重庆市三校2022-2023学年高二下学期物理半期联考试卷

试卷更新日期：2023-04-21 类型：期中考试

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一、单选题

1. 关于物理学史，下列说法正确的是（　　）

A、法拉第发现了电磁感应现象 B、楞次发现磁场对通电导线有作用力 C、安培找到了判断感应电流方向的方法 D、麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在

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2. 如图甲所示，电磁炉是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如题图乙所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　）

A、简易电磁炉工作时，是利用线圈产生的自感现象来加热水 B、家用电磁炉工作时，是利用铁锅产生的涡流来加热食物 C、用家用电磁炉烹饪时用铁锅而不用陶瓷锅，主要是因为铁锅的导热性能更好 D、若简易电磁炉接通恒定电流，也可以对水加热

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3. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（）

A、电容器所带的电荷量正在逐渐增加 B、电流流向沿a到b C、极板间的电场强度正在逐渐减小 D、磁场能正在逐渐增加

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4. 如图所示为回旋加速器的示意图，用回旋加速器加速某带电粒子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电周期为T。设D形盒半径为R，不计粒子在电场中运动的时间，则下列说法正确的是（　　）

A、粒子离开回旋加速器的最大动能与D形盒的半径R成正比 B、粒子离开回旋加速器的最大动能与磁感应强度大小B成正比 C、被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期恒定不变 D、若只增大交流电源的电压U，则粒子的最大动能将增大

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5. 如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用 $R_{0}$ 表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R变小。则当用电进入高峰时，下列说法错误的是（　　）

A、电压表 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 的读数均不变，电压表 $V_{3}$ 、 $V_{4}$ 的读数均减小 B、电流表 $A_{1}$ 的读数不变，电流表 $A_{2}$ 、 $A_{3}$ 的读数均增大 C、电压表 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 的读数之差与电流表 $A_{2}$ 的读数的比值不变 D、输电线路损耗的功率增大

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6. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为正q的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中正确的是（　　）

A、从M点射出的粒子速率可能大于从N点射出粒子的速率 B、从圆弧bc射出的所有粒子中，从圆弧bc中点射出的粒子所用时间最短 C、从M点射出的粒子在磁场中运动的时间可能大于从N点射出的粒子在磁场中运动的时间 D、从边界cd射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从圆弧bc段射出的粒子在磁场中运动的时间

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7. 正弦曲线状金属丝与金属细杆ac在a、c处焊接在一起，两者在b处彼此绝缘，回路总电阻为R， $a b = b c = L$ ， d、e到ac的距离均为L，将线框平放在光滑水平桌面上，线框右侧有垂直桌面向下、边界为矩形的匀强磁场，磁场磁感应强度为B，磁场左右宽度为L，纵向宽度足够大，ac与磁场左右边界垂直，整个装置的俯视图如图所示。现在水平外力F作用下使线框以速度v沿ac向右匀速运动。 $t = 0$ 时刻c点到达磁场左边界，下列说法正确的是（　　）

A、在线框穿过磁场的整个过程中，回路中电流方向始终不变 B、在线框穿过磁场的整个过程中，回路中电流大小先增大后减小再增大再减小 C、 $t = 0$ 到 $t = \frac{L}{2 v}$ 时间内外力F做的功为 $\frac{B^{2} L^{3} v}{R}$ D、在线框穿过磁场的整个过程中，外力F的平均功率为 $\frac{B^{2} L^{2} v^{2}}{R}$

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二、多选题

8. 如图甲所示，正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向外，感应电流以逆时针为正方向，cd边所受安培力的方向以垂直cd边向下为正方向。下列关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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9. 一款健身车如图甲所示，图乙是其主要结构部件，金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动，飞轮A和前轮C之间有金属辐条，辐条长度等于飞轮A和前轮C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，从而带动前轮C在原位置转动，在室内就可实现健身。已知飞轮A的半径为 $R_{A}$ ，脚踏轮B的半径为 $R_{B}$ ，前轮C的半径为 $R_{C}$ ，整个前轮C都处在方向垂直轮面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将阻值为R的电阻的a端用导线及电刷连接在飞轮A上，b端用导线及电刷连接前轮C边缘。健身者脚蹬脚踏轮B时金属飞轮A以角速度ω顺时针转动，转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计，下列说法正确的是（）

A、通过电阻R的电流方向是a到b B、R两端的电压为 $\frac{1}{2} B ω (R_{C}^{2} - R_{A}^{2})$ C、若健身者蹬脚踏轮B的角速度是原来的2倍，则电阻R的热功率变为原来的4倍 D、若健身者蹬脚踏轮B的角速度是原来的2倍，健身时间为原来的一半，则电阻R上产生的热量相同

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10. 如图所示，两条平行且足够长的粗糙金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨间的距离为l，导轨电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，将两根相同的导体棒ab、cd置于导轨上不同位置，两者始终与导轨垂直且接触良好，两棒间的距离足够大，已知两棒的质量均为m、电阻均为R，某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量 $I_{0}$ ，已知两导棒与导轨间的动摩擦因数 $μ = t a n θ$ ，则在两棒达到稳定状态的过程中（　　）

A、两棒达到稳定状态后两棒间的距离均匀增大 B、导体棒ab上产生的焦耳热为 $\frac{I_{0}^{2}}{8 m}$ C、当导体棒cd的动量为 $\frac{1}{8} I_{0}$ 时，导体棒cd的加速度大小为 $\frac{B^{2} L^{2} I_{0}}{16 m^{2} R}$ D、从导体棒ab开始运动到动量变为 $\frac{5}{8} I_{0}$ 的过程中，两导体棒间的距离减少了 $Δ x = \frac{3 I_{0} R}{4 B^{2} L^{2}}$

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三、实验题

11. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。

(1)、为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是（填“向上拔出”或“向下插入”）；

(2)、该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。她合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是____；

A、拔出A线圈 B、在A线圈中插入铁芯 C、变阻器的滑片向左滑动 D、变阻器的滑片向右滑动

(3)、通过本实验可以得出；感应电流产生的磁场，总是。

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12. 学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R，想利用热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。他们准备的实验器材如下：干电池（电动势为1.5V，内阻不计），毫安表（量程为15mA、内阻 $R_{A}$ 为5Ω），滑动变阻器 $R_{1}$ ，开关、导线若干。

(1)、根据图甲，当温度 $t = 40 ℃$ ，热敏电阻的阻值为Ω；

(2)、若直接将干电池、开关、毫安表、热敏电阻R串接成一个电路如题图乙所示，作为测温装置，则该电路能测得的最高温度为℃；

(3)、现在该兴趣小组想让测温范围大一些，使该电路能测得的最高温度为100℃，他们又设计了如图丙所示的电路图，请同学们帮他们完善下列实验步骤中空白处的内容；
a.将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器 $R_{1}$ ，使毫安表指针满偏；
b.保持滑动变阻器 $R_{1}$ 接入电路的电阻不变，他们在实验室中找来了一杯水，把热敏电阻R放入水中，一段时间后闭合开关，发现毫安表的示数为12.0mA，则测得水的温度为℃；
c.毫安表的电流值I（单位：A）和温度t（单位：℃）的关系式为；
d.根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值。

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四、解答题

13. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴 $O O^{'}$ 沿逆时针方向匀速转动，角速度为 $ω = 100 r a d / s$ ，匀强磁场磁感应强度大小为 $B = \sqrt{2} \times 1 0^{- 2} T$ ，线圈匝数 $N = 400$ 匝，面积为 $S = 0.04 m^{2}$ ，线圈总电阻为 $r = 1 Ω$ ，外接电阻为 $R = 9 Ω$ ，电压表为理想交流电压表。在 $t = 0$ 时刻，穿过线圈的磁通量为零。求：

(1)、发电机产生电动势的瞬时值表达式和交流电压表的示数；

(2)、从 $t = 0$ 时刻开始线圈平面转过45°的过程中，通过R的电荷量。

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14. 如图所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，在区域I内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 $B_{1}$ 、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在区域II内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小为 $B_{2}$ 、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球从坐标原点O以某一速度沿OP方向做直线运动，OP与x轴正方向的夹角为θ，从P点进入区域II后恰好不从右边界射出（不考虑小球从区域II返回区域I后的运动），且小球在区域II中做匀速圆周运动。已知重力加速度大小为g，区域I和区域II上下边界范围足够大，不计空气阻力。求：

(1)、区域I与区域II内电场的电场强度大小之比 $\frac{E_{1}}{E_{2}}$ ；

(2)、区域II的宽度。

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15. 如图所示，间距 $L = 2.0 m$ 的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接的储能装置可保证回路电流恒为 $I = 0.5 A$ ，且电流的方向不变。空间分布两个宽度分别为 $d_{1} = \frac{9}{8} m$ 和 $d_{2} = \frac{2}{5} m$ 、间距 $D = 2.0 m$ 的匀强磁场区域I和II，两磁场磁感应强度大小均为 $B = 0.5 T$ ，方向均竖直向下。质量 $m = 0.5 k g$ 、电阻为 $R_{1}$ 的导体棒静止于区域I左边界，质量 $m = 0.5 k g$ 、边长为0.5D、电阻 $R_{2} = 2.0 Ω$ 的正方形单匝线框的右边紧靠区域II左边界；一竖直固定挡板与区域II的右边界距离为 $0.5 D$ 。某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。求：

(1)、导体棒第一次离开区域I时的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、线框第一次穿过区域II过程中，线框产生的焦耳热Q；

(3)、导体棒在整个运动过程中的总路程s。

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