浙江省嘉兴市2023-2024学年高二上学期期末测试物理试题

试卷更新日期：2024-04-12 类型：期末考试

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一、单项选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量属于国际单位制中基本物理量的是（　　）

A、电流强度 B、电场强度 C、磁通量 D、磁感应强度

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2. 如图甲为磁电式微安表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等，则（　　）

A、线圈将逆时针转动 B、a、b两边受安培力相同 C、线圈平面总与磁场方向垂直 D、在运输时要用导体把两接线柱连在一起

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3. 下列表达式中，不属于物理量定义式的是（　　）

A、 $R = \frac{U}{I}$ B、 $I = \frac{U}{R}$ C、 $B = \frac{F}{I L}$ D、 $C = \frac{Q}{U}$

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4. 如图所示，带电粒子在以下四种器件中运动的说法正确的是（）

A、甲图中从左侧射入的粒子，只有带正电的粒子才有可能沿直线射出 B、乙图中等离子体进入上下极板之间后上极板A带正电 C、丙图中通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小 D、丁图中只要回旋加速器的D形盒足够大，加速粒子就能获得任意速度

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5. 下列说法正确的是（　　）

A、普朗克提出的能量子假设否定了经典物理学思想 B、变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场 C、金属块中的涡流会产生热量，应尽可能减小涡流 D、紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情， $γ$ 射线可以摧毁病变细胞

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6. 不切断电源只按下遥控器的待机键，电视机即进入待机模式。家用电视机待机功率约 $0.5 W$ ，假设每户家庭使用1台电视机，如果在不使用电视机时及时切断电源，则我国一年因此节省的电能最接近（　　）

A、 $1 \times 1 0^{7} k W \cdot h$ B、 $1 \times 1 0^{8} k W \cdot h$ C、 $1 \times 1 0^{9} k W \cdot h$ D、 $1 \times 1 0^{10} k W \cdot h$

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7. 将一根表面绝缘的硬质细导线按如图所示绕成线圈，外沿大圈所围面积为 $S_{1}$ ，每个小圈所围面积均为 $S_{2}$ 。有一随时间t变化的磁场，方向垂直线圈平面，磁感应强度大小 $B = B_{0} - k t$ ， $B_{0}$ 方向垂直纸面朝里，k大于0， $B_{0}$ 与k均为常数。关于线圈中总的感应电动势大小和A、B两点电势高低判断正确的是（　　）

A、 $k S_{1}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$ B、 $5 k S_{2}$ ， $φ_{A} < φ_{B}$ C、 $k S_{1} + 5 k S_{2}$ ， $φ_{A} < φ_{B}$ D、 $k S_{1} - 5 k S_{2}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$

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8. 如图所示是电表内部结构的照片，a、b、c是三个接线柱的尾端。b、c间接有电阻 $R_{2}$ ， a通过电阻 $R_{1}$ 与表头连接，b直接与表头连接。则下列说法正确的是（　　）

A、这是一只安培表 B、测量时b端接正极c端接负极 C、图中的电阻作用是分去一部分电流 D、接入ac的量程比接入ab的量程大

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9. 下列判断正确的是（　　）

A、图甲中磁铁向右插入不闭合线圈，线圈中会产生感应电动势 B、图乙中矩形金属线圈水平向右移动，矩形线圈中会产生感应电流 C、图丙中闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都能产生感应电流 D、图丁中水平放置的圆形线圈直径正上方导线中电流增大，线圈中产生感应电流

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10. 如图所示是某电路中用到的理想变压器，原线圈两端输入的交流电压的有效值可认为恒定不变，两灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 规格完全相同，电流表电阻忽略不计。在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（　　）

A、仅使滑片 $N$ 自变阻器 $a$ 端向 $b$ 端移动，灯泡 $L_{2}$ 中的电流先减小后增大 B、仅使滑片 $N$ 自变阻器 $a$ 端向 $b$ 端移动，原线圈输入功率先减小后增大 C、仅使滑片 $M$ 上移，电流表示数变小 D、仅使滑片 $M$ 下移，变压器原线圈中的电流变大

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11. 为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是（　　）

A、电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B、当电路中电流最大时，电容器两端电压也最大 C、开关a拨向b瞬间，电感L的自感电动势为最大 D、检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在升高

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12. 如图所示，电阻R₁和R₂是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，R₁的表面边长是R₂的2倍，a、b和c、d分别是两个导体的接线柱。已知将a、b分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U₁ ，将c、d分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U₂ ，则（　　）

A、R₁=R₂ ， U₁=U₂ B、R₁＞R₂ ， U₁＞U₂ C、R₁＜R₂ ， U₁＞U₂ D、R₁＜R₂ ， U₁＜U₂

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13. 如图所示，说法正确是（　　）

A、甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应 B、乙图中物体向右移，则电容器的电容变大 C、丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变 D、丁图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出

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14. 如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5m，导轨处于方向与水平面成53°角斜向左上方的磁感应强度为5T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量 $m = 1 k g$ ，电阻 $R = 0.9 Ω$ ，与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，电源电动势 $E = 10 V$ ，其内阻 $r = 0.1 Ω$ ，定值电阻的阻值 $R_{0} = 4 Ω$ 。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）

A、重物重力G最小值是1.5N B、重物重力G最大值是7.5N C、导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右 D、导体棒ab受到的安培力大小为5N，方向水平向左

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15. 如图所示，边长不小于9a的正方形区域ABCD内分布着垂直纸面向里的匀强磁场， $O_{1} O_{2}$ 为磁场分界线，与AB距离为a ，上方区域的磁感应强度大小为 $B_{0}$ 。质量为m、电荷量为 $- q$ 的粒子从A点垂直AD射入上方磁场，经Q点第一次进入下方磁场，且 $O_{1} Q = 3 a$ ，不计粒子重力，sin37°=0.6，则（　　）

A、粒子射入磁场时的速度大小为 $\frac{10 a q B_{0}}{m}$ B、当下方磁感应强度大小 $B = \frac{3 B_{0}}{2}$ 时，粒子垂直AD边界飞出磁场 C、当下方磁感应强度大小 $B > \frac{8 B_{0}}{3}$ 时，粒子不一定从BC边界飞出磁场 D、当下方磁感应强度大小 $B = 4 B_{0}$ 且 $O_{1} O_{2} = 9 a$ 时，粒子垂直BC边界飞出磁场

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二、非选择题（本题共6小题，共55分）

16. 在“导体电阻率的测量”的实验中，小明同学想测定一段粗细均匀、电阻约为6Ω的合金丝的电阻率，器材有：
电池组（电动势3.0V，内阻约为1Ω）
电流表（量程0~100mA，内阻约0.5Ω）
电压表 $V_{1}$ （量程0~3V，内阻约3kΩ）
电压表 $V_{2}$ （量程0~15V，内阻约3kΩ）
滑动变阻器 $R_{1}$ （0~10Ω，允许最大电流2.0A）
滑动变阻器 $R_{2}$ （0~500Ω，允许最大电流05A）

(1)、以上器材中，电压表应选（填“ $V_{1}$ ”或“ $V_{2}$ ”），滑动变阻器应选（填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”）。

(2)、用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图1所示，读数为mm。

(3)、根据如图2所示的电路图，小明已经连接一部分电路如图3所示，请在答题卡中的图3对应位置将电路连接完整。

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17. 在“练习使用多用电表”的实验中，有小组同学利用欧姆表测量“220V，60W”的白炽灯灯丝电阻。

(1)、下列操作正确的是____（单选）

A、测量前对多用电表进行机械调零，然后选择欧姆挡“×10”档后直接测量 B、读数时发现指针偏转过大，换选更高倍率的挡位再进行测量 C、测量结束后将多用电表开关旋钮转到OFF位置

(2)、将选择开关调至欧姆挡“×10”档，并进行正确操作后，指针位置如图所示，则白炽灯的灯丝电阻为Ω。

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18. 为研究猕猴桃电池的电动势和内阻，进行如下实验。

(1)、如图1和图2所示，先后用电压表（量程为0~3V）和数字多用电表直流电压2V档（其内阻远大于电压表内阻）直接测量了猕猴桃电池两端电压，则该电池的电动势更接近（填“电压表”或“数字多用电表”）测量的值，其值为V；

(2)、该小组又以一节内阻不计、电动势为1.5V的干电池与水果电池串联组成电源，测量电路如图3所示，改变电阻箱的阻值R ，并读出电压表的读数U ，作出 $\frac{1}{R} - \frac{1}{U}$ 图像如图4所示，则水果电池的电动势为V，内阻为Ω；（用图3中所给字母表示）

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19. （1）在物理课堂上，某学习小组探究“影响感应电流方向的因素”实验时，操作动作和电流计指针偏转方向如图1所示，如果改变条形磁铁方向让S极向下迅速插入线圈，则电流计偏转方向为____（填“左偏”、“右偏”或“不偏转”）。

(1)、某小组利用如图2所示电路研究自感线圈L对小灯泡亮暗变化的影响，已知线圈自身电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是____。

A、闭合开关，A、B灯均立刻亮，A灯亮度不再变化 B、闭合开关，A灯立刻亮，B灯先不亮，然后逐渐亮起来 C、电路稳定后断开开关，A灯立刻熄灭，B灯由不亮变亮再熄灭

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20. 利用电动机起重装置可以提升重物，工作原理及电路图如图所示。已知电源电动势 $E = 10 V$ ，电源内阻 $r = 1 Ω$ ，电阻 $R = 2.5 Ω$ 。当重物质量严重超载时（电动机未能将重物提升）闭合电源开关S，电压表的示数 $U_{1} = 8 V$ ；减小重物质量，当质量 $m = 0.72 k g$ ，闭合电源开关S，电动机最后以稳定的速度匀速提升重物，此时电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同。（不计摩擦）求：

(1)、电动机的内阻 $R_{M}$ ；

(2)、重物匀速上升时电压表示数 $U_{2}$ 和流经电动机的电流大小 $I_{M}$ ；

(3)、重物匀速上升的速度大小v。

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21. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长 $L = 100 c m$ ，匝数 $N = 100$ 匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 $O O^{'}$ 匀速转动，转速 $n = 100 r / s$ ；已知电动势最大值 $E_{m} = 500 \sqrt{2} V$ 。

(1)、求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；

(2)、从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式；

(3)、如图乙所示，将发电机通过升压变压器 $T_{1}$ 升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器 $T_{2}$ 把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则 $T_{1}$ 、 $T_{2}$ 的原副线圈匝数比 $\frac{n_{1}}{n_{2}}$ 和 $\frac{n_{3}}{n_{4}}$ 分别为多少？

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22. 如图所示，平行导轨宽度 $L = 2 m$ ，固定在水平面内，右端P、Q间接有电阻 $R = 5 Ω$ ，金属棒MN质量 $m = 0.4 k g$ ，电阻 $r = 1 Ω$ ，垂直导轨放置，棒的左侧有竖直挡杆，棒与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，到PQ的距离 $x_{1} = 3 m$ ，匀强磁场磁感应强度方向垂直平面向下，磁感应强度的变化规律如图所示，在 $0 ∼ t_{1}$ 内 $B = (2 - 0.4 t) T$ ， $t_{1}$ 后B恒定不变。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，求：

(1)、 $t = 0$ 时刻，回路中的感应电流大小及方向；

(2)、当 $t = t_{1}$ 时，金属棒对竖直挡杆的挤压恰好消失，则 $t_{1}$ 为多少；

(3)、在 $t_{1}$ 后，撤去竖直挡杆，同时给MN施加一向左的外力F使其在导轨上做加速度为 $a = 5 m / s^{2}$ 的匀
加速直线运动。
①导体棒向左运动 $x_{2} = 3 m$ 过程中，通过R的电量；
②当 $t_{2} = 5.5 s$ 时，F的功率。

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23. 某装置可以研究带电粒子的运动轨迹，其原理如图所示。在x轴上方存在垂直xOy平面向里的匀强磁场（未画出）。x轴下方有一个半径为R的圆形区域磁场，方向垂直xOy平面向外，大小为B ，其圆心为y轴上的A点，边界过坐标原点O。位于x轴正半轴的绝缘板MN中心有一小孔，孔径大小可以调整，小孔右端D点横坐标L ，板厚度可以忽略。位于圆形磁场左侧有一个粒子发射装置S可以发射一束速度方向平行于x方向的粒子流，已知粒子在y轴方向均匀分布。粒子的质量为m ，电荷量为 $- q (q > 0)$ ，粒子束的宽度为2R。已知速度方向对准A点的粒子经过磁场后刚好从坐标原点射出并从D点射入第四象限。不计离子的重力及相互作用。求：

(1)、该粒子流的速度；

(2)、入射位置距离x轴 $\frac{R}{2}$ 的粒子，第一次经过x轴时与y轴正方向的夹角；

(3)、x轴上方磁感应强度；

(4)、若粒子束有一半能从板上的小孔通过，小孔的宽度为多少。

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