新疆维吾尔自治区喀什第二中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份新疆维吾尔自治区喀什第二中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述不符合史实的是( )
A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2．如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入图示方向的电流后，则线圈( )
A.向左运动B.向右运动C.静止不动D.无法确定
3．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是( )
A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C.该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
4．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看作匀强电场，血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.04 T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A.1.3 m/s，a正、b负B.2.7 m/s，a正、b负
C.1.3 m/s，a负、b正D.2.7 m/s，a负、b正
5．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )
A.第一次，灯泡两端的电压有效值是
B.第一次，灯泡两端的电压有效值是
C.第二次，灯泡两端的电压有效值是
D.第二次，灯泡两端的电压有效值是
6．如图所示，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，、先后亮暗的顺序是( )
A.接通时，先达最亮；断开时，先暗
B.接通时，先达最亮；断开时，后暗
C.接通时，先达最亮；断开时，后暗
D.接通时，先达最亮；断开时，先暗
二、多选题
7．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是( )
A.电阻R两端的电压保持不变
B.初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4Wb
C.线圈电阻r消耗的功率为
D.前4s内通过R的电荷量为
8．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好，整个装置放置在垂直于导轨平面的磁场中，磁感应强度B随时间的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN始终保持静止，则时间内( )
A.电容器C的电荷量大小始终不变
B.电容器C的a板先带正电后带负电
C.MN所受安培力的方向先向右后向左
D.MN所受安培力的大小始终不变
10．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A.电压表V的示数为220V
B.电路中的电流方向每秒钟改变100次
C.灯泡实际消耗的功率为484W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
三、计算题
11．如图所示，两个同种粒子a和b，质量均为m，电荷量均为q，初速度大小均为v，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场B中，如图，b的初速度方向与屏垂直，a的初速度方向与b的初速度方向成θ角，最后都打到屏P上，不计重力。
（1）判断a、b粒子带正电还是负电。
（2）求b在磁场中飞行的轨道半径r和位移的大小。
（3）求a在磁场中飞行的周期和时间。
12．如图所示，矩形线圈匝数，匀强磁场磁感应强度，绕轴从图示位置开始匀速转动，角速度，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值为多大？线圈转到什么位置时取得此值？
（2）线圈产生的感应电动势最大值为多大？线圈转到什么位置时取得此值？
（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图乙中作出图象。
13．如图所示，质量为、电荷量为的带正电荷的小滑块，从半径为的光滑固定绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知，方向水平向右，，方向垂直纸面向里，。求：
（1）滑块到达C点时的速度；
（2）在C点时滑块所受洛伦兹力；
（3）在C点滑块对轨道的压力。
14．如图所示，PM、QN是两根光滑圆弧导轨，圆弧半径为d、间距为L，最低点M、N在同一水平高度，导轨电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、阻值为R的金属棒，从导轨的顶端PQ处由静止开始下滑，到达底端MN时对导轨的压力为2mg，求：
（1）金属棒到达导轨底端MN时电阻R两端的电压；
（2）金属棒从导轨顶端PQ下滑到底端MN过程中，电阻R产生的热量；
（3）金属棒从导轨顶端PQ下滑到底端MN过程中，通过电阻R的电荷量。
四、实验题
15．在研究电磁感应现象的实验中，所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路
（1）请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路____；
（2）实验时，将插入线圈中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是____________________。
（3）某同学设想使线圈中电流逆时针(俯视）流动，线圈中电流顺时针（俯视）流动，可行的实验操作是______。
A.抽出线圈B.插入软铁棒C.使变阻器滑片P左移D.断开开关
参考答案
1．答案：C
解析：1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，符合史实，故A正确；
安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，符合史实，故B正确；
法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故C错误；
楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D正确；
本题选不符合史实的，故选：C。
2．答案：A
解析：把通电线圈等效成小磁针，由安培定则可知，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，根据异名磁极相互吸引，线圈将向左运动。选项A正确。
3．答案：C
解析：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音.
故选C。
4．答案：A
解析：血液中正、负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏转，负离子向下偏转，则a极带正电，b极带负电.最终血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零，有，所以.故A正确，B、C、D错误.
5．答案：A
解析：AB、第一次，灯泡两端的电压有效值为，故A正确，B错误；
CD、第二次，设灯泡两端的电压有效值为，则，解得，故CD错误；
故选：A。
6．答案：B
解析：开关S接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡的电流较大，故灯泡先达最亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加；由于L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，所以电流稳定后，两个灯泡一样亮，即灯泡亮度逐渐正常，电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡构成闭合回路放电，故断开时后暗。
故选B
7．答案：AC
解析：根据法拉第电磁感应定律，可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故A正确；初始时刻穿过线圈的磁通量，故B错误；由法拉第电磁感应定律，由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为，所以线圈电阻r消耗的功率，故C正确；前4s内通过R的电荷量，故D错误。
8．答案：ABC
解析：A项：电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，故A正确；
B项：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；
C项：电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确；
D项：当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故D错误。
9．答案：AC
解析：A.由图乙知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势恒定，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器两端的电压恒定，根据可知电容器C的电荷量大小始终不变，故A正确；
B.根据楞次定律判断可知，通过导体棒的电流一直向上，故电容器a板电势较高，一直带正电，故B错误；
C.MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故C正确；
D.根据安培力公式，I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故D错误。
故选AC。
10．答案：BD
解析：A.由甲图知电压峰值为
有效值为
电压表测的是路端电压
故A错误；
B.由图象得，交流电的周期0.02s，交流电的频率为
每一周期电流改变两次，所以每秒改变100次，故B正确；
C.灯泡实际消耗的功率
故C错误；
D.电路中的电流
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
故D正确。
故选BD。
11．答案：（1）a、b粒子都带正电
（2），
（3），
解析：（1）由左手定则可以判断出a、b粒子都带正电。
（2）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即
解得
a、b粒子的运动轨迹如图所示
则b在磁场中位移的大小为
（3）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即
解得
有几何关系可知，a在磁场中飞行转过的圆心角为
a在磁场中飞行的时间为
解得
12．答案：（1）0.048Wb；当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值
（2），线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值
（3）
解析：（1）
线圈平面与磁场垂直或线圈位于中性面；
（2）
线圈平面与磁场平行或在图示位置；
（3）感应电动势e随时间变化的表达式：
图象如图；
13．答案：（1）2m/s（2）0.1N，方向竖直向下（3）20.1N，方向竖直向下
解析：（1）滑块运动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得
代入数据解得，滑块到达C点时的速度
（2）根据洛伦兹力大小公式得
由左手定则可得，方向竖直向下。
（3）在C点，受到四个力作用，如图所示
由牛顿第二定律与圆周运动知识得
解得
根据牛顿第三定律可得，在C点滑块对轨道的压力为
方向竖直向下。
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）在导轨的底端MN处，金属棒对导轨的压力，轨道对金属棒的支持力大小为，则有：
解得：
金属棒切割磁感线产生的感应电动势
金属棒到达底端时电阻两端的电压
（2）金属棒下滑过程中，由能量守恒定律得：
解得：
电阻R上产生的热量
（3）由
联立解得：
15．答案：（1）
（2）穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流
（3）BC
解析：（1）
本实验中与电源相连，通过调节滑动变阻器使中的磁通量发生变化，从而使产生电磁感应线象，故应与检流计相连；
（2）指针发生偏转说明电路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化；故结论为：闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。
（3）感应电流的方向与原电流方向相反，则它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，原磁场应增强，故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移。
故选BC。