河北省部分学校2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

更新时间：2023-02-27 浏览次数：47 类型：期末考试

一、单选题

1. 如图所示，MN是点电荷电场中的一条直线，a、b是直线上两点，已知直线上a点的电场强度最大，大小为E，b点电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，已知a、b间的距离为L，静电力常量为k，则场源电荷的电量为（　　）

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

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2. 如图所示，在某匀强电场中有 $\text{[math]}$ 三点，在以它们为顶点的三角形中， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，直角边 $\text{[math]}$ 的长度为4 cm。电场方向与三角形所在平面平行。已知 $\text{[math]}$ 和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V，则电场强度的大小为（　　）

A . 150 V/m B . 75 V/m C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。下列说法正确的是（　　）

A . c处的导线所受安培力的方向与ab边垂直且指向左边 B . c处的导线所受安培力的方向与ab边平行且竖直向上 C . 若取走c处的导线，c处的磁感应强度方向垂直ab边且指向左边 D . 若取走c处的导线，c处的磁感应强度变为0

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4. 如图甲所示为一小型发电机的原理图，矩形线圈的电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，线圈两端与 $\text{[math]}$ 的电阻构成闭合回路。通过电阻R的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A . 该发电机线圈转动的角速度为200πrad/s B . 线圈转至图甲位置时，线圈中感应电流最大 C . 该发电机产生交流电的感应电动势峰值为 $\text{[math]}$ V D . 电阻R消耗的电功率为4000W

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5. 静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小．如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，D为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度减小些，下列采取的措施可行的是(　　)

A . 断开开关S后，将A，B两极板分开些 B . 断开开关S后，增大A，B两极板的正对面积 C . 保持开关S闭合，将A，B两极板靠近些 D . 保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向右移动

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6. 2020年，国产“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和测试。回旋加速器的原理如图所示， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是两个半径为R的半圆型金属盒，接在电压为U、周期为T的交流电源上，位于 $\text{[math]}$ 圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 置于与盒而垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力。下列说法正确的是（　　）

A . 交流电源的周期等于质子做圆周运动周期的2倍 B . 若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能将增大 C . 质子在电场中加速的次数为 $\text{[math]}$ D . 质子第1次和第2次经过两D型盒间狭缝后的运动轨迹半径之比为1：2

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7. 如图所示，用伏安法测电阻R₀的值时，M、N接在恒压电源上，当S接a时电压表示数10V，电流表示数0.2A；当S接b时，电压表示数12V，电流表示数0.15A．下列叙述正确的是（）

A . 为了较准确地测定R₀的值，S应接在a点，R₀的真实值为50Ω B . 为了较准确地测定R₀的值，S应接在a点，R₀的真实值为70Ω C . 为了较准确地测定R₀的值，S应接在b点，R₀的真实值为50Ω D . 为了较准确地测定R₀的值，S应接在b点，R₀的真实值为70Ω

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二、多选题

8. 如图甲所示，轻质绝缘细线吊着一质量为0.8kg、边长为1m，匝数为20匝的正方形闭合线圈，其总电阻为2Ω。在线圈的中间位置以下区域存在垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取10 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

A . 线圈中的感应电流大小为0.5A B . 0～6内线圈产生的焦耳热为3J C . $\text{[math]}$ s时细线的拉力大小为16N D . 0～6内通过导线横截面的电荷量为3C

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9. 在如图所示的电路中，电容器的电容为C，电感线圈的电感为L，线圈的电阻忽略不计。原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 时刻，电容器的左板带负电，右板带正电 B . $\text{[math]}$ 时刻，线圈L的感应电动势最大 C . $\text{[math]}$ 时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左 D . $\text{[math]}$ 时刻，电容器C两极板间的电压最大

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10. 如图所示，导电物质为电子的霍尔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，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I_H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U_H满足：U_H＝ $\text{[math]}$ ，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R远大于R_L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则（）

A . 霍尔元件前表面的电势低于后表面 B . 若电源的正负极对调，电压表将反偏 C . I_H与I成正比 D . 电压表的示数与R_L消耗的电功率成正比

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三、实验题

11. (2021高二上·嫩江月考) 为测量“12V5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材：
电源（12V，内阻不计）；

电流表（量程0~0.6A、0~3A，内阻约为0.2Ω）；

电压表（量程0~3V、0~15V，内阻约为15kΩ）；

滑动变阻器（0~20Ω，允许最大电流1A）；

开关一个，导线若干。

实验要求加在小灯泡两端的电压可从零开始调节。
1. （1）如图所示的四个电路图中你认为最合适的是（填选项下的字母）。
2. （2）在本实验中，电流表的量程可选。
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12. 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0～999.9 Ω）和若干导线。

（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为0～50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱（选填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为Ω。

（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图甲所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且做相关计算后一并记录如表。

	1	2	3	4	5	6
R/Ω	93.0	75.0	55.0	45.0	35.0	25.0
I/mA	15.0	18.7	24.8	29.5	36.0	48.0
IR/V	1.42	1，40	1.36	1.33	1.26	1，20

①根据表中数据，图乙中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图乙中，并画出IR-I图线。

②根据图线可得电池的电动势E是V，内阻r是Ω。

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四、解答题

13. 如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v₀ ，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重力．求A、B两点间的电势差．

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14. 如图所示，xOy坐标系中y轴左侧存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，圆心位于坐标原点O，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，y轴右侧存在在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。现将质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从半圆边界上的A点以某初速度沿x轴正向射入磁场，粒子恰能经过原点O进入y轴右侧磁场区，已知A点到x轴的距离为 $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。求：
1. （1）该粒子从A点射入磁场时的初速度大小；
2. （2）该粒子从A点射入磁场到第二次经过y轴时运动的总时间。
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15. 如图所示，平行导轨CD、EF固定在倾角为37°的斜面上，平行光滑导轨FM、DN水平故置，导轨在D、F处平滑连接，导轨间距均为 $\text{[math]}$ m。斜面部分存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为1T，水平部分存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2T。现将金属棒b垂直放置在水平导轨上锁定使其不动，金属棒a从倾斜导轨上由静止释放，释放位置到底端DF的距离 $\text{[math]}$ m，金属棒a滑至DF前已开始匀速运动，且滑至DF时解除对金属棒b的锁定，金属棒a、b沿水平导轨向右运动。已知金属棒a、b的质量均为1kg，电阻分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，金属棒a与倾斜导轨间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力及导轨的电阻，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）金属棒a滑至DF时的速度大小；
2. （2）金属棒b被释放时的加速度大小；
3. （3）从释放金属棒a到金属棒a、b速度相等的整个过程中，金属棒a产生的焦耳热。
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