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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:2024-07-13 浏览次数:64 类型:期末考试
一、单选题
  • 1. (2023高二上·河北期末) 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
  • 2. (2023高二上·河北期末) 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
  • 3. (2023高二上·河北期末) 如图所示,一正方形线圈的匝数为 , 边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在时间内,磁感应强度方向不变,大小由均匀地增大到 , 在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(  )

    A . B . C . D .
  • 4. (2023高二上·河北期末) 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 . , 流过定值电阻R的感应电流由b到d B . , 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
  • 5. (2023高二上·河北期末) 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
二、多选题
  • 6. (2023高二下·宾县月考) 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
  • 7. (2023高二上·河北期末) 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
  • 8. (2023高二上·河北期末) 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
  • 9. (2023高二上·河北期末) 下列所示图像中属于交流电的有(  )
    A . B . C . D .
  • 10. (2023高二上·河北期末) 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
三、实验题
  • 11. (2023高二上·河北期末) 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
  • 12. (2023高二上·河北期末) 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

  • 13. (2023高二上·河北期末) 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与电池组真实的电动势E相比,EE(填“大于”、“小于”或“等于”)
四、解答题
  • 14. (2023高二上·河北期末) 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
  • 15. (2023高二上·河北期末) 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 , 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?
  • 16. (2023高二上·河北期末) 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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