湖南省常德市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（A卷）

试卷更新日期：2023-11-27 类型：期中考试

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一、选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)

1. 关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（）

A、根据磁感应强度定义B= $\frac{F}{IL}$ ，磁场中某点的磁感应强度与F成正比，与IL成反比 B、磁感应强度B是标量，没有方向 C、磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反 D、在确定的磁场中，同一点的磁感应强度口是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些

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2. 某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感生电流方向是（　　）

A、a→G→b B、先a→G→b，后b→G→a C、b→G→a D、先b→G→a，后a→G→b

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3. 在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则

A、灯泡L变暗 B、电源内部消耗的功率先变大后变小 C、电容器C上的电荷量增加 D、流过R₁的电流方向由左向右

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4. 将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看(　　)

A、圆环顺时针转动，靠近磁铁 B、圆环顺时针转动，远离磁铁 C、圆环逆时针转动，靠近磁铁 D、圆环逆时针转动，远离磁铁

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5. 如图所示为一"凸形"线框，其中 $a b = b c = c d = d e = a h = h g = g f = L$ ， $e f = 3 L$ 。线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为L的有界匀强磁场。取逆时针方向的电流为正，图示时刻 $t = 0$ 。则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中，正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6. 如图所示，边长为L的正方形ABCD区域内存在磁感应强度方向垂直于纸面向里、大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为－q的粒子从AB边的中点处垂直于磁感应强度方向射入磁场，速度方向与AB边的夹角为30°．若要求该粒子不从AD边射出磁场，则其速度大小应满足(　　)

A、v≤ $\frac{2 q B L}{m}$ B、v≥ $\frac{2 q B L}{m}$ C、v≤ $\frac{q B L}{m}$ D、v≥ $\frac{q B L}{m}$

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二、选择题(本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。)

7. 如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝 R构成。已知电吹风的额定电压为 $220 V$ ，吹冷风时的功率为 $120 W$ ，吹热风时的功率为 $1000 W$ ，关于该电吹风，下列说法正确的是（　　）

A、电热丝的电阻为 $55 Ω$ B、若 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 闭合，则电吹风吹冷风 C、当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 $120 J$ D、电动机工作时输出的机械功率为 $880 W$

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8. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能E_k随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　）

A、在E_k－t图中应有t₄－t₃＝t₃－t₂＝t₂－t₁ B、高频电源的变化周期应该等于t_n－t_n_－₁ C、粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D、要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径

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9. 如图所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为L=0.5m，金属导体棒ab质量为m=0.1 kg，电阻为r=0.2 Ω，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8 Ω（导轨其余部分电阻不计）。现加上竖直向下的磁感应强度为B=0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab，使其从静止开始运动，则（　　）

A、导体棒ab运动的最大速度为10 m/s B、导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向M C、导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到0.8 V后保持不变 D、导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和

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10. 如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从实线Ⅰ位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的Ⅱ位置时，线框的速度为 $\frac{v}{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、在位置Ⅱ时线框的加速度为 $\frac{B^{2} a^{2} v}{2 m R}$ B、在位置Ⅱ时线框中的电功率为 $\frac{B^{2} a^{2} v^{2}}{R}$ C、此过程中线框产生的内能为 $\frac{3}{8}$ mv² D、此过程中通过线框截面的电荷量为 $\frac{2 B a^{2}}{R}$

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三、实验题（14分）

11. 某实验小组的同学在用多用电表测量一阻值为几百欧姆的电阻。
（1）将以下的操作中正确的选出并进行正确的排序，将序号填在横线上；
A．将两表笔直接短接，调节欧姆调零旋钮，使表盘的指针指在最右端的零刻度线处，将两表笔断开
B．将两表笔与待测电阻的两端良好接触，读出欧姆表的读数即待测电阻的阻值，将两表笔断开
C．将选择开关旋至欧姆表“×100”挡位
D．将选择开关旋至欧姆表“×10”挡位
E．将选择开关旋至“OFF”挡位，并将红、黑表笔从插孔中拔出
图中表盘的读数为；
（2）在用多用电表进行电阻的测量时，下列操作和说法中正确的是。
A．若表盘的指针偏转角度过大，则应旋至倍率较小的挡位，并重新调零
B．若将红笔插入“－”插孔、黑表笔插入“＋”插孔，则测量出的电阻值有较大的误差
C．正在用多用电表测量某电学元件的阻值时，可以将该电学元件接入其他电路
D．在测量不同阻值的电阻时，应对多用电表重新调零

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12. 在“测定金属的电阻率”的实验中：

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图1所示，则金属丝的直径为 $d =$ $m m$ ．
（2）某同学设计了如图所示的电路测量该金属丝的电阻（阻值约 $3 Ω$ ）
可选用的器材规格如下：
电源E（电动势 $3 V$ ，内阻不计）；
电流表A（ $0 \sim 0.6 A$ ，内阻约 $0.5 Ω$ ）；
电流表G（ $0 \sim 10 m A$ ，内阻为 $50 Ω$ ）；
滑动变阻器 $R_{1}$ （阻值 $0 \sim 5 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）；
滑动变阻器 $R_{2}$ （阻值 $0 \sim 1 k Ω$ ，额定电流 $1 A$ ）；
定值电阻 $R_{3} = 250 Ω$ ；
定值电阻 $R_{4} = 2500 Ω$ ；
开关S和导线若干．
①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻应选，滑动变阻器R应选．
②某次测量时电流表G的读数为 $5.0 m A$ ，安培表示数为 $0.50 A$ ，计算 $R_{x}$ 的准确值为 $R_{x} =$ $Ω$ （计算结果保留3为有效数字）

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四、计算题（解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（本大题共3小题，其中第13小题12分，第14小题14分，第15小题16分，共42分）

13. 电源的电动势为4.5 V，内阻为0.5 Ω
（1）外电路的电阻为4.0 Ω，路端电压是多大？
（2）如果在外电路上并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多大？
（3）如果在外电路中串联一个6.0 Ω的电阻，路端电压又是多大？

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14. 如图甲所示，ACD是固定在水平面上的半径为2r、圆心为O的金属半圆弧导轨，EF是半径为r、圆心也为O的半圆弧，在半圆弧EF与导轨ACD之间的半圆环区域内存在垂直导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，B随时间t变化的图象如图乙所示．OA间接有电阻P，金属杆OM可绕O点转动，M端与轨道接触良好，金属杆OM与电阻P的阻值均为R，其余电阻不计。
（1）0～t₀时间内，OM杆固定在与OA夹角为θ₁＝ $\frac{π}{3}$ 的位置不动，求这段时间内通过电阻P的感应电流大小和方向；
（2）t₀～2t₀时间内，OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动，2t₀时转过角度θ₂＝ $\frac{π}{3}$ 到OC位置，求电阻P在这段时间内产生的焦耳热Q。

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15. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场；垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L．在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场．一质量为m带电荷量为+q的带电粒子从电场中坐标为(-2L，-L)的点以速度V₀沿+x方向射出，恰好经过原点O处射入磁场I，又从M点射出磁场I(粒子的重力忽略不计)．求：
（1）第三象限匀强电场场强E的大小；
（2）磁场Ⅰ的磁感应强度B的大小；
（3）如果带电粒子能再次回到原点O，问磁场Ⅱ的宽度至少为多少?粒子两次经过原点O的时间间隔为多少．

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