成反比，a点的磁感应强度为0，则d导线电流的方向及到a的距离（　　）

A、垂直于纸面向里，距离为 $\frac{\sqrt{2}}{2} L$ B、垂直于纸面向里，距离为 $\sqrt{2} L$ C、垂直于纸面向外，距离为 $\frac{\sqrt{2}}{2} L$ D、垂直于纸面向外，距离为 $\sqrt{2} L$

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6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，灯 $L_{1}$ 的电阻为 $R_{L 1}$ 。灯 $L_{2}$ 的电阻为 $R_{L 2}$ 。不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是（　　）

A、电流表 $A_{1}$ 示数变小，电流表A读数变大，小灯泡 $L_{1}$ 变亮 B、电流表A读数变小，电压表V读数变小，小灯泡 $L_{2}$ 变暗 C、电压表示数变化 $Δ U$ ，电流表A示数变化 $Δ I$ ， $\frac{Δ U}{Δ I}$ 的大小等于r D、电压表示数变化 $Δ U$ ，电流表 $A_{1}$ 示数变化 $Δ I_{1}$ ， $\frac{Δ U}{Δ I_{1}}$ 的大小等于 $R_{L 1}$

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7. 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）

A、电源的输出功率随外电阻的增大而增大 B、当电流为 $5.5 A$ 时，输出功率达到最大值 C、电源电动势为 $50 V$ ，内阻为 $\frac{25}{3} Ω$ D、输出功率为 $120 W$ 时，外接电阻可能为 $\frac{10}{3} Ω$

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8. 在磁场强度为B的匀强磁场中，通过面积为S的 $N (N > 10)$ 匝矩形线圈的磁通量大小不可能是（　　）

A、0 B、 $0.5 N B S$ C、 $0.9 B S$ D、 $2 B S$

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9. 如图所示，虚线上方存在垂直纸面的匀强磁场（具体方向未知），磁感应强度大小为B，一比荷为k的带负电粒子由虚线上的M点垂直磁场射入，经过一段时间该粒子经过N点（图中未画出），速度方向与虚线平行，忽略粒子的重力。则下列说法正确的是（　　）

A、磁场的方向一定垂直纸面向里 B、粒子由M运动到N的时间可能为 $\frac{4 π}{3 k B}$ C、如果N点到虚线的距离为L，则粒子在磁场中圆周运动半径可能为 $2 L$ D、如果N点到虚线的距离为L，则粒子射入磁场的速度大小可能为 $k B L$

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10. 2022年6月17日，我国第三航空母舰命名为“中国人民解放军海军福建舰”，福建舰是我国完全自主设计建造的首艘配置电磁弹射的航空母舰。其原理可简化为，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，导轨平面内具有垂直于导轨平面的匀强磁场。电磁弹射车垂直横跨两金属导轨，且始终保持良好接触。已知磁场的磁感应强度大小为B，电源的内阻为r，两导轨间距为L，电磁弹射车和飞机的总质量为m，轨道电阻不计，电磁弹射车的电阻为R。通电后，飞机随电磁弹射车滑行距离s后刚才好能获得最大的速度为v。若不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（）

A、飞机在轨道上做变加速直线运动 B、将电源的正负极调换，战斗机仍然能实现加速起飞 C、通过电磁弹射车的电流为 $I = \frac{B L v}{R + r}$ D、电源的电动势为 $E = \frac{m v^{2} (R + r)}{2 s B L}$

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11. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为 $B_{m}$ 和加速电场频率的最大值 $f_{m}$ 。则下列说法正确的是（　　）

A、粒子第n次和第 $n + 1$ 次进入磁场的半径之比为 $\sqrt{n} ： \sqrt{n + 1}$ B、粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为 $t = \frac{π B R^{2}}{U}$ C、若 $f_{m} < \frac{q B_{m}}{2 π m}$ ，则粒子获得的最大动能为 $E_{km} = 2 π^{2} m f_{m}^{2} R^{2}$ D、若 $f_{m} \geq \frac{q B_{m}}{2 π m}$ 则粒子获得的最大动能为 $E_{km} = 2 π^{2} m f_{m}^{2} R^{2}$

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12. 某物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验。选取水平放置的螺线管轴线上某点为坐标原点O，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，如图所示。他们先将一部智能手机（不计大小）放在O点，打开手机中phyphox软件，开启磁力计功能，测得该处的地磁场磁感应强度为 $B_{0} = \sqrt{3} \times 10^{- 5} T$ ，方向沿y轴正方向；然后移走手机，接通螺线管的电源，将一小磁针放在O点，发现小磁针静止时N极指向与x轴正方向成 $30 °$ 角的方向。则

(1)、电源的左端为极（填“正”或“负”）；

(2)、通电螺线管的磁场在O点处的磁感应强度大小 $B_{1}$ 为T。

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13. 某同学用如图所示电路下列器材测电阻 $R_{x}$ 、电池的电动势E与内阻r。器材如下：
A．被测电阻 $R_{x}$ （约 $3 Ω$ ）

B．被测电池（电动势E约 $6 V$ 、内阻约 $6 Ω$ ）

C．电压表 $V_{1}$ （量程为 $6 V$ 、内阻很大）

D．电压表 $V_{2}$ （量程为 $15 V$ 、内阻很大）

E．电流表 $A_{1}$ （量程为 $0.6 A$ 、内阻不计）

F．电流表 $A_{2}$ （量程为 $3 A$ 、内阻不计）

G．滑动变阻器 $R (0 \sim 100 Ω)$

H．开关、导线

(1)、电流表应选用；电压表应选用（填器材前的符号）

(2)、实验中先将滑动变阻器的滑动头滑到最左端，闭合开关 $S_{1}$ ，当 $S_{2}$ 掷1，改变滑动头的位置，测出一组电压表与电流表的读数，在 $U - I$ 图像中作出直线1；当 $S_{2}$ 掷2，改变滑动头的位置，测出一组电压表与电流表的读数，在 $U - I$ 图像中作出直线2。则电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $Ω$ ；电阻 $R_{x} =$ $Ω$ （结果均保留两位有效数字）

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14. 我国碳排放目标为：在2030年左右 ${CO}_{2}$ 排放达到峰值且将努力早日达峰，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降 $60 % ~ 65 %$ 。为实现碳排放目标，我国正大力开发清洁新能源，硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示为一节硅光电池在一定强度光照下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），给一个额定电压为 $6 V$ ，线圈电阻为 $R = 2 Ω$ 的小型直流电动机供电，电动机刚好正常工作。求：

(1)、电动机正常工作时输出的机械功率P；

(2)、此时硅光电池的内阻r；

(3)、电动机的机械效率及电池的效率（结果均保留两位有效数字）。

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15. 如图所示，水平导轨间距为 $L = 1.0 m$ ，导轨电阻忽略不计；导体棒 $a b$ 的质量 $m = 1 kg$ ，连入导轨间的电阻 $R_{0} = 0.9 Ω$ ，与导轨垂直且接触良好；电源电动势 $E = 10 V$ ，内阻 $r = 0.1 Ω$ ，电阻 $R = 9 Ω$ ；外加匀强磁场的磁感应强度 $B = 10 T$ ，方向垂直于 $a b$ ，与导轨平面的夹角 $α = 37 °$ ； $a b$ 与导轨间的动摩擦因数为 $μ = 0.5$ （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，轻绳与导轨平行且对 $a b$ 的拉力为水平方向，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $a b$ 处于静止状态。已知 $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、 $a b$ 受到的安培力大小；

(2)、重物重力G的取值范围。

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16. 以O为坐标原点建立平面直角坐标系，坐标系第二象限内的虚线 $M N$ 与x轴平行，在 $M N$ 与x轴之间存在平行于纸面且沿x轴正方向的匀强电场，第三、四象限内有一中心轴经过y轴、垂直于纸面且横截面如图所示的圆筒，筒内有方向与筒的轴线平行、垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，图中截面圆上有一个小孔P。一带正电的粒子以初速度 $v_{O}$ 垂直 $M N$ 射入电场，经过一段时间后恰好从P点（此时P与O重合）进入磁场，且运动方向与y轴成 $30 °$ 角。已知粒子的比荷为k， $M N$ 与x轴之间的距离为d。粒子重力不计。求：

(1)、匀强电场的电场强度；

(2)、若粒子进入磁场的同时，圆筒绕其中心轴顺时针匀速转动，当筒转过 $60 °$ 时，该粒子恰好又从小孔P飞出圆筒，已知粒子未与筒壁发生碰撞，求圆筒的直径D以及圆筒转动的角速度 $ω$ 。

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湖北省武汉市重点中学4G 联合体2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

一、单选题

二、多选题

三、单选题

四、多选题

五、填空题

六、实验题

七、解答题