山西省太原市2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

试卷更新日期：2023-03-15 类型：期末考试

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一、单选题

1. “天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板，为中国空间站的正常工作提供足够的能量。下列说法正确的是（）

A、太阳能是不可再生能源 B、太阳能主要以热传导的方式传到地球 C、太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置 D、太阳能电池板能源源不断地产生电能，说明能量可以创生

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2. 一台电风扇和一电热毯上都标有“220V 60W”的字样，当它们正常工作时（）

A、它们的电阻值一定相等 B、通过它们的电流一定不同 C、它们的发热功率一定相等 D、它们消耗的电功率一定相等

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3. “中国天眼”用于探索宇宙起源和演化，其灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展了人类的视野。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S。其所在处地磁场的磁感应强度大小为B ，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为 $B_{1}$ 、 $B_{2}$ ，则穿过“眼眶”的磁通量大小为（）

A、B₁S B、 $B_{2} S$ C、0 D、BS

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4. 如图所示，虚线方框内有垂直纸面的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是（）

A、从位置1加速到达磁场前 B、匀速通过磁场左边界时 C、在磁场内加速运动时 D、停止在位置2时

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5. 利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L ，得到导线受到的安培力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 在“重走科学大师之路，探究科技奥秘”活动中，一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针，小磁针静止时，其位置如图（俯视）中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则小磁针转向图中实线所示位置。下列判断可能正确的是（）

A、导线南北放置，通有向南的电流 B、导线南北放置，通有向北的电流西 C、导线东西放置，通有向西的电流 D、导线东西放置，通有向东的电流

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7. 在小区亮化形象工程中，草坪上安装了大量的太阳能庭院LED景观灯。拆下太阳能电池板中的一组电池，测得它未接入电路时两端的电压为800mV，短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（）

A、0.1V B、0.2V C、0.3V D、0.4V

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8. 质量为 $m_{1}$ 、带电荷量为q的A粒子和质量为 $m_{2}$ 、带电荷量为-2q的B粒子，从同一点先后分别垂直于磁场方向射入匀强磁场中，发现两粒子沿半径相同的圆轨道运动。则A粒子与B粒子的动能之比是（）

A、 $\frac{m_{1}}{m_{2}}$ B、 $\frac{m_{2}}{m_{1}}$ C、 $\frac{m_{2}}{4 m_{1}}$ D、 $\frac{4 m_{1}}{m_{2}}$

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9. 如图，长度为L、电阻为R、质量为m的均匀导线弯折成一闭合正三角形abc ，并用一绝缘细线挂在力的传感器下方，用此装置可以测量匀强磁场的磁感应强度 $B$ 。测量时，将abc完全置于匀强磁场中，同时让其平面与磁场方向垂直。将a、b接到电源两端，同时调节电源的电压，发现力传感器示数为0时，ab两端的电压为 $U$ 。由此可以判定（）

A、a接高电势时 $B = \frac{3 m g R}{2 U L}$ ，方向垂直纸面向里 B、a接高电势时 $B = \frac{2 m g R}{3 U L}$ ，方向垂直纸面向里 C、b接高电势时 $B = \frac{3 m g R}{2 U L}$ ，方向垂直纸面向外 D、b接高电势时 $B = \frac{m g R}{2 U L}$ ，方向垂直纸面向外

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10. 如图a所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，理想电压表V₁、V₂的示数随理想电流表A示数的变化情况如图b所示，下列说法正确的是（）

A、滑动变阻器的最大阻值为12Ω B、电源的电动势为9V C、R₀= 15Ω D、电源内阻为3Ω

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二、多选题

11. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电势能的能力，因此电动势（）

A、由电源中非静电力的特性决定 B、越大，表明电源储存的电能越多 C、在数值上等于未接入电路时电源两端的电压 D、等于把1C的正电荷在电源内部从负极移到正极非静电力做的功

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12. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（）

A、电路的总电流变小 B、路端电压变大 C、车灯的电流变小 D、电源的总功率变大

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13. 如图所示，直导线a、b平行放置，通过的电流相等。虚线与导线垂直且交于A、B ， O为AB的中点，下列说法正确的是（）

A、AB间O点处的磁感应强度最大 B、ab间有相互作用的引力 C、若将小磁针放在AB间，小磁针N极受力垂直纸面向内 D、若将小磁针放在A点左侧的虚线上，小磁针N极受力垂直纸面向外

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14. 某演示用多用电表有两个挡位，一是量程100mA为电流表，另一是倍率为“×1”的欧姆挡其内部电路如图甲所示。其中R为定值电阻，表盘如图乙所示，下列说法正确的是（）

A、图中a应为红表笔，b应是黑表笔 B、当开关接到c时，多用电表用来测量电阻 C、欧姆挡内电源的电动势应为1.5V D、欧姆挡内电源的电动势应为3.0V

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15. 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中 $S_{0} A = \frac{2}{3} S_{0} C$ 。不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）

A、甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B、甲、乙两束粒子的比荷之比为2：3 C、能通过狭缝 $S_{0}$ 的带电粒子的速率为 $\frac{E}{B_{1}}$ D、若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2：3

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三、实验题

16. 在探究感应电流产生的条件时，同学们分别用下列三种方案进行了探究。

(1)、下列操作中，能使灵敏电流计发生偏转的是______（填选项前字母）。

A、甲图中将条形磁铁放在线圈中保持静止 B、乙图中闭合开关的瞬间 C、乙图中闭合开关后，导体杆ab在磁场中平行磁场方向上下运动 D、丙图中断开开关的瞬间

(2)、同学们用三套实验方案做了各种尝试，最终总结如下：
甲方案：只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流；

乙方案：只有当开关闭合，并且ab棒做切割磁感线运动时才会产生感应电流；

丙方案：只要线圈A中的电流有变化时，线圈B中就会产生感应电流。

运用磁通量的概念，根据以上结论可将感应电流产生的条件全面，简洁地表示为。

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17. 明昊在废品收购站看到一节平头（正极无凸出）电池，上面字迹模糊，但是从形状上可看出像是一节5号充电电池，为验证自己的猜想，明吴借到的主要器材如下：
A．电压表V；有3V和15V两个两程，内阻约3kΩ和15kΩ；

B．电流表A：有0.6A和3A两个两程，内阻约0.1Ω和0.02Ω；

C．精密电阻箱R₀（0~99.99Ω）

D．滑动变阻器R：0~100Ω；

(1)、明昊用15V的量程试触电池的两端，发现指针偏转很小。为此他选择使用3V的量程进行测量，理由是。

(2)、正确选择量程后，明吴设计了图甲的电路进行测量。按照图甲将图乙的实物连接完整。

(3)、将 $R_{0}$ 调到2.40Ω进行实验，多次调节R滑动触头的位置，读出多组电压表和电流表的示数并绘制出图丙所示的U-I图像，由图线可求出E=V，r=Ω。（保留2位小数）

(4)、实验中，明昊发现电压表不够准确，为此他舍弃了电压表，仅用电流表和下述器材就完成了测量。下列器材中必须选用的是___________。

A、滑动变阻器R B、精密电阻箱 $R_{0}$ C、精密电阻箱 $R_{0}$ 和滑动变阻器R

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四、填空题

18. “祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻 $R = 5 Ω$ ，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻 $r_{M} = 4 Ω$ ，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压 $U_{M} = 120 V$ ，电热丝上消耗的功率为125W。求：

(1)、太阳能电池的内电阻r。

(2)、电动机的热功率和机械功率。

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五、解答题

19. 如图为半导体离子注入工艺原理示意图。初速度为0的离子P³⁺（质量为m、带电量为 $+ 3 e$ ），经电压为U的电场加速后，垂直磁场边界进入宽度为d的匀强磁场区域，转过一定角度后从磁场射出，并注入半导体工件内部达到掺杂的目的。已知磁感应强度大小为 $\sqrt{\frac{m U}{6 e d^{2}}}$ 、方向垂直纸面向里，求：

(1)、离子P³⁺进入磁场时速度的大小；

(2)、离子P³⁺在磁场中偏转的角度与偏转的距离。

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20. 如图为一电流表的原理示意图，质量为 $m = 100 g$ 的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为 $k = 200 N / m$ 的竖直弹簧相连，矩形区域abef内有磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中 $a b = 20 cm ， a e = 2 cm$ 。当MN中没有电流通过时，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置；当MN中通入电流 $I = 2.5 A$ 时，指针指在-0.5cm处，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、确定此时MN中的电流方向：

(2)、求此时弹簧的弹力的大小及磁场磁感应强度的大小。

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21. 如图为一电流表的原理示意图，质量为 $m = 100 g$ 的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为 $k = 200 N / m$ 的竖直弹簧相连，矩形区域 $a b e f$ 内有磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中 $a b = 20 cm ， a e = 2 cm$ 。当MN中没有电流通过时，MN与矩形区域的中线cd重合，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置，当MN中有电流通过时，指针示数可反映出电流大小及电流方向。 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、当MN中的电流 $I = 2.5 A$ 时，指针指在-0.5cm处，求磁感应强度B的大小。

(2)、求该电流表可以测量的电流范围。

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22. 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，在第I、II象限内存在方向垂直xOy平面的匀强磁场，第IV象限内存在有界匀强电场，方向沿y轴负方向，下边界为 $y = - h$ 。在电场区域下方放置探测板，电子到达板上时被吸收。一电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场当人射电子的初速度大小为 $v_{0}$ 时，电子恰好能到达探测板，并击中 $(\frac{L}{2} ， - h)$ 点。已知电子质量为 $m$ 、电荷量为 $- e$ 。

(1)、求磁感应强度B和电场强度E的大小；

(2)、求电子在磁场、电场中运动的总时间。

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23. 在如图所示的平面直角坐标系 $x O y$ 中，在第I、II象限内存在方向垂直xOy平面的匀强磁场，第IV象限内存在匀强电场，方向沿y轴负方向。电场区域呈阶梯状，宽度为L，y方向的长度依次为h、 $\frac{h}{2}$ 。电场区域下方放置两块宽度为L、彼此不相连的电子探测板，电子遇到探测板后立即被吸收。一束电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，当入射电子束的初速度大小为 $v_{0}$ 时，电子恰好能到达第一块探测板，并击中（ $\frac{L}{2}$ ， -h）点。已知电子质量为m、电荷量为-e ，不考虑电子间的相互作用。

(1)、求磁感应强度B和电场强度E的大小；

(2)、若入射电子束的初速度大小在 $(\frac{1}{2} v_{0} ~ v_{0})$ 之间，求恰能到达第二块探测板的电子从射入到被吸收的时间。

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