2022-2023学年辽宁省丹东市六校高二上学期12月联合考试物理试题含答案

2022—2023学年度（上）省六校高二12月考试

物理试题

考试时间：90分钟 满分：100分

第Ⅰ卷  （选择题48分）

一、选择题（本题共 12小题，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 9～12 题有多项符合题目要求，每小题4分， 全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错、多选或不选的得0分。）

1.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(　　)

A．O点处的磁感应强度为零

B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反

C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同

D．a、c两点处磁感应强度的方向不同

2. 如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为(　　)

A．1 W  B．2 W C．3 W  D．6 W

3．如图所示，在倾角θ＝30°的光滑轨道上，质量m＝0.1 kg的AB杆放在轨道上，轨道间距L＝0.2 m，电流I＝0.5 A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后，杆AB处于静止状态，g取10 m/s2，则所加磁场的磁感应强度可能为(　　)

A．7 T    B．4.5 T    C．3 T    D．2.5 T

4．如图所示，在直角梯形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，BC＝CD＝2AB＝2L。高为2L、宽为L的矩形金属闭合线圈由图中位置以向右的恒定速度匀速通过磁场区域，其长边始终与CD 平行。以线圈中逆时针方向为电流正方向，线圈在通过磁场过程中电流随时间变化的关系为(　　)

5．如图甲所示，闭合金属环固定在水平桌面上，MN为其直径。MN右侧分布着垂直桌面向上的有界磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示。已知金属环的电阻为1.0 Ω，直径MN长40 cm，则t＝3 s时(　　)

A．M点电势高于N点电势            B．环中有沿逆时针方向的感应电流

C．M、N两点间电压为2π×10－3 V    D．环所受安培力大小为4π×10－4 N

6.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、 A2、 A3是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是(  　)

A．图甲中，闭合S1电路达到稳定时，流过A1的电流大于流过L1的电流

B.图甲中，断开开关S1瞬间，流过A1的电流方向自右向左

C. 图乙中，闭合S2电路达到稳定时，变阻器R的电阻值大于L2的电阻值

D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等

7．如图(a)所示，电源电动势E＝9 V，内阻不计，定值电阻R1＝500 Ω，电阻R的U­I关系如图(b)所示，R2为滑动变阻器。开关闭合后，为使R2消耗的电功率等于R1功率的2倍，滑动变阻器R2的阻值和对应的功率P2分别为(　　)

A．R2＝1 000 Ω，P2约为9×10－3 W    B．R2＝1 000 Ω，P2约为1.4×10－2 W

C．R2＝1 500 Ω，P2约为9×10－3 W    D．R2＝1 500 Ω，P2约为1.4×10－2 W

8. 利用磁场可以对带电粒子的运动进行控制，如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，P点为纸面内一离子源，可以沿纸面向各方向发射速度大小相同的同种正离子。同一纸面内距P点为5r的Q点处有一以Q点为圆心、半径为r的圆形挡板。已知正离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为3r，离子打到挡板上时被挡板吸收，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则挡板上被离子打中的长度与挡板总长度的比值为（　　）

A.210 ∶ 360    B. 217 ∶ 360    C. 233 ∶ 360    D. 240 ∶ 360

9.某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。下列说法正确的是(　　)

A．将磁铁加速插向线圈的过程中，电子秤的示数大于m0

B．将磁铁匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于m0

C．将磁铁加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视)

D．将磁铁匀速插向线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热

10. 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、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（　　）

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b到a

C. 图丙中粒子沿PQ向右或沿QP向左直线运动的条件都是

D. 图丁中在分析同位素时，磁场中半径最小的粒子对应质量也一定最小

11.如图所示，固定在水平面上且半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，金属棒随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是(　　)

A．微粒带电正电         B．金属棒产生的电动势为Bl2ω

C．微粒的比荷为   D．电容器所带的电荷量为CBr2ω

12. 如图所示，在直角坐标系xOy中，x＞0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场(其他区域无磁场)，在y轴上有到原点O的距离均为L的C、D两点。带电粒子P(不计重力)从C点以速率v沿x轴正方向射入磁场，并恰好从O点射出磁场；与粒子P相同的粒子Q从C点以速率4v沿纸面射入磁场，并恰好从D点射出磁场，则(　　)

A．粒子P带正电                         B．粒子P在磁场中运动的时间为

C．粒子Q在磁场中运动的时间可能为   D．粒子Q在磁场中运动的路程可能为

二、实验题（本题共2小题，共16分）

13. （1）在“研究电磁感应现象”的实验中：为了研究感应电流的方向，图中滑动变阻器和电源的连线已经画出，请将图中实物连成实验所需电路图．

（2）连接好实验线路后，闭合开关，发现电流计的指针向右偏，则在闭合开关后，把螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将向_____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；

（3）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中，电流表指针将向____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；

（4）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向____________（填“相同”或“相反”或“无电流”）．

14. 电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面a、b上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间存在电势差。

（1）若用多用电表监测a、b电极间的电势差，则图甲中与a相连的是多用电表的___________色表笔（选填“红”或“黑”）；

（2）某次监测中，用多用电表的“”挡测出a、b电极间的电势差，如图乙所示，则___________；

（3）若a、b电极间的距离为，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为___________（结果保留两位有效数字）；

（4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在a、b间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计的读数和电阻箱的示数，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为，纵截距为，如图丁所示。已知灵敏电流计的内阻为，则血液接入电路的电阻为___________（用题中的字母、、表示）。

三、计算题（本题共3小题，共36分）

15.（8分）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=150匝，螺线管导线电阻r=1.0 Ω，R1=4.0 Ω，R2=5.0 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化，螺线管内的磁场B的方向向下为正方向。求：

（1）闭合S，电路稳定后，a、b两点的电势差Uab

（2）闭合S，电路稳定后，电阻R2电功率P

（3）断开S，电路稳定后，电容器的带电量

16.（12分）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1 m，导轨间连接的定值电阻R＝3 Ω，导轨上放一质量为m＝0.2kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r＝1 Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度g取10 m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放。求：

（1）金属杆的最大速度；

（2）若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6 J，则通过电阻R的电荷量是多少。

17.（16分）如图所示，在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满+y方向的匀强电场，在第Ⅰ象限的某个矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场；一个比荷为的带电粒子以大小为v0的初速度自点沿+x方向运动，恰经原点O进入第Ⅰ象限，粒子穿过匀强磁场后，最终从x轴上的点沿方向进入第Ⅳ象限；已知该匀强磁场的磁感应强度为，不计粒子重力。求:

（1）第Ⅲ象限内匀强电场的场强的大小

（2）求粒子在匀强磁场中运动的半径及时间

（3）求矩形磁场区的最小面积

物理参考答案及评分标准

一、选择题

1-5  C   B   A   C   D       6-10   B    B   B    AC   BD   11-12   AD   ABD 

二、实验题

13. （1）

    （2分）

 （2）向右 （2分）   （3） 向左  （2分）     （4）相同  （2分）

14. （1） 红   （2分） 150 （2分） （3） 0.10（2分）  （4） （2分）

15.（8分）（1）根据法拉第电磁感应定律得 （1分）  解得 （1分）

根据楞次定律，b点为等效电源的正极（1分）所以（1分）

（2）电路稳定后，电路电流为 （1分）

电阻R2的电功率   解得  （1分）

(3)    根据（1分）

断开S电路稳定，电容器的带电量为（1分）

16.（12分）（1）设金属杆下落速度为v，感应电动势为E＝BLv （1分）I＝（1分）

金属杆受到的安培力F＝BIL（1分）  当F＝mg时金属杆达到最大速度（1分）

联立以上式子，解得vm＝2 m/s（1分）

（2）电路中产生的总焦耳热Q总＝Q＝0.8 J（1分）

由能量守恒定律mgh＝mv＋Q总 （1分）所以金属杆下落的高度为h＝0.6 m（1分）

此过程平均感应电动势为＝＝（1分）平均电流为＝（1分）

通过电阻R的电荷量为q＝·Δt（1分）联立以上式子，得q＝0.3 C（1分）

17.（16分）

（1）粒子在第Ⅲ象限做类平抛运动，则有水平方向  （1分）       

竖直方向 （1分） 又（1分） 解得电场强度（1分）

（2）设粒子到达点瞬间，速度大小为，与轴夹角为，则（1分）

   则（1分）

粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力（1分）  

解得粒子在匀强磁场中运动的半径（1分）

在磁场中运动的轨迹如图甲所示，由几何关系知，，（1分）

对应的圆心角（1分）  根据 （1分）

在磁场中运动的时间（1分）

（3）设矩形长、宽分别为、，由几何关系可知      （1分）    

（1分）磁场最小面积（2分）