福建省宁德市2022-2023学年高二上学期物理居家检测试卷

更新时间：2023-01-31 浏览次数：40 类型：期末考试

一、单选题

1. (2018高二下·烟台期中) 如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。已知电源电动势恒定，内阻不能忽略，指示灯L灯丝电阻不变，电流表为理想电表。下列说法中正确的是（）

A . 当油箱内油面下降时，电源的效率减小 B . 当油箱内油面下降时，电流表示数增大 C . 油箱内的油越多，指示灯L越暗 D . 油箱内的油越多，电源总功率越大

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2. 一个带绝缘底座的空心金属球A带有 $\text{[math]}$ 的正电荷，其上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有 $\text{[math]}$ 的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为（　　）

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

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3. (2022高二上·河西期中) 我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（　　）

A . 电势的大小为 $\text{[math]}$ B . 场强的大小为 $\text{[math]}$ C . 人从 $\text{[math]}$ 沿着圆弧走到 $\text{[math]}$ 会发生触电 D . $\text{[math]}$ 间距离等于2倍 $\text{[math]}$ 间距离

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4. 如图所示是一种新型节能路灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　）

A . 太阳能电池板将太阳能转化为电能 B . 小风扇是用来给太阳能电池板散热的 C . 小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能 D . 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能

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二、多选题

5. 某同学将四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和两个电压表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。已知电流表 $\text{[math]}$ 的量程大于 $\text{[math]}$ 的量程，电压表 $\text{[math]}$ 的量程小于 $\text{[math]}$ 的量程，改装好后把它们按如图所示的接法连入电路，则（　　）

A . 电流表 $\text{[math]}$ 的示数等于电流表 $\text{[math]}$ 的示数 B . 电流表 $\text{[math]}$ 指针的偏转角等于电流表 $\text{[math]}$ 指针的偏转角 C . 电压表 $\text{[math]}$ 的示数小于电压表 $\text{[math]}$ 的示数 D . 电压表 $\text{[math]}$ 指针的偏转角小于电压表 $\text{[math]}$ 指针的偏转角

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6. 如图所示，一圆环水平放置，圆心为O，其上放置四个电荷量相等的点电荷，这四个点电荷处于互相垂直的两直径的两端，一直径两端的电荷均为正电荷，另一直径两端的电荷均为负电荷。 $\text{[math]}$ 为圆环的中轴线，且 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点关于O点对称，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　）

A . O点处的电场强度为零 B . 电子从 $\text{[math]}$ 点沿直线移至O点的过程中电势能减小 C . $\text{[math]}$ 上各点的电势均为零 D . 质子从 $\text{[math]}$ 点沿直线移至O点的过程中所受电场力一直减小

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7. (2023高二上·大连期末) 一个六边形导线框放在匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示， $\text{[math]}$ 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。则在0~5s时间内，下列描述线框中的感应电流I（规定顺时针方向为正方向）、ab边所受安培力F（规定垂直ab沿纸面向右为正方向）随时间t变化的图像正确的是（　　）

A . B . C . D .

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8. 在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（）

A . 图线a表示的是电压表V₃的示数随电流表A示数变化的情况 B . 图线c表示的是电压表V₂的示数随电流表A示数变化的情况 C . 此过程中电压表V₁示数的变化量ΔU₁和电流表A示数变化量ΔI的比值变大 D . 此过程中电压表V₃示数的变化量ΔU₃和电流表A数变化量ΔI的比值不变

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三、实验题

9. 某同学要测量一节电池的电动势和内阻，除了被测干电池，实验室提供的器材还有：
A．电流计G（满偏电流 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）
B．电流表A（ $\text{[math]}$ ，内阻未知）
C．滑动变阻器 $\text{[math]}$
D，电阻箱 $\text{[math]}$
E．开关S与导线若干
1. （1）该同学根据实验室提供的器材设计实验电原理图如图甲所示，请根据电原理图将图乙的实验实物连接完整．
2. （2）实验将电流计与电阻箱串联，将电流计改装成 $\text{[math]}$ 量程的电压表，则电阻箱接入电路的阻值 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；连接好电路后，闭合电键前，应将图乙中滑动变阻器的滑片P移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电流计的读数 $\text{[math]}$ ，电流表的读数 $\text{[math]}$ ，作出 $\text{[math]}$ 图像，如图丙所示，忽略改装后的电压表分流对测量结果的影响，测得该电池的电动势 $\text{[math]}$ V，内阻为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ．（结果均保留3位有效数字）
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10. “碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。用天平测量两个小球的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是两个实验小组的实验情况：
1. （1）实验小组甲的实验装置如图1所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的O点与小球的球心等高。实验时，先让入射球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上A位置静止释放；然后把被碰小球 $\text{[math]}$ 静置于轨道的水平部分，再将入射小球 $\text{[math]}$ ，从斜轨上A位置静止释放，与小球 $\text{[math]}$ 相撞，多次重复操作，得到两球落在竖直屏上的平均落点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的高度 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为。（用上述步骤中测量的量表示）
2. （2）实验小组乙的实验装置如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在斜面上的平均落点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，用刻度尺测量斜面顶点到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。
  则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为。（用上述步骤中测量的量表示）
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11. 某高二学习小组在学习自感电动势时了解到自感电动势 $\text{[math]}$ ，教材中称自感系数L与线圈的大小、形状、圈数、以及是否有铁芯等因素有关。他们决定探究一下这个结论。查阅资料知道，长且直的密绕的螺线管内部磁场可以看成匀强磁场：B＝µ₀nI，µ₀为常数，I为螺线管中电流， $\text{[math]}$ 是单位长度上的线圈匝数，l是螺线管长度，N为线圈总匝数。
1. （1）他们首先用霍尔材料来探究螺线管内磁场是否为匀强磁场。如图所示，R₁和R₂是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的金属导体（二者单位体积内所含的自由电子数相同），但R₁的尺寸比R₂的尺寸大。将两导体同时放置在同一匀强磁场B中，磁场方向垂直于两导体正方形表面，在两导体上加相同的电压，形成图所示方向的电流；电子由于定向移动，会在垂直于电流方向受到洛伦兹力作用，从而产生霍尔电压，当电流和霍尔电压达到稳定时，下列说法正确的是（）
  
  A . R₁中的电流大于R₂中的电流 B . R₁中的电流等于R₂中的电流 C . 霍尔电压和图中通过的电流I成正比，和图中竖直向上的磁感应确定B成正比 D . R₁中产生的霍尔电压等于R₂中产生的霍尔电压
2. （2）根据理论推导，他们决定保持图1左右两侧的电流不变，在图1前后表面连接电压表测定霍尔电压，请你用导线将电源、滑动变阻器，毫安电流表连好电路，来控制霍尔元件中电流，两块表都使用较小量程.
3. （3）用该电路测量出多组数据，得到下图所示的B—x图象（x为螺线管中点开始的水平距离）则除去边缘外（填可以、不可以）验证管内磁感应强度公式B＝µ₀nI正确。
4. （4）最后，请根据法拉第电磁感应定律推导出长且直的螺线管的自感系数。设螺线管内部磁场为匀强磁场：B＝µ₀nI，µ₀为常数，I为螺线管中电流， $\text{[math]}$ 是单位长度上的线圈匝数，l是螺线管长度，N为线圈总匝数。设每匝线圈包围的面积为s，螺线管总长度为l，螺线管体积V＝sl，则自感系数L表达式正确的是（）
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
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12. (2023高二上·大连期末) 某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。操作步骤如下：
①为避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧；

②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关旋转到10mA档；

③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转；

④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。

请回答下列问题：
1. （1）在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是（选填“a”、“b”或者“c”）；
2. （2）可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的（选填“A”或“B”）所示；
3. （3）若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏角（选填“越大”或“越小”）。
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四、解答题

13. 如图甲所示，足够长的两金属导轨MN、PQ水平平行固定，两导轨电阻不计，且处在竖直向上的磁场中，完全相同的导体棒a、b垂直放置在导轨上，并与导轨接触良好，两导体棒的电阻均为R=0.5Ω，且长度刚好等于两导轨间距L，两导体棒的间距也为L，开始时磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，当t=0.8s时导体棒刚要滑动。已知L=1m，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：
1. （1）每根导体棒与导轨间的滑动摩擦力的大小及0.8s内整个回路中产生的焦耳热；
2. （2）若保持磁场的磁感应强度B=0.5T不变，用如图丙所示的水平向右的力F拉导体棒b，刚开始一段时间内b做匀加速直线运动，每根导体棒的质量为多少？导体棒a经过多长时间开始滑动？
3. （3）在a、b两棒之间的PQ导轨上串联一保险丝，保险丝是一根长为L₀ ，半径为r的极细圆柱形状的金属丝（r远远小于L）其电阻率较小为ρ_f ，设熔断电流为I，近代物理发现，热的物体会辐射能量，辐射功率可以表示为 $\text{[math]}$ ，其中T为物体温度，A为物体表面积，σ为一常数，当保险丝达到熔点就会熔断，求保险丝的半径r表达式（用I、L₀、ρ_f、T、σ表示）
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14. (2023高二上·大连期末) 某种质谱仪的原理如图所示。两平行金属板之间有如图所示大小为E的匀强电场，还有方向垂直纸面、磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场（图中未画出）。半径为R的圆形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。接收器P安放在与圆形磁场同圆心O的弧形轨道上，A、C、O、D在同一直线上，OP与OD的夹角为 $\text{[math]}$ 。若带电粒子恰能从A点沿直线运动到C点，再进入圆形磁场中，不计粒子的重力。求：
1. （1）匀强磁场 $\text{[math]}$ 的方向以及粒子到达C点时的速度大小；
2. （2）用此仪器分析某元素的两种同位素（电荷量相同，质量不同），接收器分别在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的位置上接收到了粒子，则它们的比荷之比为多大。
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15. (2023高二上·大连期末) 如图所示，两条足够长的金属导轨水平放置，相距为L，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，导轨左端接一电阻R。将长为L的金属杆CD置于导轨上，质量为m，电阻为r，与水平导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 。现给金属杆一个水平向右的初速度为v，杆在运动距离x后停下，运动过程中杆与导轨始终保持垂直且接触良好。重力加速度为g，不计导轨电阻，求：
1. （1）刚开始运动时金属杆CD加速度大小，比较C、D两点电势高低；
2. （2）整个过程中电阻R上产生的焦耳热和流经R的电量；
3. （3）整个过程中金属杆CD运动所用的时间。
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