河北省衡水市武强中学2023-2024高二上学期期末考试物理试题(答案)

武强中学 2023-2024 学年度第一学期期末考试
高二物理试题
一.单项选择题(每小题 3 分,共 30 分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.下列说法中正确的是 ( )
A. 变化的磁场不能产生电场 B. 变化的电场不能产生磁场
C. 麦克斯韦证实了电磁波的存在 D. 电磁波能在真空中传播
2.街旁路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,其利用了半导体的( )
A. 压敏性 B. 光敏性 C. 热敏性 D. 三种特性都利用
3.在如图所示的匀强磁场中,已经标出了电流 I和磁场 B以及磁场对电流作用力 F三者的方向,其中错误
的是 ( )
4.长度为 l、通有电流为 I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示。已知磁感应强
度为 B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算正确的是( )
5.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方放置一根通有如图所示电流的直导线,导线与阴极射
线管平行,则电子将( )
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸里偏转 D.向纸外偏转
6.一环形线圈放在匀强磁场中,设第 1s 内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示。若磁感应强度 随
时间 变化的关系如图乙所示,那么第 2s 内线圈中感应电流的大小和方向分别是 ( )
A. 大小恒定,顺时针方向
B. 大小恒定,逆时针方向
C. C. 逐渐增加,逆时针方向
D. 逐渐增加,顺时针方向
7.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒 ab以水平初
速度 v0抛出,设运动的整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒在运
动过程中产生的感应电动势大小将( )
A.越来越大 B.越来越小
C.保持不变 D.无法确定
8.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示。产生的交变电动
势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.t = 0.01 s 时穿过线框的磁通量最小
B.该交变电动势的瞬时值表达式为 e 22 2 cos100t V
C.该交流电的有效值为 22V
D.从计时时刻开始转过90 过程的平均电动势为 22V
9.质谱仪的工作原理示意图如图所示。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内正
交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为 B和 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P
和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S下方有磁感应强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A.该带电粒子带负电
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C B.能通过狭缝 P的带电粒子的速率等于
E
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,粒子的比荷越大
10.如图所示,理想变压器原线圈 cd 两端接入稳定的交流电压,b是原线
圈的中心抽头,s 为单刀双掷开关,滑动变阻器 R 的滑片处于变阻器正中间,电表均为理想电表.下列
说法中正确的是
A. 只将 S 从 a 驳接到 b,电流表的示数将减半
B. 只将 s从 a驳接到 b,电压表的示数将减半
C. 只将滑动变阻器 R 的滑片从中点移到最上端,电流表的示数
将减半
D. 只将滑动变阻器 R 的滑片从中点移到最上端,c d 两端输入的功率将为原来的 1/4
二.不定项选择题(每小题 6 分,共 18 分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部
选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,选错或不答的得 0 分)
11.质量和电荷量都相等的带电粒子M和 N,以不同的速率经小孔 S垂直进入匀强磁
场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电 B.M的速率大于 N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功 D.M的运行时间大于 N的运行时间
12.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN,当 PQ 在外力作用下运动时,
MN 在磁场力的作用下向右运动,则 PQ 所做的运动可能是( )
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
13. 图示有三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为 B,方向分别垂直纸
面向外、向里和向外,磁场宽度均为 L,在磁场区域的左侧边界处,有
一边长为 L 的正方形导体线框,总电阻为 R,且线框平面与磁场方向垂
直,现用外力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时
起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势 E为正,磁感线垂直纸面向里
时的磁通量Φ为正值,外力 F 向右为正。则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势 E、外力 F 和
电功率 P 随时间 t 变化的规律图象的是( )
A. B. C. D.
三、实验题.14 题 8 分 15 题 6 分
14.在“研究电磁感应现象”的实验中,先要按图甲连接,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之
间的关系,接着按图乙将该电流表与线圈 B 连成一个闭合回路,将线圈 A、电池、滑动变阻器和开关
串联成另一个闭合电路,则 S 闭合后将螺线管 A 插入螺线管 B 的过程中,电流表的指针______ (动,
不动),若将线圈 A 放在 B 中不动时,指针_________(动,不动),若将线圈 A 从 B 中抽出,电流表指
针将_______________(动,不动),从该实验的探究可以得到的结论是:只要穿过闭合线圈中的
_________变化,会产生感应电流。
15.如上图所示为大型电子地磅电路图,电源电动势为 E,内阻不计,不称物体时,滑动触头 P 在 A 端,
滑动变阻器接入电路中的有效电阻最大,电流较小;称重物时,在压力作用下滑动触头下移,滑动变
阻器有效电阻变小,电流变大。这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上,就可以读出被称物体的质量,
若滑动变阻器上 A、B间长度为 L,最大阻值为 R0,保护电阻 R 的最大阻值也为 R0,已知两弹簧的总弹
力与形变量成正比,比例系数为 k。
(1)重物重力 G 与电路中电流 I的函数关系
(2)该装置达到最大量程时电流表示数是
四.计算题:要求有必要的文字说明方程何必要的解题步骤 16 题 12 分 17 题 12 分 18 题 14 分
16.如图所示, 在与水平方向夹角为 60°的光滑金属导轨间有一电源, 在
相距 1 m的平行导轨上放一质量m=0.3 kg的金属棒 ab, 通以从 b→a、I=3 A
的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止
(g=10 m/s2)。求:
(1)匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)ab棒对导轨的压力的大小。
17.如图所示,水平放置的两平行金属导轨相距 l=0.50 m,左端接一电阻 R=0.20 Ω,磁感应强度
B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,导体棒 ac(长为 l)垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿
导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒 ac以 v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,
求:
(1)ac棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持 ac棒做匀速运动的水平外力的大小和方向
18.如图所示,一带电粒子(重力忽略不计)质量为 m=2.0×10-11kg、电荷量 q=+1.0×10-5C,从静
止开始经电压为 U1=100V 的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,粒子射出电场时的
偏转角 =60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,粒子射出磁场时的偏
转角也为 =60°,已知偏转电场中金属板长 L=2cm,圆形匀强磁场的半径R 10 3cm,求:
(1)带电粒子经 U1=100V 的电场加速后的速率;
(2)两金属板间偏转电场的电场强度 E;
(3)匀强磁场的磁感应强度的大小。
一.选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
D B C A B B C C D C AB BC ABD
Ekl E
二.14.动 不动 动 磁通量 15. (1)G=2kL- (2)
IR0 R0
三.16.(1)金属棒 ab 静止,受力情况如图所示,mgsin 60°=IlBcos 60°,
mgtan 60° 0.3×10× 3
解得 B= = T≈1.73 T。
Il 3×1
(2)根据平衡条件及牛顿第三定律得,金属棒 ab 对导轨的压力为:
mg 0.3×10
FN′=FN= = N=6 N。
cos 60° 1
2
17.(1)ac棒垂直切割磁感线,产生的感应电动势的大小 E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V。
(2) E 0.80回路中感应电流的大小 I= = A=4.0 A
R 0.20
由右手定则知,ac棒中的感应电流由 c流向 a。
(3)ac棒受到的安培力大小 F 安=BIl=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N,
由于导体棒匀速运动,水平方向受力平衡,则 F 外=F 安=0.80 N。
18.试题分析:(1)带电粒子经加速电场加速后速度为 v1,根据动能定理:
qU = mv 21 1 v1= =1.0×104 m/s
(2) v2=at ,E 3 104N /C
(3)设带电粒子进磁场时的速度大小为 v,则 v= =2.0×104 m/s
r=Rtan 60°=0.3 m 由 ,得

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