辽宁省沈阳市郊联体2023-2024学年高二（上）期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-03-11 类型：期末考试

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一、选择题（本题共10小题，第1~7题只有一个选项符合含题目要求，每小题4分；8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分。）

1. 有关科学家的贡献，下列说法正确的是（）

A、卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量 B、安培发现了电流的磁效应，并总结出判定电流的磁场方向的方法——右手螺旋定则 C、麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波 D、赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论

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2. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）

A、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 B、小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C、由 $B = \frac{F}{I L}$ 可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的 $I L$ 成反比 D、一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

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3. 在正三角形ABC的三个顶点A、B、C处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A受到的安培力大小为F，则导线C受到的安培力（　　）

A、大小为F，方向平行AB向左下 B、大小为F，方向平行AB向右上 C、大小为 $\sqrt{3} F$ ，方向垂直AB向右下 D、大小为 $\sqrt{3} F$ ，方向垂直AB向左上

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4. 下列有关通电导线和运动电荷受到磁场给他们的作用力方向的判断正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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5. 为了研究自感现象，设计了如图实验电路。灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的规格相同，线圈L的直流电阻不计，滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后，灯泡 $L_{2}$ 中的电流随时间的变化图像是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6. 电源、开关S、定值电阻R₁、R₂、光敏电阻R₃和电容器连接成的电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，无光照射光敏电阻R₃时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R₃时，光敏电阻的阻值变小，则（　　）

A、液滴向下运动 B、液滴向上运动 C、电容器所带电荷量减少 D、M点电势变低

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7. 以下光学现象的判断正确的是（　　）

A、图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是全反射现象 B、图乙中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，圆孔越小衍射越明显 C、图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹 D、图丁中水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的折射

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8. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。现把线圈水平向右平移，条形磁铁始终保持静止。则移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　）

A、圆环有缩小的趋势 B、圆环有扩张的趋势 C、圆环中产生顺时针方向的感应电流 D、圆环中产生逆时针方向的感应电流

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9. 如图所示，由同种材料、粗细均匀的电阻丝绕制成的矩形导体框abcd的ab边长为 $l$ 、bc边长为 $2 l$ ，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。不计空气阻力，则先后两次进入过程（　　）

A、线圈中电流之比为 $1 ： 2$ B、外力做功的功率之比为 $1 ： 2$ C、通过导体棒截面的电量之比为 $1 ： 2$ D、刚进入磁场时，a、b两点间的电势差之比为 $5 ： 2$

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10. 如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B ，左侧导轨间距为L ，右侧导轨间距为2L ，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R ， cd的电阻为2R ，两棒始终在对应的导轨部分运动。现给cd一水平向右的初速度v₀ ，则（　　）

A、两棒最终以相同的速度做匀速直线运动 B、最终通过两棒的电量为 $\frac{2 m v_{0}}{3 B L}$ C、ab棒最终的速度为 $\frac{2}{3} v_{0}$ D、从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为 $\frac{8}{9} m v_{0}^{2}$

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二、非选择题（本题共5小题，第11、12，每空2分，共计16分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，按要求答在答题卡相应位置上。）

11. 开展科技活动时，某兴趣学习小组自制的电子秤原理图，如图1所示。
实验器材有：直流电源（电动势为 $E$ ，内阻为 $r$ ）；理想电压表V（量程0 ~ 3V）；限流电阻 $R_{0}$ ；竖直固定的滑动变阻器R（总长为2cm，总阻值为12Ω）；电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。

(1)、若在某次实验中直流电源的路端电压 $U - I$ 图像如图2所示，可知电源电动势E = V，内阻r = Ω。

(2)、实验步骤如下：
①托盘中未放被测物前，电压表的示数为零。
②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，要使此时电压表刚好达到满偏，限流电阻 $R_{0}$ 。的阻值为Ω；已知弹簧的劲度系数 $k = 1.96 \times 1 0^{4} N / m$ ，当地重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，被测物的质量m = kg，由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即可将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是（填“均匀”或“不均匀”）的。

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12. （1）如图所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
①调节指针定位螺丝部件，使电表指针指向电流0刻度处
②将选择开关旋转到欧姆挡位置；
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节部件____（选填“S”、“K”或“T”），使电表指针指向“ $0 Ω$ ”。
④测量该定值电阻阻值。

(1)、欧姆调零后，用“ $\times 10$ ”挡测量另一电阻的阻值，发现指针偏转角度很大，则下列说法或做法中正确的是（）

A、该电阻的阻值很大 B、为测得更准确些，应当换用“ $\times 100$ ”挡，重新欧姆调零后进行测量 C、为测得更准确些，应当换用“ $\times 1$ ”挡，重新欧姆调零后进行测量

(2)、关于多用电表的使用，下列说法正确的有（）

A、甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确 B、乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，表笔接法正确 C、丙图中用的是多用电表电阻值测量二极管的反向电阻 D、丁图中用多用电表电阻档测量的是二极管的反向电阻

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13. 如图所示，两平行金属导轨间的距离 $L = 0.40 m$ ，导轨所在的平面与水平面夹角 $θ = 37 °$ ，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 $B = 1.00 T$ 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 $E = 4.5 V$ 、内阻 $r = 0.50 Ω$ 的直流电源，现把一个质量 $m = 0.040 k g$ 的导体棒 $a b$ 放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 $R_{0} = 2.5 Ω$ ，金属导轨电阻不计， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。已知 $s i n 37 ° = 0.60$ 、 $c o s 37 ° = 0.80$ ，求：

(1)、导体棒受到的安培力和摩擦力；

(2)、若将磁场方向改为竖直向上，要使导体棒继续保持静止，且不受摩擦力作用，求此时磁场磁感应强度 $B_{2}$ 的大小。

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14. 半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从 $E E_{1}$ 中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O ，内环半径 $O E_{1} = O G_{1} = R$ ，外环半径 $O E = O G = 3 R$ ，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为 $B_{0}$ 时，离子恰好垂直边界从 $G G_{1}$ 中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求：

(1)、加速电场M、N两板间的电压；

(2)、为使离子能够到达G₁G面，环形区域内磁场的磁感应强度的最大值B₁。

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15. 如图所示，间距 $d = 1 m$ 且足够长的光滑平行导轨 $M Q$ 和 $N P$ 水平放置，其中 $N_{1}$ 、 $M_{1}$ 右侧均为绝缘材料，其余为金属导轨，以 $N_{2}$ 点为坐标原点 $O$ ，沿 $N P$ 方向建立坐标轴。 $M$ 、 $N$ 间接有不带电的电容器，电容 $C = 0.2 F$ ， $a b$ 是一根质量 $m_{1} = 0.2 k g$ 、长度 $d = 1 m$ 、电阻 $r_{1} = 0.5 Ω$ 的金属棒，垂直导轨静置在 $M_{1} N_{1}$ 左侧足够远处。 $c d e f$ 是质量 $m_{2} = 0.2 k g$ 、电阻 $r_{2} = 1.5 Ω$ 、各边长度均为 $d = 1 m$ 的“U”形金属框， $c$ 、 $f$ 刚好和 $M_{2}$ 、 $N_{2}$ 重合。整个空间存在竖直方向的磁场（未画出），磁感应强度分布规律为 $B = {\begin{array}{l} - 1 T ， x < 0 \\ (1 + 0.8 x) T ， x \geq 0 \end{array}$ （取竖直向上为正方向），若 $a b$ 棒获得一水平向右的瞬时冲量 $I = 1.6 N \cdot s$ 后开始运动。金属导轨电阻不计， $a b$ 棒、金属框与导轨始终接触良好。

(1)、求 $a b$ 棒两端电压 $U_{b a}$ 的最大值并分析电容器哪侧极板带正电；

(2)、求 $a b$ 棒运动至 $M_{2} N_{2}$ 位置与金属框碰撞前瞬间的速度大小；

(3)、若 $a b$ 棒与金属框碰撞后连接在一起，求金属框最终静止时 $e d$ 边 $e$ 端的位置坐标。

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