大庆名校2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题,共52分)
一、选择题:本题共13个小题,每小题4分,共计52分。其中1-8题每小题只有一个选项符合题意,选对得4分,选错或不答的得0分;9-13题每小题有多个选项符合题意,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.以下关于科学家的贡献说法不正确的是
A.安培提出了分子电流假说解释了磁现象
B.洛伦兹确定了通电直导线受力的方向
C.法拉第发现了电磁感应现象
D.奥斯特首先发现了电流的磁效应
2.如图所示,环形电流的中心有一根通电直导线,通电直导线与环形电流所在面垂直。关于通电直导线的受力情况正确的是
A.受向左的磁场力
B.受向右的磁场力
C.不受磁场力
D.受磁场力使直导线偏离圆环中心
3.如图,长直导线MN置于三角形金属线框abc上且彼此绝缘,线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流,当电流逐渐增大时线框中
A.磁通量始终为零
B.没有产生感应电流
C.感应电流方向为abca
D.感应电流方向为acba
4.正方形导体框粗细均匀,与固定直导线a、b两端连接,导体框处在匀强磁场中,导体框平面与磁场垂直,给导体框通入大小为I的电流,导体框受到安培力大小为F1,如图1所示;若仅将正方形一边断开,给导体框通入电流大小仍为I,如图2所示,此时导体框受到的安培力大小为F2,则
B.
C.
D.
5.如图所示,A、B、C、D、E、F是正六边形的顶点,O为正六边形的中心。两根分别固定在C、F两点且均垂直于正六边形所在平面的长直导线(图中未画出),通有大小相等、方向相反的恒定电流。则与B点磁感应强度相同的点是
A.A点
B.O点
C.D点
D.E点
6.甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、霍尔元件的结构示意图,图丁中元件的导电粒子是自由电子。下列说法中正确的是
甲 乙 丙 丁
甲 乙 丙 丁
A.图甲中增大交变电场的电压可增大粒子的最大动能
B.图乙中可以判断出通过R的电流方向为从a到b
C.图丙中特定速率的粒子从左右两侧沿轴线进入后都做直线运动
D.图丁中所通电流和所加磁场如图所示时,左侧N端电势低于右侧M端
7.如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端,时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则
A.LC回路的周期为0.02s
B.LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C.t=0.01s时线圈中磁场能最大
D.t=0.01s时回路中电流沿顺时针方向
8.如图所示,正方形导线框放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力随时间的变化关系的是(规定水平向左为力的正方向)
A. B.
C. D.
9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,当原线圈输入的交变电压,此时灯泡a和b电压相等。以后滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏,下列说法正确的是
A.此时两灯泡的相等电压是44V
B.副线圈中交变电流的频率为12.5Hz
C.当滑动变阻器的滑片向下滑动时,灯泡a两端的电压变小
D.当滑动变阻器的滑片向上滑动时,流过滑动变阻器的电流变小
10.市场上某款“自发电”门铃的原理如图所示,当按下门铃按钮时,夹着永磁铁的铁块向下移动改变了与“E”形铁芯接触的位置,使得通过线圈的磁场发生改变。松开门铃按钮时,弹簧可使之复位。由此可判断
A.未按下按钮时,线圈a、b两点间没有电势差
B.按下按钮过程中,线圈中的磁通量一直在减小
C.按钮复位过程中,线圈a、b两点间没有电势差
D.按键复位过程中,弹簧的弹性势能有一部分转化为电能
11.如图所示,半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),两个质量、电荷量都相同的带正电粒子,以相同的速率v从a点先后沿直径ac和弦ab的方向射入磁场区域,ab和ac的夹角为30°。已知沿ac方向射入的粒子在磁场中运动的时间为其圆周运动周期的,不计粒子重力,则
A.两粒子在磁场中运动轨道半径为R
B.两粒子离开磁场时的速度方向相同
C.沿ac方向射入粒子比沿ab方向射入粒子在磁场中运动时间长
D.沿ab方向射入的粒子在磁场中运动的时间为
12.如图甲所示,在光滑水平面上的MN 、QP间存在一匀强磁场, t =0时一正方形线框在外力 F 作用下,从MN 处由静止开始向右做加速度为2.5 m/s2的匀加速运动,外力F随时间t变化的图线如图乙所示,已知线框电阻 R =1.25 Ω,则
A.磁场宽度为4m
B.线框的质量为0.8kg
C.匀强磁场的磁感应强度大小为0.8T
D.线框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量为1C
13.如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,直角边ac长度为L,磁感应强度大小为B。在c点有一粒子源,可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为+q的粒子,所有粒子不计重力、速度大小均为。其中从c点沿cb方向射入磁场的粒子,运动轨迹恰好垂直于边界ab射出磁场。关于粒子运动下列说法正确的是
A.粒子速度的大小满足
B.从ac射出的粒子在磁场中的运动时间都相同
C.从点射出磁场的粒子在点的速度方向与夹角为
D.所有从边界出射的粒子中在磁场中运动的最短时间为
第Ⅱ卷(非选择题,共48分)
二、实验题:本题共2小题,共16分。把答案填在答题卡的相应位置。
14.某同学利用游标卡尺测某工件高度,测量结果如图所示,则该工件的高度为___________cm。
15.某物理兴趣小组成员采用多种方法测电阻:
(1)李同学器材间连线如图所示,请在虚线框中画出对应的电路图___________;
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片移到最_______(填“左端”或“右端”),先将单刀双掷开关掷到左边,调滑动变阻器至合适值,记录电流表读数;
②再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次相同,电阻箱的示数如图所示。则待测电阻_________。
电流表内阻_________(填“会”或“不会”)给测量结果带来误差。
(2)张同学和王同学一起制了一个两挡位(“ × 10”和“ × 100”)的简易欧姆表,电路结构如图所示,把红、黑表笔与A、B连接后,可测量电阻。使用的器材如下:
A.干电池:电动势E为1.5V,内阻r不计
B.电流表G:满偏电流,内阻
C.滑动变阻器R
D.定值电阻R0
E.电阻箱R1
F.红、黑表笔各1支,导线及电键若干
①该欧姆表________(填“A”或“B”)接红表笔;
②开关S1断开,红、黑表笔短接,调节R使电表指针满偏,此挡位欧姆表的内阻为____________;将电阻箱R1接在红、黑表笔之间,当电阻箱的阻值调节到R1=__________Ω时,可以使电流表G的指针指在满偏电流处;
③若电池内阻不可忽略,但仍可欧姆调零,则对未知电阻的测量结果_________(填“有”或“无”)影响;
④当开关S1闭合时,倍率为____________ (填“×10”或“×100”)挡。
三、解答题:本大题共3小题,其中16题满分7分, 17题满分11分,18题满分14分,共32分。在答题卡上解答,应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分。有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位。把答案填在答题卡的相应位置。
16.一轻质细线吊着一边长为的单匝正方形线圈,总电阻为R=0.5Ω,在边的上下两侧对称分布有宽度d=0.2m的正方形磁场区域,如图(甲)所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化如图(乙)所示(线圈始终保持静止)。求:
(1)线圈中产生的感应电流I大小和方向;
(2)t=4s时,cd边受到的安培力大小及方向。
17.如图甲,在水平面固定间距为L=2m的两平行金属导轨,两导轨左端连接有阻值为R=2的电阻,右端与水平地面成=30 向上倾斜。两导轨水平段虚线区域宽度L=2m、长度x=1m内存在方向垂直导轨平面向上如图乙所示变化磁场。两导轨倾斜段虚线abcd区域存在大小为,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。现有一根长度为2m、电阻r=2、m=1kg的金属棒,在t=0时刻从距ab边界上方0.1m处静止释放,t=1.2s时金属棒在磁场B1中速度恰好达到最大,t=1.3s时金属棒刚好离开磁场B1。在金属棒运动过程中,棒始终与导轨接触良好,且保持与导轨垂直,不计导轨电阻及摩擦,重力加速度大小g取10m/s2。求:
(1)金属棒到达磁场ab边界时的速度;
(2)金属棒在磁场B1中的最大速度及刚达到最大速度时金属棒两端电压U;
(3)已知金属棒3.2s时还未到达磁场B2,则2.2s到3.2s时间内流过金属棒的电荷量及金属棒上产生的焦耳热Q。
18.如图甲所示,三维坐标系中yoz平面的右侧存在平行z轴方向周期性变化的磁场B(图中未画出)和沿y轴正方向竖直向上的匀强电场。现将一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒从xoy平面内的P点沿x轴正方向水平抛出,微粒第一次经过x轴时恰好经过O点,此时速度大小为v0,方向与x轴正方向的夹角为45°。从微粒通过O点开始计时,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,规定当磁场方向沿z轴负方向时磁感应强度为正。已知,电场强度大小为,重力加速度大小为g,结果用v0、g、π、n表示。
(1)求微粒从第1次经过x轴到第2次经过x轴的时间t1;
(2)求微粒第n次经过x轴时的x坐标;
(3)若t=t0时撤去yoz右侧匀强磁场,同时在整个空间加上沿x轴负方向的匀强磁场,磁感应强度大小为,求微粒向上运动到离xoz平面最远时的坐标。大庆名校2022-2023学年高二上学期期末考试
物理参考答案
一、选择题(本题共13个小题,每小题4分,共计52分。其中1-8题每小题只有一个选项符合题意,选对得4分,选错或不答的得0分;9-13题每小题有多个选项符合题意,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B C C B D D C
题号 8 9 10 11 12 13
答案 A AD AD AB BCD AC
二、实验题(本题共2小题,共16分)
14.4.240(2分)
15.(1)右端(1分)(2分)5 (1分) 不会(1分)
(2)①B (1分) ②1500(2分) 3000(2分) ③无(2分) ④×10(2分)
三、计算题(本题共3小题,共32分,在答题卡上解答,应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分。有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位。)
16.(7分) (1)0.2A;电流方向:adcb (2)1.2N垂直边向上
(1)由图乙可知,线圈中磁感应强度的变化率为
线圈中有效磁场的面积为 ·····································1分
感应电动势为 ···············································1分
感应电流为 ·························································1分
感应电流为方向为 adcb ························································1分
时,磁感应强度为 ······································1分cd边受到的安培力大小为 ································1分
根据左手定则可知安培力方向为垂直边向上 ···································1分
17.(11分)(1)1m/s;(2),V;(3)0.5J
(1)从静止到到达ab,由动能定理 ································1分
代入数据解得 ························································1分
(2)当速度最大时,由平衡条件可得 解得 ···············2分
根据E=B1L=I1(R+r)························································1分
U=I1R························································1分
U=V······················································1分
金属棒在2.2s到3.2s
电动势··········································1分
E2=I2(R+r)······················································1分
流过金属棒的电荷量······························1分
金属棒中产生的热量······················1分
18.(14分)(1);(2)(1、2、3…);(3)·
(1)根据题意有 ············································1分
即重力与电场力平衡,由洛伦兹力提供向心力,则 ························1分
得出
解得 ···································1分
可知微粒从第一次经过x轴到第二次经过x轴时,对应的圆心角为90°
则 ······································1分
(2)由于 ············································1分
可知0~,微粒刚好转过180°,之后磁场大小方向都变了,则偏转方向变了。由洛伦兹力提供向心力得
得出
解得 ········································2分
~,微粒转过90°,同理得,时间在~与0~的运动轨迹大小一样,只是偏转方向不一样,~与~的运动轨迹大小一样,只是偏转方向不一样,综上所述,得到微粒一个周期的轨迹图如图所示
由几何关系得 ···············································2分
则微粒第n次经过x轴时的x坐标为
(1、2、3…)························2分
(3)时,微粒运动到M点,速度竖直向上大小为,,以后微粒继续圆周远动,轨迹与yoz面平行,运动四分之一周期到N点时,速度沿着z轴正方向,是向上运动到离xoz平面最远的位置。
微粒在x轴坐标x= ············································1分
在y轴坐标y= ············································1分
在z轴坐标z=
因此微粒向上运动到离xoz平面最远时的坐标为······················1分
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