吉林省长春市东北师大附属名校2023-2024学年高二（上）...

更新时间：2024-03-13 浏览次数：11 类型：期末考试

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1. 如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的正上方，当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是（）

A . 伽利略 B . 奥斯特 C . 法拉第 D . 牛顿

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2. 在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为 $\text{[math]}$ 的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（）

A . 人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B . 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C . 断开开关时流过人的电流方向从 $\text{[math]}$ D . 断开开关时线圈中的电流突然增大

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3. (2017高二下·安徽期中)
如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（）

A . 7.5V B . 8V C . $\text{[math]}$ V D . $\text{[math]}$ V

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4. 如图所示电路中， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是平行板电容器的两金属板。先将开关 $\text{[math]}$ 闭合，等电路稳定后将 $\text{[math]}$ 断开，并将 $\text{[math]}$ 板向下移动一小段距离，保持两板间的某点 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 板的距离不变，则下列说法正确的是（）

A . 电容器两极板间电压变小 B . 电容器内部电场强度变大 C . 移动 $\text{[math]}$ 板过程中有电流流过电阻 $\text{[math]}$ 且电流方向向下 D . 若 $\text{[math]}$ 点固定一个负电荷，则负电荷的电势能变小

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5. $\text{[math]}$ 轴上有两点电荷 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的位置坐标分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，附近再无其它电荷。规定无穷远处电势为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，其中 $\text{[math]}$ 位置的电势最低，从图中可看出（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 一定是同种电荷，但不一定是正电荷 B . $\text{[math]}$ 的电荷量小于 $\text{[math]}$ 的电荷量 C . $\text{[math]}$ 轴上电势最低处 $\text{[math]}$ 点的电场强度一定为零 D . 将一正点电荷由 $\text{[math]}$ 点附近的左侧移至右侧，电势能先增大后减小

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6. 在如图甲所示的电路中，电阻 $\text{[math]}$ ，圆形金属线圈半径为 $\text{[math]}$ ，线圈导线的电阻也为 $\text{[math]}$ ，半径为 $\text{[math]}$ 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的关系如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，其余导线的电阻不计。闭合开关 $\text{[math]}$ ，至 $\text{[math]}$ 的计时时刻，电路中的电流已经稳定，下列说法正确的是（）

A . 线圈中产生的感应电动势大小为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时间内流过 $\text{[math]}$ 的电量为 $\text{[math]}$ C . 电容器下极板带负电 D . 稳定后电容器两端电压的大小为 $\text{[math]}$

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7. 某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为 $\text{[math]}$ 的均匀细金属杆 $\text{[math]}$ 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ ，在矩形区域 $\text{[math]}$ 内有匀强磁场， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，方向垂直纸面向外。 $\text{[math]}$ 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。 $\text{[math]}$ 的长度大于 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 中没有电流通过且处于静止时， $\text{[math]}$ 与矩形区域的 $\text{[math]}$ 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当 $\text{[math]}$ 中有电流时，指针示数可表示电流强度。 $\text{[math]}$ 始终在纸面内且保持水平，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法中正确的是（）

A . 当电流表的示数为零时，弹簧的长度为 $\text{[math]}$ B . 标尺上的电流刻度是均匀的 C . 为使电流表正常工作，流过金属杆的电流方向为 $\text{[math]}$ D . 电流表的量程为 $\text{[math]}$

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8. 霍尔元件是把磁学量转换为电学量的电学元件，如图所示某元件的宽度为 $\text{[math]}$ ，厚度为 $\text{[math]}$ ，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的磁场垂直于该元件的工作面向下，通入图示方向的电流 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两侧面会形成电势差 $\text{[math]}$ ，设元件中能够自由移动的电荷带正电，电荷量为 $\text{[math]}$ ，且元件单位体积内自由电荷的个数为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 侧面的电势低于 $\text{[math]}$ 侧面的电势 B . 自由电荷受到的电场力为 $\text{[math]}$ C . C、 $\text{[math]}$ 两侧面电势差与磁感应强度的关系为 $\text{[math]}$ D . 若元件中的自由电荷带负电，其它条件不变，则 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两侧面的电势高低发生变化

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二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9. 对于以下几幅图片所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（）

A . 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B . 图乙中，库仑使用过的扭称装置利用了微小量放大原理 C . 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D . 丁图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服

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10. 某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为 $\text{[math]}$ ，输电线的总电阻 $\text{[math]}$ ，为了减小损耗采用了高压输电。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ，用户获得的电压为 $\text{[math]}$ ，如果某次输电时发电厂的输出功率为 $\text{[math]}$ ，则下列说法中正确的有（）

A . 输电线上的电流为 $\text{[math]}$ B . 降压变压器的输入电压 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ C . 用户获得的功率为 $\text{[math]}$ D . 降压变压器的匝数比为 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$

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11. 如图所示，在 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的区域中，存在磁感应强度大小分别为 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，且 $\text{[math]}$ 。一个带电粒子从坐标原点 $\text{[math]}$ 以速度 $\text{[math]}$ 沿 $\text{[math]}$ 轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值可能正确的是（）

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

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12. (2023·河南模拟) 如图所示，平行虚线M、N间，N、P间有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，每个磁场的宽度均为L。边长为L、质量为m、电阻为R的粗细均匀的单匝金属线框 $\text{[math]}$ 静止在水平面上， $\text{[math]}$ 边离虚线M的距离也为L，用水平拉力F（大小未知）作用在金属线框上，使金属线框在水平面上向右做初速度为零的匀加速直线运动，线框运动过程中 $\text{[math]}$ 边始终与M平行， $\text{[math]}$ 边刚进磁场的一瞬间，受到的安培力大小为 $\text{[math]}$ ，则下列判断正确的是（）

A . 线框运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ B . 线框穿过虚线N的过程中，通过线框导线横截面的电量为0 C . 线框进左边磁场过程中安培力的冲量小于出右边磁场过程中安培力的冲量 D . 线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为 $\text{[math]}$

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三、实验题：本大题共2小题，共18分。

13.
1. （1）某同学利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一工件的直径和长度测量结果分别如图 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 所示，则该工件的直径为 $\text{[math]}$ ，工件的长度为 $\text{[math]}$ 。
2. （2）某同学用指针式多用电表粗略测量金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”插孔中，将选择开关置于“ $\text{[math]}$ ”挡位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。为减小实验误差，该同学应将选择开关置于“ ”位置： $\text{[math]}$ 选填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ” $\text{[math]}$ 重新尝试测量；
3. （3）若用多用电表的“直流电压 $\text{[math]}$ 挡”粗测一干电池的电动势，测量结果如图 $\text{[math]}$ 所示，则由电表读出的该干电池的电动势为 $\text{[math]}$ 。
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14. 某同学把量程为 $\text{[math]}$ 但内阻未知的微安表 $\text{[math]}$ 改装成量程为 $\text{[math]}$ 的电压表，他先测量出微安表 $\text{[math]}$ 的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准电压表，对改装后的电压表进行检测。

该同学利用“半偏法”原理测量微安表 $\text{[math]}$ 的内阻，实验中可供选择的器材如下：
A滑动变阻器 $\text{[math]}$
B滑动变阻器 $\text{[math]}$
C电阻箱 $\text{[math]}$
D电源 $\text{[math]}$ 电动势为 $\text{[math]}$
E电源 $\text{[math]}$ 电动势为 $\text{[math]}$
F开关、导线若干
具体实验步骤如下：
$\text{[math]}$ 按电路原理图甲连接好线路；
$\text{[math]}$ 将滑动变阻器 $\text{[math]}$ 的阻值调到最大，闭合开关 $\text{[math]}$ 后调节 $\text{[math]}$ 的阻值，使微安表 $\text{[math]}$ 的指针满偏；
$\text{[math]}$ 闭合 $\text{[math]}$ ，保持 $\text{[math]}$ 不变，调节 $\text{[math]}$ 的阻值，使微安表 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ；
回答下列问题：
1. （1）为减小实验误差，实验中电源应选用，滑动变阻器应选用 $\text{[math]}$ 填仪器前的字母 $\text{[math]}$ ；
2. （2）由实验操作步骤可知微安表 $\text{[math]}$ 内阻的测量值 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
3. （3）若按照 $\text{[math]}$ 中测量的 $\text{[math]}$ ，将上述微安表 $\text{[math]}$ 改装成量程为 $\text{[math]}$ 的电压表需要串联一个阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻 $\text{[math]}$ ；
4. （4）用图乙所示电路对改装后的电压表进行校对，由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为 $\text{[math]}$ 时，改装电压表中微安表 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ，为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差， $\text{[math]}$ 的阻值应调至 $\text{[math]}$ 结果保留 $\text{[math]}$ 位小数 $\text{[math]}$ 。
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四、简答题：本大题共3小题，共34分。

15. 如图所示，匝数 $\text{[math]}$ 匝、面积为 $\text{[math]}$ 的矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动。已知转轴平行于线圈平面，且线圈从平行于磁场的平面开始转动，磁场磁感应强度 $\text{[math]}$ 。线圈通过理想变压器连接 $\text{[math]}$ 的电阻，变压器的原、副线圈匝数比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ，电流表为理想电流表。
1. （1）求发电机中电动势随时间变化的表达式 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数 $\text{[math]}$ 。
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16. 如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由加速电场区 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板间 $\text{[math]}$ ，直线运动区 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板间 $\text{[math]}$ 和偏转区 $\text{[math]}$ 圆形磁场区域 $\text{[math]}$ 组成。其中平行板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间的加速电压为 $\text{[math]}$ ，平行板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间距为 $\text{[math]}$ ，其间匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 垂直于纸面向外，圆形匀强磁场区域的半径为 $\text{[math]}$ ，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，方向垂直于纸面向里。与圆形磁场具有相同圆心的圆形感光弧面左端开有小孔，该小孔与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板上的小孔在同一直线上。现有一原子的原子核由 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板加速后，沿 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板的中央直线到达圆形磁场区，经磁场偏转后通过打到感光弧面上的位置可以知道粒子的偏转角度 $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。
1. （1）如果原子核的比荷为 $\text{[math]}$ ，求该原子核经加速电场加速后的速度大小；
2. （2）如果原子核的比荷为 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 板间的电势差 $\text{[math]}$ ；
3. （3）求比荷 $\text{[math]}$ 与粒子偏转角度 $\text{[math]}$ 之间的关系 $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 的三角函数表示 $\text{[math]}$ 。
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17. 如图所示的空间内有间距为 $\text{[math]}$ 的两平行金属导轨 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。质量为 $\text{[math]}$ 的光滑金属杆 $\text{[math]}$ 从倾斜轨道上某处由静止滑下。当 $\text{[math]}$ 杆滑至斜面底端 $\text{[math]}$ 时进入水平轨道 $\text{[math]}$ 倾斜轨道与水平轨道平滑连接，且水平轨道足够长 $\text{[math]}$ 。金属杆 $\text{[math]}$ 被锁定在距离斜面底端 $\text{[math]}$ 处 $\text{[math]}$ 未知 $\text{[math]}$ 。空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 。两金属杆长度均略长于导轨宽度，并与导轨接触良好。 $\text{[math]}$ 杆接入导轨中的电阻为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 杆接入导轨中的电阻 $\text{[math]}$ ，导轨电阻不计。已知 $\text{[math]}$ 杆刚滑进水平轨道 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 位置时速度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1） $\text{[math]}$ 杆刚滑进水平轨道 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 位置时 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两端的电压 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若 $\text{[math]}$ 杆在倾斜轨道上下滑过程中回路中产生的电能为 $\text{[math]}$ ，求释放位置距水平面的高度h；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 杆滑至水平轨道时，随即解除对 $\text{[math]}$ 杆的锁定，且 $\text{[math]}$ 杆恰好未与 $\text{[math]}$ 杆发生碰撞。求从 $\text{[math]}$ 杆滑至水平轨道时起，至稳定运动的过程中 $\text{[math]}$ 杆上产生的焦耳热 $\text{[math]}$ ，及 $\text{[math]}$ 杆开始运动时距离斜面底端的初始距离 $\text{[math]}$ 。
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