辽宁省沈阳市重点高中联合体2022-2023高二上学期期末检测物理试题（含解析）考试试卷

沈阳市重点高中联合体2022-2023学年高二上学期期末检测
物理
（满分：100分 考试时间：75分钟）
注意事项：1．答题时，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．答非选择题时，必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上，写在试题卷、草稿纸上无效。
4．考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题，共46分）
一、选择题（其中1—7为单选题，每题4分，8—10为多选题，每题6分，漏选得3分，多选错选不得分）
1．下列说法中正确的是（ ）
A．由可知，B与F成正比，与I、L的乘积成反比
B．由公式可知，电场中某点的电势φ与q成反比
C．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直
D．电场线和磁感线都是客观存在的闭合曲线
2．下列有关量子理论及电磁波的说法中正确的是（ ）
A．为了解释黑体辐射现象，爱因斯坦首先提出了能量量子化的观点
B．处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较高的能级跃迁，放出光子
C．赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．由可知，当电磁波的频率f减小时，它在真空中的波长λ会变短
3．下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，且和磁体转得一样快
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中的涡流产生大量的热，从而使金属熔化
C．丙是回旋加速器的示意图，当增大交流电压时，粒子获得的最大动能也增大
D．丙是回旋加速器的示意图，当粒子速度增大时，在D形盒内运动的周期变小
4．如图所示，A、B是两个相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮
C．断开开关S时，B灯闪亮一下再熄灭
D．断开开关S时，流过B灯的电流方向向左
5．一交流发电机给某一用电器供电，产生的正弦交变电流的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．交变电流的周期为0.01s
B．交变电流的瞬时值表达式为
C在t=0.02s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大
D．若交流发电机线圈的电阻为0.6Ω，则其产生的热功率为30W
6．如图所示，用细绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出并远离的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁体从左侧靠近铝环时，铝环B端为S极
B．磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动
C．磁体从左侧靠近铝环时，铝环向左摆动
D．磁体在右侧远离铝环时，铝环A端为N极
7．如图所示是通过降压变压器给用户供电的电路示意图，变压器到用户端输电线的总电阻为，假设用户端所有用电器均为纯电阻用电器，用图中虚线框中的R表示用户端正在使用的许多用电器的总电阻。已知输入端输入的是正弦交流电且电压恒定，变压器、各电表均为理想器材，当用户端使用的用电器个数增加时，则（ ）
A．用户端总电阻R增大 B．电流表A1的示数减小
C．电压表V2的示数增大 D．用户端电压表V3的示数减小
8．如图所示的匀强电场中，已知场强大小等于100V/m，AB的间距为6cm，则以下说法正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势，A、B、C三点的场强相同
B．A、B两点间的电势差为3V
C．现有一个电荷量为＋q的电荷，第一次该电荷从A点移到B点，电场力做功为W1；第二次该电荷从A点移到C点，然后再移到B点，在这个过程中电场力做功为W2，则
D．若A点电势为零，则B点电势为3V
9．在如图1所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图2所示。则下列说法正确的是（ ）
A．图线乙是电压表V1示数随电流变化的图线，图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线
B．电源内阻为10Ω
C．电源电动势为4V
D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.9W
10．如图所示，两水平虚线1、2之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导线框由虚线1上方无初速地释放，释放瞬间ab边与虚线平行且与虚线1的间距为h，导线框的质量为m、总电阻为r，重力加速度为g。已知cd边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导线框在整个下落过程中不会发生转动。则下列说法正确的是（ ）
A．导线框的ab边与虚线1重合时，克服安培力做功的功率大小为
B．两虚线之间的距离为
C．导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为3mgh
D．导线框完全进入磁场后，做匀加速直线运动
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
二、实验题（每空2分，共16分）
11．（1）如图甲所示是探究“影响感应电流方向的因素”的实验装置。
①如果在闭合开关S时，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么闭合开关S后，将A线圈迅速插入B线圈中，灵敏电流计的指针将______（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
②按照图甲连接好电路，并将A线圈插入B线圈中后，要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______
（填字母）。
A．插入铁芯 B．拔出A线圈
C．滑动变阻器的滑片向右滑动 D．断开开关S瞬间
（2）某同学在做实验时突发奇想，将开关S接在B线圈所在回路，如图乙所示，则在闭合和断开开关时，______（选填“会”或“不会”）产生感应电流，______（选填“能”或“不能”）观察到与图甲电路相同的现象。
12．在探究“变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______（填字母）。
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线细的线圈匝数______（选填“多”或“少”）。
（3）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______。（非理想变压器）
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
（4）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______（填字母）。
A．整体隔离法 B．控制变量法 C．等效替代法
三、计算题（本大题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分）
13．如图所示为示波管的示意图，左边竖直放置的两极板之间有水平方向的加速电场，右边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场。初速度为零的电子经加速电场加速后以速度进入偏转电场并发生偏转，并最终从右侧离开偏转电场。求：（已知电子的质量为m，电荷量为e，偏转极板板长为L，板间距离为d）
（1）电子在偏转电场中运动的时间；
（2）加速电场的加速电压U1；
（3）若电子离开偏转电场时竖直方向运动的距离是，则偏转极板间的电压U2是多大？
14．如图所示，第一象限范围内有垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带负电粒子（不计重力）在xOy平面内经原点O射入磁场中，初速度为v0，且与x轴正方向的夹角为，问：
（1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径是多少？
（2）带电粒子离开磁场时距离O点多远？
（3）带电粒子在磁场中运动的时间多长？
15．如图所示，绝缘水平面上固定有足够长的两平行金属导轨，导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=1.0T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=6.0V、内阻r=1.0Ω的直流电源。现把一个质量m=0.1kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.0Ω，金属导轨的电阻不计。最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度g取10m/s2，求：
（1）导体棒受到的安培力；
（2）导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ；
（3）若将直流电源换成一个电阻为的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒ab由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，求导体棒ab的最大速率。
沈阳市重点高中联合体2022-2023学年高二上学期期末检测
物理参考答案及解析
一、选择题（其中1—7为单选题，每题4分，8—10为多选题，每题6分，漏选得3分，多选错选不得分）
1．C【解析】A．磁感应强度的定义式为，这是比值定义法定义的物理量，磁感应强度B与F、I、L均没有关系，它是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，故A错误；
B．电势是表征电场的能的性质的物理量，仅与电场本身的性质有关，与电场力做功的多少以及试探电荷的电荷量等无关，故B错误；
C．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即垂直于磁场与电流决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直，故C正确；
D．电场线和磁感线都不是真实存在的，是为了形象地描述电场和磁场引入的假想曲线，电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故D错误。
2．C【解析】A．普朗克在研究黑体辐射时首先提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故A错误；
B．原子处于基态是最稳定的，处于激发态的原子由于不稳定会自发地向能量较低的能级跃迁，同时放出光子，故B错误；
C．赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波，故C正确；
D．电磁波在真空中的传播速度都相同，根据可知，当频率f减小时，波长会变长，故D错误。
3．B【解析】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动手柄使蹄形磁体转动时，铝框会同向转动，但铝框比磁体转得慢，故A错误；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内的金属块中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，故B正确；
CD．根据 解得
显然，粒子获得的最大动能与加速电压无关，故C错误；
粒子在形盒内做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有 解得
可知运动周期是一个定值，与粒子的速度大小无关，故D错误。
4．D【解析】AB．由于自感的作用，闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮，故A、B错误；
CD．断开开关时，中产生自感电动势，在A灯、B灯和线圈中重新形成回路，则A灯与B灯同时慢慢熄灭，流过B灯的电流方向向左，故C错误，D正确。
5．D【解析】A．由图像可知，交变电流的周期为故A错误；
B．根据图像可知，交变电流的瞬时值表达式为
所以
故B错误；
C．在时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量变化率最大，穿过交流发电机线圈的磁通量最小，即为零，故C错误；
D．交流电的有效值发电机的发热功率故D正确。
6．A【解析】AC．当磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，则铝环端为极，端为极，铝环向右摆动，故A正确，C错误；
BD．当磁体在右侧远离铝环时，感应电流的磁场阻碍磁体的远离，则铝环端为极，端为极，铝环向右摆动，故B、D错误。
7．D【解析】A．根据并联电路的特点，当用户端使用的用电器个数增加时，用户端总电阻减小，故A错误；
BC．原线圈的电压不变，原、副线圈的匝数比不变，所以副线圈的电压不变，即电压表的示数不变，而副线圈的总电阻减小，由
可得，副线圈的电流增大，根据原、副线圈的电流与匝数的关系可知
所以电流表的示数增大，故B、C错误；
D．由，可知，减小，即用户端电压表的示数减小，故D正确。
8．BC【解析】A．图中A、C两点在同一等势面上，电势相等，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知点的电势高于点的电势，所以点的电势高于点的电势，因三点均处于匀强电场中，A、B、C三点的场强相同，故A错误；
B．A、B两点间的电势差为 故B正确；
C．电场力做功只与初、末位置有关，与路径无关，则电荷从点移到点与从点移到点再移到点电场力做功相等，即有，故C正确；
D．根据若，则故D错误。
9．AD【解析】A．由图1可知，当滑动变阻器的滑动触头从最右端滑到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，故两端的电压增大，即电压表示数增大，所以图线乙表示电压表示数的变化，图线甲表示电压表示数的变化，故A正确；
BC．由图2可知，当只有接入电路时，电路中电流为，电压表的示数为，电阻，则由可得，电源电动势：①；
当滑动变阻器阻值全部接入电路时，两电压表示数之比为，故，由闭合电路欧姆定律可得，电源电动势：②，
联立①②解得：，，故B、C错误；
D．将等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，此时电路中的电流，则滑动变阻器消耗的最大功率：，故D正确。
10．AD【解析】A．设当导线框的边与虚线1重合时，速度为，由，得
则安培力，克服安培力做功的功率为
故A正确；
B．导线框刚全部进入磁场的过程中即边与虚线1重合时，由动能定理得
其中，则克服安培力做的功
设两虚线间的距离为，由题意可得当导线框的边与虚线2重合时，
速度也为，由动能定理可得，解得，故B错误；
C．导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为，故C错误；
D．导线框完全进入磁场后，因无感应电流产生，导线框一定做匀加速直线运动，故D正确。
二、实验题（每空2分，共16分）
11．（1）①向右 ②BCD（选对1个，得1分）（2）不会 不能
【解析】（1）①在闭合开关S时，B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么闭合开关S后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈的磁通量将增大，灵敏电流计的指针将向右偏转；
②A．插入铁芯，B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏转，故A不符合题意；
B．拔出A线圈，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故B符合题意；
C．滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，A线圈中的电流减小，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故C符合题意；
D．断开开关S瞬间，B线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针将向左偏转，故D符合题意。
（2）将开关S接在B线圈所在回路，则在闭合和断开开关时，B线圈的磁通量不变，电路中不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不偏转，不能观察到与图甲电路相同的现象。
12．（1）D（2）多（3）C（4）B
【解析】（1）观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成，故D正确，A、B、C错误。
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
可知，匝数多的线圈通过的电流小，则导线越细，即导线细的线圈匝数多。
（3）若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系
且变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原、副线圈的匝数比为，副线圈的电压为，则原线圈的输入电压为
考虑到实验用的可拆变压器不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压应大于，可能为，故A、B不符合题意，C符合题意。
（4）实验中运用的科学方法是控制变量法，故B正确，A、C错误。
三、计算题（本大题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分）
13．（1）由题意可知，因电子在水平方向做匀速直线运动，电子在偏转电场中运动的时间为
（2）设加速电压为，由动能定理可得，可得
（3）电子在偏转电场中运动时，有
联立以上可解得偏转极板间的电压为
14．（1）根据
可得粒子在磁场中运动的半径为
（2）如图所示，粒子带负电，它将从轴上的点离开磁场，运动方向发生的偏转角
根据几何关系可知，带电粒子离开磁场时，点与点的距离为
（3）带电粒子沿半径为的圆周运动一周所用的时间为
它从点运动到点所用的时间为
15．（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有
导体棒受到的安培力
带入数据解得
根据左手定则可得安培力沿斜面向上。
（2）对导体棒进行受力分析，根据共点力平衡有
由于此时导体棒恰好静止，即为最大静摩擦力，则有
带入数据解得
（3）导体棒沿斜面向下运动时，导体棒相当于电源，根据法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律得
当导体棒达到最大速率时，导体棒受力平衡，则有，解得