河南省南阳市方城县光明学校2022-2023学年高二上学期期末考试物理试题(含答案)

2022-2023学年度高中物理期末考试卷 高二物理 考试范围：电磁学部分� ；考试时间：90分钟；满分110分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 选择题共12小题，每题4分，满分48分。1-8题为单选题，9-12题为多选题，全部选对得4分，选不全的得2分，选错或不答得0分 一、单选题 1．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测定了万有引力常数 B．法拉第经过多年对电与磁问题的实验研究，发现了电磁感应现象 C．阿拉果通过对其圆盘实验的深入研究，制造出世界上第一台发电机 D．伽利略通过对其斜面实验的深入研究，提出了惯性定律 2．某一区域的电场线分布如图所示，是电场中的三个点。关于该电场和放入其中的电荷的描述，则（　　） A．场强，电势 B．仅在静电力作用下，同一个带正电的小球在两点的加速度大小关系为 C．同一个带正电的小球在两点的电势能的大小关系为 D．同一个带负电的小球在两点的电势能的大小关系为 3．空间有一电场，各点电势随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是（　　） A．O点的电场强度一定为零 B．点与点的电场强度不相同 C．和两点在同一等势面上 D．将正电荷从移到，电荷的电势能增大 4．下列图中一定能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（　　） A．金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动 B．金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒 C．如果只增大B，将变小 D．如果只增大R，将变小 6．如图所示交流发电机的输出电压一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。升压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；降压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。当用户增多时（　　） A．减小，增加 B．增加，减小 C．减小，增加 D．增加，减小 7．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（    ） A．断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反 B．断开之前中的电流大于中的电流 C．闭合瞬间中电流与中电流相等 D．变阻器R的电阻大于线圈的直流电阻 8．如图是比荷相同的两粒子从O点垂直进入直线边界匀强磁场区域的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A．a带负电，b带正电 B．a的带电量比b的带电量小 C．a运动的速率比b的小 D．a的运动时间比b的短 二、多选题 9．如图所示，甲、乙分别表示两个电源的路端电压与通过它们的电流I的关系，下列说法中正确的是（  ） A．电源甲的电动势大于乙的电动势 B．电源甲的内阻小于乙的内阻 C．电流都是I0时，两电源的内电压相等 D．路端电压都为U0时，它们所在电路的外电阻相等 10．有a、b、c、d四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一只电阻的阻值偏大。要找出这只电阻，某同学设计了如图所示的电路。当开关闭合时测出有电流从P流向Q，下列说法正确的是（　　） A．阻值偏大的电阻一定是a和d中的一个 B．阻值偏大的电阻一定是c和b中的一个 C．下一步可将a和d互换位置，根据P、Q间电流的流向来判断 D．下一步可将d和c互换位置，根据P、Q间电流的流向来判断 11．如图所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入有界匀强磁场，线圈高度小于磁场高度，线圈平面和磁场保持垂直。设线圈下边刚进入磁场到上边刚要进入磁场为A过程；线圈全部进入磁场内到线圈下边刚要出磁场为B过程；线圈下边刚出磁场到上边刚要出磁场为C过程，则（　　） A．在A和C过程中，线圈内电流方向相同 B．在A过程中，线圈可能做减速运动 C．在B过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动 D．在C过程中，线圈可能做匀加速运动 12．如图所示，边界以上，圆形边界以外的Ⅰ区域中存在匀强磁场，磁感应强度为，圆形边界以内Ⅱ区域中匀强磁场的磁感应强度为，圆形边界半径为R，边界上c点距圆形边界圆心O的距离为2R；一束质量为m、电荷量为q的负电粒子，在纸面内从c点沿垂直边界方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短。只考虑一次进出Ⅰ、Ⅱ区域，则（　　） A．可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为 B．可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为 C．速率为v的粒子在Ⅰ区域的运动时间为 D．速率为v的粒子在Ⅱ区域的运动时间为 第II卷（非选择题） 三、实验题 13．（8分）在“测定金属丝电阻率”的实验中。 （1）用螺旋测微器测金属丝直径，图甲中螺旋测微器的读数为______mm。 （2）先用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻，选择开关置于“×10”挡时，发现表头指针偏转如图乙所示，应将选择开关置于______（选填“×1”或“×100”）挡，正确操作后，表盘的示数如图丙所示，则金属丝的电阻约为______。 （3）在测定该金属丝的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是______。 （4）采用以上电路图测得值比真实值偏______（选填“大”或“小”）。 （5）某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表G改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为______Ω的电阻与这一电流表______（选填“串”或“并”）联。 14．（8分）某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，根据下面提供的器材，设计了如图甲所示的原理图。 ①电压表V（量程3V，内阻RV约为10kΩ） ②电流表G（量程3mA，内阻Rg=100Ω） ③电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω） ④滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A） ⑤定值电阻R0=0.5Ω ⑥开关S和导线若干 （1）该小组同学发现电流表A的量程太大，于是他们将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他们改装后的电流表对应的量程是___________A。（结果保留两位有效数字） （2）该小组同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=__________V，电源的内阻r=__________Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，由上述图线求得的电动势将比真实值__________（填“偏大”、“不变”或“偏小”），求得的内阻将比真实值__________（填“偏大”、“不变”或“偏小”） 四、解答题 15．（10分）如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求： （1）图示中的送电电流 （2）用户得到的电压 （3）用户得到的功率。 16．（10分）如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求： （1）匀速圆周运动的半径； （2）电子的质量； （3）穿越磁场的时间。 17．（12分）如图所示，倾角θ=30°、宽度L=1m的足够长的“U”形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T，范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下。用平行于轨道的牵引力拉一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的垂直放在导轨上的金属棒ab，使之由静止开始沿轨道向上运动。牵引力做功的功率恒为6W，当金属棒沿斜面移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8J，不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m/s。求： （1）金属棒达到稳定时速度是多大？ （2）金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间多长？ 18．（14分）如图所示，倾角=30°的两光滑金属导轨ab、cd平行放置，且导轨足够长，电阻可忽略，其间距L=1m．磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上，一质量为m=0.2kg、电阻R0=1的金属棒MN垂直放置在导轨ab、cd上且始终与导轨接触良好．将并联的电阻R1=3，R2=6通过开关S连接在两导轨顶端．取重力加速度g=10m/s2,闭合开关S后，将金属棒由静止释放，若金属棒下滑位移x=2m时刚好达到收尾速度，则： (1)请计算金属棒的最终收尾速度； (2)请计算从静止到刚好达到收尾速度过程中金属棒MN上产生的热量； (3)计算金属棒由静止到收尾速度经历的时间．（第（2）(3)问均保留两位有效数字） 参考答案： 1．B 【详解】A. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常数，A错误； B. 法拉第经过多年对电与磁问题的实验研究，发现了电磁感应现象，B正确； C．法拉第通过对其圆盘实验的深入研究，制造出世界上第一台发电机，C错误； D. 牛顿通过对其斜面实验的深入研究，提出了惯性定律，D错误； 故选B。 2．C 【详解】AB．电场线的疏密反映电场强度的大小，可知点场强大于C点场强，同一带正电小球受到的静电力（）大，则加速度大。选项A、B错误； CD．沿电场线方向电势逐渐降低可知，因B点的电势高于A点电势，由公式，可知同一个带正电的小球在两点的电势能的大小关系为，带负电的小球的电势能关系为，选项C正确，D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．-x图像的斜率为电场强度E，故O点的电场强度不为零，选项A错误； B．因点与点的斜率相同，故电场强度相同，选项B错误； C．由图像知和两点的电势相等，选项C正确； D．正电荷在高电势，电势能大，将正电荷从移到，电荷的电势能减小，选项D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．环不闭合，所以不能产生感应电流，故A错误； B．当左右两根棒分别向两侧运动时，穿过闭合回路的磁通量增大，所以能产生感应电流，故B正确； C．电流在环的正上方，则电流产生的磁场穿过该环的磁通量始终等于零，所以电流增大时，环内不能产生感应电流，故C错误； D．磁场的方向与回路之间的夹角为，则穿过该回路的磁通量，当棒向右运动时，S增大，但θ增大时，减小，所以不能判断出磁通量是否变化，所以不一定产生感应电流，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．金属杆下滑过程中，受重力、导轨的支持力和安培力，开始时重力沿斜面的分力大于安培力，金属杆做加速运动，满足 随着速度的增加，安培力在增大，所以金属杆加速度逐渐减小，当加速度减小到零，速度最大。当加速度为零时，金属杆做匀速运动，故金属杆先做加速度逐渐减小的加速运动然后做匀速直线运动，故A错误； B．金属杆由静止到最大速度过程中，安培力做负功，金属杆机械能并不守恒，故B错误； CD．当速度最大，则有 解得 所以只增大B， vm 将变小，只增大R， vm 将变大，故C正确，D错误。 故选C。 6．C 【详解】AB．当用户增多时，交流发电机的输出电压一定，