辽宁省重点高中沈阳市郊联体2022-2023学年高二（上）期末物理试卷

试卷更新日期：2023-09-07 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1. 下列说法正确的是（）

A、电荷放入磁场中一定受洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直 B、磁感应强度的定义式 $B = \frac{F}{I L}$ ，因此 $B$ 与 $F 、 I 、 L$ 的变化有关 C、磁通量既有大小又有方向所以是矢量 D、电场力可以做正功、负功或者不做功，但洛伦兹力永远不做功

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2. 某电场中的电场线分布如图所示，现将一带负电的点电荷从 $A$ 点移至 $B$ 点需克服电场力做功，则 $B$ 、 $C$ 两点的场强和电势的大小关系是（）

A、 $E_{B} > E_{C}$ ， $φ_{B} < φ_{C}$ B、 $E_{B} < E_{C}$ ， $φ_{B} < φ_{C}$ C、 $E_{B} > E_{C}$ ， $φ_{B} > φ_{C}$ D、 $E_{B} < E_{C}$ ， $φ_{B} > φ_{C}$

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3.
在如图所示的电路中，A₁和A₂是两个相同的灯泡．线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法正确的是（）

A、闭合开关S时，A₁和A₂同时亮 B、闭合开关S时，A₂先亮，A₁逐渐变亮 C、断开开关S时，A₂闪亮一下再熄灭 D、断开开关S时，流过A₂的电流方向向左

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4. 如图所示，在等边三棱镜截面 $A B C$ 内，有一束单色光从空气射向其边界上的 $E$ 点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界 $A B$ 的夹角为 $θ = 3 0^{∘}$ ，该三棱镜对该单色光的折射率为 $\sqrt{3}$ ，则下列说法中正确的是（）

A、该单色光在 $A B$ 边界发生全反射 B、该单色光在 $A C$ 边界发生全反射 C、该单色光从空气进入棱镜，波长变长 D、从 $E$ 点射入三棱镜的光线与底边 $B C$ 平行

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5. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1， $R_{T}$ 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻， $R_{1}$ 为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压 $u$ 随时间 $t$ 按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（）

A、理想变压器输入、输出功率之比为3：1 B、理想变压器原、副线圈中的电流之比为3：1 C、 $u$ 随 $t$ 变化的规律为 $u = 54 s i n 100 π t (V)$ D、若热敏电阻 $R_{T}$ 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大

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6. 如图所示，水平光滑平行导轨处于匀强磁场中， $R$ 为定值电阻，其它电阻忽略不计，原来静止的导体棒 $A B$ 受恒力 $F$ 的作用而运动起来，对于感应电流随时间变化的图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题（本大题共4小题，共22.0分）

7. 如图所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线从 $A$ 向 $B$ 运动，由此可知（）

A、电场中 $A$ 点的电势低于 $B$ 点的电势 B、微粒在 $A$ 点时的动能大于在 $B$ 点时的动能，在 $A$ 点时的电势能小于在 $B$ 点时的电势能 C、微粒在 $A$ 点时的动能小于在 $B$ 点时的动能，在 $A$ 点时的电势能大于在 $B$ 点时的电势能 D、微粒在 $A$ 点时的机械能与电势能之和等于在 $B$ 点时的机械能与电势能之和

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8. 如图所示，圆心角为 $90 °$ 的扇形区域 $M O N$ 内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场， $P$ 点为半径 $O M$ 的中点。现有比荷相等的两个带电粒子 $a$ 、 $b$ ，以不同的速率先后从 $P$ 点沿 $O N$ 方向射入磁场，粒子 $a$ 从 $M$ 点射出磁场，粒子 $b$ 从 $N$ 点射出磁场，不计两粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（）

A、粒子 $a$ 带正电，粒子 $b$ 带负电 B、粒子 $a$ 在磁场中运动时间较长 C、粒子 $a$ 、 $b$ 的速度大小之比为4：1 D、粒子 $a$ 、 $b$ 的向心加速度大小之比为1：5

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9. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子以不同初速度（不计重力）被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片 $A_{1} A_{2}$ ，平板S下方有磁感应强度为 $B_{0}$ 的匀强磁场。下列表述正确的是（）

A、速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 B、进入 $B_{0}$ 磁场的粒子，在该磁场中运动时间均相等 C、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 $\frac{E}{B}$ D、粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小

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10. 如图甲所示，线圈 $A ($ 图中实线，共 $100$ 匝 $)$ 的横截面积为 $0.3 m^{2}$ ，总电阻 $r = 2 Ω$ ， $A$ 右侧所接电路中，电阻 $R_{1} = 2 Ω$ ， $R_{2} = 6 Ω$ ，电容 $C = 3 μ F$ ，开关 $S_{1}$ 闭合。 $A$ 中有横截面积为 $0.2 m^{2}$ 的区域 $D ($ 图中虚线 $)$ ， $D$ 内有如图乙所示的变化磁场。 $t = 0$ 时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里，下列判断正确的是（）

A、闭合 $S_{2}$ 、电路稳定后，通过 $R_{2}$ 的电流为 $0.4 A$ B、闭合 $S_{2}$ 、电路稳定后，电容器上极板带正电 C、闭合 $S_{2}$ 、电路稳定后再断开 $S_{1}$ ，通过 $R_{2}$ 的电流由 $b$ 流向 $a$ D、闭合 $S_{2}$ 、电路稳定后再断开 $S_{1}$ ，通过 $R_{2}$ 的电荷量为 $7.2 \times 1 0^{- 6} C$

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三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）

11. 某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为 $5 V$ 。内阻很小，约 $0.1 \sim 0.3 Ω$ ，最大放电电流为 $2 A$ 。

(1)、该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到 $10 V$ 直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为 $V$ 。

(2)、该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
A.电压表 $V ($ 量程为 $6 V$ ，内阻约为 $5 k Ω)$
B.电流表 $A ($ 量程为 $3 A$ ，内阻约为 $0.6 Ω)$
C.滑动变阻器 $R_{1} ($ 最大阻值为 $20 Ω)$
D.定值电阻 $R_{0} = 3 Ω$
E.一个开关及导线若干
该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中 $($ 填“ $A$ 电路”或“ $B$ 电路” $)$

(3)、该小组通过调节滑动变阻器，测得多组 $I$ 、 $U$ 数据，并在坐标纸上描点连线如图所示，
根据 $U - I$ 图像，可求得该充电宝的电动势为 $V$ ，内阻为 $Ω$ ， $($ 结果均保留两位小数 $)$

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12. 为了测量一阻值约为 $6 Ω$ 精密金属丝的电阻率，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A.电压表 $V_{1} ($ 量程 $3 V$ ，内阻约为 $15 k Ω)$
B.电压表 $V_{2} ($ 量程 $l 5 V$ ，内阻约为 $75 k Ω)$
C.电流表 $A_{1} ($ 量程 $3 A$ ，内阻约为 $0.2 Ω)$
D.电流表 $A_{2} ($ 量程 $600 m A$ ，内阻约为 $1 Ω)$
E.滑动变阻器 $R_{1} (0 \sim 5 Ω ， 0.6 A)$
F.滑动变阻器 $R_{2} (0 \sim 2000 Ω ， 0.1 A)$
G.输出电压为 $3 V$ 的直流稳压电源 $E$
H.电阻箱 $I$ ，开关 $S$ ，导线若干

(1)、为使测量尽量准确，电压表的读数从零开始调，则上述器材中电压表应选用 $($ 填序号 $)$ ，电流表应选用 $($ 填序号 $)$ ，滑动变阻器应选用 $($ 填序号 $)$ ；

(2)、下图中最合理的电路图应选择该图的接法中测量值比真实值偏

(3)、如果金属丝直径为 $D$ ，长度为 $L$ ，所测电压为 $U$ ，电流为 $I$ ，写出计算电阻率的表达式 $ρ =$ 。 $($ 用字母表示 $)$

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四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）

13. 如图所示，正方形线圈 $a b c d$ 绕对称轴 $O O'$ 在匀强磁场中匀速转动，角速度为 $100 r a d / s$ ，已知 $a b = a d = 20 c m$ ，匝数 $N = 100$ ，磁感应强度 $B = 1 T$ ，图示位置线圈平面与磁感线平行。闭合回路中线圈的电阻 $r = 4 Ω$ ，外电阻 $R = 12 Ω$ 。求：

(1)、线圈转动过程中感应电动势的最大值；

(2)、交流电压表的示数；

(3)、从图示位置转过 $9 0^{∘}$ 过程中的通过线圈截面的电荷量 $q$ 。

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14. 如图所示，直角坐标系第Ⅰ象限中存在沿 $y$ 轴负方向的匀强电场，第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电量为 $q$ 、质量为 $m$ 的带正电粒子，在 $- x$ 轴上点 $a$ 以速率 $v_{0}$ ，方向和 $- x$ 轴方向成 $60 °$ 射入磁场，然后经 $y$ 轴上坐标为 $(0 ， L)$ 的 $b$ 点垂直于 $y$ 轴方向进入电场，最后从 $x$ 轴上 $x = 2 L$ 的 $c$ 点离开电场。不计粒子重力，求：

(1)、磁感应强度 $B$ 的大小；

(2)、电场强度 $E$ 的大小。

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15. 如图所示，两根足够长平行金属导轨 $M N$ 、 $P Q$ 固定在倾角 $θ = 3 7^{∘}$ 的绝缘斜面上，顶部接有一阻值 $R = 3 Ω$ 的定值电阻，下端开口，轨道间距 $L = 1 m$ ，整个装置处于磁感应强度 $B = 2 T$ 的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量 $m = 1 k g$ 的金属棒 $a b$ 置于导轨上， $a b$ 在导轨之间的电阻 $r = 1 Ω$ ，电路中其余电阻不计，金属棒 $a b$ 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒 $a b$ 与导轨间动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求金属棒 $a b$ 沿导轨向下运动的最大速度 $v_{m}$ ；

(2)、求金属棒 $a b$ 沿导轨向下运动过程中，电阻 $R$ 的最大电功率 $P_{R}$ ；

(3)、若从金属棒 $a b$ 开始运动至达到最大速度过程中，电阻 $R$ 上产生的焦耳热总共为 $1.5 J$ ，求流过电阻 $R$ 的总电荷量 $q$ 。

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