河南省洛阳市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷

这是一份河南省洛阳市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷，共13页。试卷主要包含了考试结束，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
全卷共6页，共100分，考试时间为75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
2．考试结束，将答题卡交回。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，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，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1．下列关于几种传感器的说法正确的是（ ）
A．电子秤所使用的测力器件是力传感器
B．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D．当半导体热敏电阻所在位置温度升高时，热敏电阻阻值明显增大
2．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C．电磁波可以用来通讯
D．波长越长的电磁波，其能量子能量越大
3．闭合回路中的交变电流在一个周期内的图像如图所示，其中图线的cd段为正弦曲线的四分之一，则该交变电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，两块水平放置的金属板，用导线把它和开关K与一个线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。开关K闭合时，一带负电液滴刚好静止在两极板间。则线圈中的磁场B的变化情况和电容器极板带电正负情况分别为（ ）
A．正在增强，上板为正 B．正在减弱，上板为正
C．正在减弱，下板为正 D．正在增强，下板为正
5．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时，输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，用户端有用电器和。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当电键由接通到断开时，图中各电表的读数如何变化（ ）
A．减小，减小，增大 B．增大，减小，增大
C．减小，减小，减小 D．增大，增大，增大
6．真空中有宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN，PQ是磁场的边界。质量为m，电荷量为q的粒子（不计重力），从离子源A处以大小相同的速度，沿各个方向垂直于磁场射入。下列说法正确的是（ ）
A．从边射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为
B．从边射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
D．粒子在磁场中运动的最长时间为
7．如图所示，和是位于水平面内足够长的光滑平行金属轨道，轨道间距为之间连接一阻值的电阻，其余电阻可忽略不计，空间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，已知磁感应强度随时间的关系为，比例系数时刻，金属杆紧靠在端，在外力作用下，由静止开始以恒定加速度向右滑动，则时回路中电流大小为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，边长为、匝数为的正三角形线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕转轴转动（转轴垂直于磁感线），线圈通过滑环和电刷连接一个原、副线圈的匝数比为的理想变压器，电压表可视为理想电表。滑动变阻器的最大阻值为，初态滑片位于滑动变阻器最上端，。线圈以恒定角速度转动，则（ ）
A．从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为
B．滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动时，变压器的输出功率变大
C．初态时电压表示数为
D．滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表示数变小
9、如图所示，水平方向的匀强磁场区域宽度为L，边长为L的正方形导体框，由磁场上方某一位置自由下落，穿过磁场。从ab边进入磁场开始，到cd边即将出磁场为止。线框始终位于与磁场方向垂直的竖直平面内，不计空气阻力，v、E、I、F分别表示导体框的速度、导体框产生的电动势、通过导体框的电流、导体框所受的安培力。则下列图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，与粒子的带电性质及带电量无关
B．图乙正常工作时，电流方向为
C．图丙为回旋加速器，若增大形盒狭缝之间的加速电压，则粒子射出加速器时的最大动能增大
D．图丁中，三种粒子由静止经同一加速电场加速后射入磁场，在磁场中的偏转半径最大
11．如图所示，把带铁芯的线圈L（电阻忽略不计）与小灯泡串联起来，先把他们接到直流电源上（图甲），再把它们接到交流电源上（图乙）。把小灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上（图丙），再把它们接到交流电源上（图丁），取直流电源的电压与交流电压的有效值相等。观察小灯泡的发光情况（ ）
A．甲图比乙图灯亮
B．丙图和丁图灯都不亮
C．甲图和丙图灯一样亮
D．保持电源电压有效值不变仅增大频率时，丁图灯变的更亮
12．如图所示，导电物质为电子的某元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于该元件的两侧面，此时通过该元件的电流为，与其前后表面相连的电压表测出的电压满足，式中为比例系数，为该元件两侧面间的距离，电阻远大于，该元件的电阻可以忽略，则下列说法正确的是（ ）
A．此元件前表面的电势低于后表面的电势
B．若电源的正负极对调，电压表将反向偏转
C．与成正比
D．电压表的示数与消耗的电功率成正比
二、实验（本题共2小题，共15分）
13．（6分）某同学使用如图所示的多用电表测量元件的电阻，
①若用此电表测量一阻值约为的定值电阻，选择开关应调到电阻挡的________（选填“”、“”、“”或“”）位置。
（2）若将一个满偏电流为的电流表改装成欧姆表，选挡调零后用它测量阻值为的标准电阻时，指针恰好在刻度盘的正中间。如果用它测量某待测电阻时，指针指在处，则该待测电阻的阻值为________。
A． B． C． D．
③该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零。现按正确操作方法测量一个阻值为16002的电阻，从理论上分析，该电阻的测量结果________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
14．（9分）元宵节是是中国的传统节日，在以往孩子们在这一天会手提着蜡烛灯笼，在大街小巷游玩。随着科技的进步，造型独特、功能齐全的电子灯笼、音乐灯笼相继问世。某实验小组购置了一个电灯泡灯笼，其电路如图甲所示，当单刀双掷开关拨到1的时候，灯常亮，当开关拨到2的时候，在控制芯片的作用下灯就会闪一闪，非常好看。
图甲 图乙
（1）该实验小组为了实现到了晚上自动亮灯而白天不亮灯，于是在电路中将C、D间的导线去除，在这两点间增加了一个亮度感应开关（其结构主要是一个电磁继电器和一个光敏电阻R），如图乙，其工作原理如下：
①开关任意接通1或2，接通开关；
②若环境较暗，灯亮起；
③若环境中光亮度较高，光敏电阻的电阻________（填“较大”或“较小”），电磁继电器中的线圈电流________（填“较大”或“较小”），两个触点与铁片________（填“接触”或“分离”）。
（2）该实验小组还想实现亮度自动调节功能，即灯的亮度可以随着环境亮度的变化而变化，环境越亮的时候灯越暗。他们向调节电路虚线框内接入了一个半导体光敏电阻，如图丙所示，请设计并补充电路图（使用光敏电阻符号：）。
三、解答题（本题共3小题，共37分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（10分）如图甲所示，单匝圆形线圈电阻，线圈内部左侧存在垂直纸面向里的磁场，为圆的直径，圆面积为。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求
（1）线圈中电流的大小及方向；
（2）时间内通过线圈横截面的电荷量大小．
16．（12分）如图所示，在倾角为的粗糙绝缘斜面上有一垂直斜面向上的有界匀强磁场，虚线为磁场边界，，磁场的边界与斜面底边平行，在斜面上有一个质量为、电阻为、边长为的正方形金属线框，从磁场上方某一位置由静止释放，沿斜面滑下，线框底边始终与斜面底边平行，若线框刚进入磁场时，恰好能做匀速运动，重力加速度，求：
（1）线框刚进入磁场时的速度大小v；
（2）磁场宽度，若线框上边框穿出磁场前也已匀速运动，则线框在穿过磁场的整个过程中产生的焦耳热为多少？
17．（15分）如图所示，在坐标系内有一半径为（未知）的圆形区域，圆心在横轴上，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在直线的上方和直线的左侧区域内，有一沿轴负方向的匀强电场，场强大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子以大小为的速度在坐标平面内从点射入磁场，当射入方向沿轴正方向时，粒子恰好从的正上方的点射出磁场，不计粒子重力。
（1）求圆形区域的半径为多少；
（2）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求第一次射出磁场时的位置坐标；
（3）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场所经历的总时间。
洛阳市2023—2024学年第一学期期末考试
高二物理试卷参考答案
一、选择题（本题共12小题。每小题4分，共48分）
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13．（共6分，每空2分）
（1） （2）B （3）偏大
14．（共9分，第一小题，每空2分，第二小题3分）
（1）较小 较大 分离
（2）
三、解答题（本大题共3小题）
15．（10分）
解：（1）
方向逆时针
（2）
解得：
16．（12分）
解：（1）由平衡可知
解得
（2）由动能定理
解得
17．（15分）
解：（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，
则
又由
解得：
（2）粒子从点射出时与轴平行，轨迹如图所示
粒子由到对应的圆心角为
设点坐标为
则
解得
故点坐标
（3）粒子从磁场中点射出时与轴平行，接下来进入电场后又进入磁场轨迹如图所示：
粒子在电场中的运动时间为
又由
解得
粒子两次在磁场中运动对应的圆心角之和，
时间
其中
解得
粒子在电场和磁场间的运动时间
其中
解得
总时间 题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
C
B
B
A
A
C
D
ABC
AD
AD
CD