天津市河北区2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

更新时间：2023-02-13 浏览次数：58 类型：期末考试

一、单选题

1. (2022高二上·上饶月考) 1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了，出于对这个现象的好奇，他对这种现象潜心研究了十年，终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（　　）

A . 甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 B . 乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动 C . 丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 D . 丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动

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2. 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在水平放置的细长磁铁的S极附近竖直下落，该线圈始终保持水平，从图中位置I经过位置II到达位置III，I和III都很靠近II，且在位置II，S极附近的磁感线恰好与线圈平面平行，在这个过程中，线圈中感应电流（　　）

A . 沿abcda流动 B . 沿adcba流动 C . 由I到II是沿abcda流动，由II到III是沿adcba流动 D . 由I到II是沿adcba流动，由II到III是沿abcda流动

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3. 如图所示，一正方形线圈的匝数为 $\text{[math]}$ ，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在 $\text{[math]}$ 时间内，磁感应强度方向不变，大小由 $\text{[math]}$ 均匀地增大到 $\text{[math]}$ ，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. 如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为2R，导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压的大小，则（　　）

A . $\text{[math]}$ ，流过定值电阻R的感应电流由b到d B . $\text{[math]}$ ，流过定值电阻R的感应电流由b到d C . U=Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到d D . U=Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b

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5. 图示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时，角速度为ω，通过滑环和电刷保持与外电路的连接，为清楚起见。图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀强磁场。下列关于此发电机工作时的说法中，正确的是（　　）

A . 线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流为零 B . 线圈转动到乙图和丁图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零 C . 线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位置的过程中，电路中电流的方向改变4次 D . 线圈从乙图或丁图所示的位置开始转动时，电路中电流随时间变化的规律为i=Imsinωt

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二、多选题

6. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法正确的是（　　）

A . 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B . 穿过线圈a的磁通量变大 C . 线圈a有扩张的趋势 D . 线圈a对水平桌面的压力大于自身重力

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7. 如图，右端为N极的磁铁置于光滑水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置后释放，磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（　　）

A . 磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力 B . 线圈中的电流方向发生变化 C . 灯泡的亮暗不会发生变化 D . 磁铁振动的幅度逐渐减小

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8. 在如图所示的电路中，灯泡A₁和A₂的规格相同，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻为RL。甲同学先闭合开关S，调节滑动变阻器R和R₁ ，使A₁和A₂都正常发光，然后断开开关S。乙同学在甲同学走后，接通该电路继续实验，就乙同学观察到的实验现象，下列说法正确的是（　　）

A . 闭合开关S后，灯泡A₁、A₂都逐渐亮起来 B . 闭合开关S后，灯泡A₁逐渐亮起来，灯泡A₂立即亮起 C . 闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡A₁立即熄灭，灯泡A₂逐渐熄灭 D . 闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡A₁、A₂都逐渐熄灭

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9. 下列所示图像中属于交流电的有（　　）

A . B . C . D .

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10. 图甲是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的电阻r=1Ω，外接灯泡的电阻为5Ω。则（　　）

A . 在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最大 B . 理想电压表的示数为5V C . 灯泡消耗的电功率为2.5W D . 线圈转动产生电动势的表达式 $\text{[math]}$

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三、实验题

11. 某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”实验，实验步骤如下：
1. （1）首先通过螺旋测微器测量铜棒直径，通过游标卡尺测铜棒的长度，测量结果如图甲、乙所示，则铜棒直径d=mm，铜棒的长度L=cm。
2. （2）为了精密测量该金属丝的电阻率，某实验小组先使用多用电表粗测其电阻约为6Ω，然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
  A．电压表V₁（量程3V，内阻约为15kΩ）    B．电压表V₂（量程15V，内阻约为75kΩ）
  
  C．电流表A₁（量程3A，内阻约为0.2Ω）    D．电流表A₂（量程600mA，内阻约为1Ω）
  
  E．滑动变阻器R₁（0-5Ω，0.6A）            F．输出电压为3V的直流稳压电源
  
  G．电阻箱                                H．开关S，导线若干
  
  为尽量减小实验误差，电压表选；电流表选；（填器材前的字母）
  
  实验中，要求电阻丝两端电压能从零开始调节，且要尽量减小误差，请你设计一个电路图，画在方框中。
3. （3）如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式。
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12. 用如图所示的多用电表进行相关测量，要用到图中三个部件K、S和T
1. （1）若使用的多用电表未接入电路时，指针如图（甲）所示，则需要旋动部件（填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。调整好后，将部件K拨至“50mA”挡，将多用表串联接入待测电路中，指针如图（乙）所示，则电路中电流为mA。
2. （2）使用多用表测电阻时，将部件K拨至“×10”挡，并将两表笔短接，旋动部件（填字母“K”、“S”或“T”），使指针对准电阻的（填“0刻线”或“∞刻线”），将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图（甲）所示，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行哪些操作？请从下面的操作中选出合理的步骤并进行正确排序。
  A．将两表笔短接，调节正确的部件，使指针指在相应的“0刻线”
  
  B．将部件K拨至“×100”挡
  
  C．将部件K拨至“×1”挡
  
  D．测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡
  
  E.再将待测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数
  
  经以上正确操作，将两表笔接在待测电阻两端时，指针如图（乙）所示，则待测电阻为 $\text{[math]}$
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13. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表（量程0~3V，内阻约为3kΩ）

电流表（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）

滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）

待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）开关、导线若干
1. （1）该小组连接的实物电路如图所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端（填“a”或者“b”）
2. （2）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为4Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为V，内阻为Ω，（以上结果均保留两位有效数字）。
3. （3）该实验测得的电动势E_测与电池组真实的电动势E_真相比，E_测E_真（填“大于”、“小于”或“等于”）
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四、解答题

14. 如图甲，螺线管匝数n=500匝，横截面积S=0.002m² ，螺线管导线电阻r=2Ω，电阻R=3Ω，磁感应强度B的B-t图像（以向右为正方向）如图乙所示，求：
1. （1）电路中感应电流的大小和流过电阻R中的电流方向；
2. （2）电路横截面通过的电荷量为2C的过程中，R产生的焦耳热；
3. （3）如图丙，导轨水平放置磁感应强度为0.5T，平行导轨宽1m，电阻R=3Ω，其他电阻都不计，若要回路中产生与图甲中相同的大小的感应电流，导体棒应以多大的速度匀速运动
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15. 如图所示，线圈abcd的面积是0.05m² ，共100匝，线圈的总电阻为r=2Ω，外接电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ，当线圈以角速度ω=10πrad/s匀速旋转时，求：
1. （1）线圈中产生的最大感应电动势。
2. （2）若从线圈处于中性面开始计时，写出电路中感应电流的瞬时值表达式；
3. （3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
4. （4）线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热是多少？
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16. 如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角θ=37°，导轨间的距离L=1.0m，下端连接R=1.0Ω的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T。质量m=0.5kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行x=2.0m后速度保持不变，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s² ，求：
1. （1）金属棒匀速运动时的速度大小v；
2. （2）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR；
3. （3）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，通过电阻R的电荷量q；
4. （4）金属棒匀速运动之后撤去恒力F，撤去恒力的同时，减小磁感应强度B，使得金属棒继续上升的过程中电路中无感应电流，已知撤去恒力的瞬间，金属棒距导轨底端的距离为x₀=2.5m，并从此刻开始计时，请推导磁感应强度B随着时间t变化的函数关系。
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试卷信息

小学

初中

高中

天津市河北区2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

副标题：

*注意事项：

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试题分析

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