重庆市2022-2023学年高二物理上学期期末联考试卷（Word版含答案）

重庆市2022-2023学年（上）期末质量检测高二物理注意事项：1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回；4.全卷6页，满分100分，考试时间75分钟。一、单选题1.下列描述正确的是(    )A.牛顿通过实验测出万有引力常量B.法拉第发现了电流的磁效应C.开普勒提出行星轨道是椭圆的D.安培发现了电流的发热规律2.关于电源电动势，以下说法正确的是(    )A.由电动势E=Wq可知E跟q成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小B.由电动势E=Wq可知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大C.由电动势E=Wq可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定D.以上说法都不对3.有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是(    )A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行4.如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有电流I，电流方向俯视为顺时针方向，一根固定的竖直放置直导线通有向上的电流I，线圈将(    ) A.a端向上，b端向下转动，且向左运动B.a端向上，b端向下转动，且向右运动C.a端向下，b端向上转动，且向左运动D.a端向下，b端向上转动，且向右运动5.将一根质量m=1kg、电阻R=10Ω的长导线绕制成匝数n=200、边长l=20cm的正方形线圈，然后用绝缘线将线圈悬挂起来，如图所示。M、N为线圈竖直边的中点，在MN下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律为B=0.25t(T)， 重力加速度g=10m/s2，则绝缘线上拉力等于零的时刻为A.5sB.25sC.10sD.50s6.矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则(    )A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.2AC.当t=0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J7.关于楞次定律，下列说法中正确的是(    )A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强C.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化8.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当R2的滑动触头P由上端向下滑动的过程中。(    )A.电压表V1、V2的示数增大，电压表V3的示数不变；B.电流表A示数变大，电压表V3的示数变小；C.电压表V2示数与电流表A示数的比值不变；D.电压表V3示数变化量与电流表A示数变化量比值的绝对值不变。二、多选题9.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，在两D形盒左边的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N，每当带正电的粒子从a孔进入时，立即在两板间加上恒定电压，粒子经加速后从b孔射出时，立即撤去电压．粒子进入D形盒中的匀强磁场后做匀速圆周运动．已知D形盒的缝隙间无磁场，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是    A.磁场方向垂直纸面向里B.粒子运动的周期不断变大C.粒子每运动一周直径的增加量越来越小D.增大板间电压，粒子最终获得的最大动能变大10.关于通电直导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是(    )A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关 C.匀强磁场中，将直导线从中点折成直角，安培力的大小可能变为原来的22D.两根通有同向电流的平行直导线之间，存在着相互吸引的安培力11.如图所示，金属棒ab、光滑水平金属导轨和螺线管组成闭合回路。设导轨足够长，棒有一定阻值，导轨、导线电阻不计。给金属棒ab一个初速度v使其在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则下列说法正确的是(    )A.棒b端电势比a端低B.螺线管产生的磁场，A端为N极C.棒最终将做匀速运动D.棒最终将停止运动12.如图所示，半径为r、电阻为R的单匝圆形线框静止于绝缘水平面上，以圆形线框的一条直径为界，其左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向里的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律分别如图乙所示。则0～t0时间内，下列说法正确的A.t02时刻线框中磁通量为零B.线框中电流方向为顺时针方向C.线框中的感应电流大小为πr2B0t0RD.线框受到地面向右的摩擦力为2πB02r3t0R13.如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板右端无初速度放上一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．t=0时对滑块施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力，g取10m/s2.则(    )A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B.滑块开始做匀加速直线运动，再作加速度增大的变加速运动，最后做速度为10 m/s的匀速运动C.木板先做加速度为2 m/s2 的匀加速运动，再做加速度减小的变加速运动，最后做匀速直线运动D.t=1 s时滑块和木板开始发生相对滑动三、实验题14.某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率(图中Rx表示待测金属丝的电阻)。(1)正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径______mm；(2)连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至______。(选填“左端”或“右端”)；(3)实验中发现电压表的量程无法满足实验要求，某同学将量程为4 mA、内阻为120 Ω的灵敏电流计G与阻值为R1的定值电阻串联后，改装成量程为6 V的电压表，则R1=______Ω。(4)用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为Rx，则被测金属丝的电阻率为ρ=______。(用题中所给物理量的字母表示)15.某同学用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度。含有大量一价的正、负离子的导电液体流过水平管道，管道长为l、宽为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板，两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为Rg)连接。管道内始终充满导电液体，忽略导电液体的电阻，液体以恒定速度v通过。闭合开关S，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数。(1)若侧面M导体板带正电，则液体通过管道的方向为___________(选填“自左向右”或“自右向左”)。(2)如图乙所示为灵敏电流表G在某次指针所指的位置，其读数为___________μA。(3)若某次电阻箱接入电路的阻值为R，相应的电流表读数为I，则磁感应强度B= ___________(用题中物理量字母I、R、Rg、d、v表示，且均为国际单位)。四、计算题16.如图所示，电源电动势E=4V，小灯泡L标有“2V，0.4W”。开关S接1，当变阻器调到R=9Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L 和微型电动机M均正常工作，电动机的线圈电阻为RM=1Ω。求：(1)电源的内阻r；(2)正常工作时电动机的输出功率P。17.如图甲所示，光滑平行长直金属导轨固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，导轨间距L=2m，导轨下端接有阻值R=0.5Ω的电阻，一导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化规律如图乙所示；同一时刻，棒在一与导轨平行的外力F的作用下，从导轨上端开始沿导轨向下以v=2.5m/s的速度匀速运动，2s时导体棒恰好运动到a位置．取重力加速度g=10m/s2．(1)求导体棒进入磁场前，回路中的电流；(2)当棒运动到bd位置时，外力F恰好为0，求棒的质量．18.如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨之间接有电动势E=3V，内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好刚要滑动。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，金属导轨电阻不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)ab棒受到的安培力；(2)ab棒与导轨的动摩擦因数μ。 19.如图所示，在虚线框PQNM区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场，对称轴CD两侧的磁场方向相反。MC=CN=2d，PM=4d，一个带正电的粒子由静止开始经电压U1加速后，从MC的中点A垂直边界射入磁场。不计粒子的重力，求：(1)若粒子刚好能从C点离开磁场，带电粒子的比荷是多少；(2)加速电压增大到多大时，粒子将恰好不能从MN边界离开磁场；(3)若使粒子恰好能到达D点，加速电压的可能取值是多少？ 重庆市2022-2023学年（上）期末质量检测高二物理答案及评分标准1.C 2.C 3.B 4.A 5.C 【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势为E=nΔΦΔt=nΔBΔt·l22=200×0.25×0.222V=1V，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针，感应电流的大小为I=ER=110A=0.1A，线圈受到的安培力为F=nBIl，根据左手定则可知安培力的方向竖直向上，当安培力与线圈的重力平衡时，绝缘线上拉力等于零，则F=mg，又B=0.25t(T)，联立可得t=10s。故选C  6.D 【解析】解：A、由法拉第电磁感应定律，则有：E=NΔ⌀Δt=NSΔBΔt可知，由于线圈中磁感应强度的变化率：ΔBΔt=0.2-0.050.3T/s=0.5T/S；为常数，则回路中感应电动势为E=NΔ⌀Δt=2V，且恒定不变，故选项A错误；B、回路中感应电流的大小为I=ER=25A=0.4A，选项B错误；C、当t=0.3 s时，磁感应强度B=0.2 T，则安培力为F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2N=3.2N，故选项C错误；D、1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.42×5×60 J=48 J，选项D正确。故选：D。7.C 【解析】解：根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不会阻碍原磁场的变化：增强或减弱，故A、B、D错误，C正确，故选：C。8.D 【解析】解：AB、由图可知，电路中R1与R2串联接在电源两端，电压表V1测量R1两端的电压，V2测量R2两端的电压，V3测量路端电压；电流表A测干路电流；当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小；则由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，路端电压增大；因R1为定值电阻，故其两端电压减小；总电压增大，故R2两端的电压增大，所以电压表V1示数减小，V2、V3的示数增大。电流表A示数减小，故AB错误；C、V2示数与电流表A示数的比值等于R2，则知V2示数与电流表A示数的比值增大，故C错误。D、由闭合电路欧姆定律可知，U3=E-Ir，则得|△U3△I|=r，保持不变，故D正确。故选：D。由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可求得电路中电流的变化；由欧姆定律可求得电压表示数与电流表示数的比值．本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析，要熟练掌握其解决方法为：局部-整体-局部的分析方法；同时注意部分电路欧姆定律的应用．9.AC  10.CD 11.AD 【解析】解：A、ab棒向右切割磁感线，导体棒中要产生感应电流，根据右手定则，感应电流由b到a，ab棒相当于电源，在电源内部电流由负极流向正极，所以a端相当于电源正极，棒b端电势比a端低，故A正确；B、根据安培定则，螺线管产生的磁场，C端为N极，故B错误；CD、根据左手定则判断可知：金属棒ab受到向左的安培力，向右做减速运动，棒最终将停止运动，故C错误，D正确；故选：AD。12.ACD 【解析】解：A、t02时刻，两部分磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，线框中的磁通量为0，故A正确；B、根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是逆时针，而右边的导线框的感应电流也是逆时针，则整个导线框的感应电流方向为逆时针，故B错误；C、由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生感应电动势正好是两者之和，即为E=2×πr2B02t0=πr2B0t0；再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为I=πr2B0t0R，故C正确；D、由左手定则可知，左、右两侧的导线框均受到向左的安培力，则所受地面的摩擦力方向向右、大小与线框所受的安培力大小相等，即f=B1I⋅2r+B2I⋅2r=2B0Ir=2πB02r3t0R，故D正确。故选：ACD。13.CD 【解析】解：ABC、由于动摩擦因数为0.5，在静摩擦力的作用下，木板的最大加速度为：amax=0.5×0.1×100.2m/s2=2.5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于滑块时，系统一起以a=FM+m=0.60.2+0.1m/s2=2m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，滑块对木板的压力减小，最大静摩擦力减小，f=Ma=0.4N.当最大静摩擦力大于等于0.4N时，木板的加速度不变，当最大静摩擦力小于0.4N，木板的加速度减小，所以木板做的是加速度先不变，后减小。当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时有：Bqv=mg，代入数据得：v=10m/s，此时摩擦力消失，木板做匀速运动，所以A错误，C正确；而滑块在水平方向上受到恒力作用，速度增加，洛伦兹力增大，滑块将做曲线运动，所以B错误；D、当滑块和木板开始发生相对滑动时，木板的加速度恰好为共同的加速度2m/s2，对木板有：f=Ma=0.2×2N=0.4N，再根据f=μ(mg-qvB)解得：v=2m/s，根据v=at可得所以运动的时间为：t=1s所以D正确。故选：CD。14.(1)2.095(2.094～2.097均正确)；(2)左端；(3)1380；(4)πd2Rx4l。  15.(1)自左向右；(2)160；(3)I(R+Rg)dv。  16.解：(1)开关S接1时，小灯泡L正常发光，小灯泡的功率为：PL=ULI可得电路中电流：I=PLUL=0.42A=0.2A根据闭合电路欧姆定律有：E=UL+I(r+R)代入数据解得：r=1Ω(2)开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律有： E=UL+UM+Ir解得电动机的电压：UM=1.8V正常工作时电动机的输出功率：P=UMI-I2RM代入数据解得：P=0.32W。 17.解：(1)磁场区域的面积：S=(22L)2=(22×2)2m2=2m2，由法拉第电磁感应定律得，感应电动势：E1=ΔΦΔt=ΔBSΔt=0.52×2V=0.5V，回路电流：I1=E1R=0.50.5A=1A；(2)导体棒运动到bd位置时，感应电动势：E2=BLv=2.5V，电路电流：I2=E2R=2.50.5A=5A，导体棒受到的安培力：F安培=BI2L=0.5×5×2N=5N，由平衡条件得：mgsinθ=F安培，解得：m=F安培gsinθ=510×sin30∘kg=1kg；答：(1)导体棒进入磁场前，回路中的电流为1A；(2)当棒运动到bd位置时，外力F恰好为0，棒的质量为1kg． 18.解：(1)流过ab的电流I=ER+r=2A　ab受到的安培力大小为F=BIL=0.4N 由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上。 (2)对导体棒受力分析，将重力正交分解，沿导轨方向有F1=mgsin⁡37°=0.24N 即有F1<F根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下受力分析可得由平衡得mgsin 37°+μmgcos 37°=F   解得μ=0.5  19.解：(1)设粒子由静止开始经电压U1加速后进入磁场的速度大小为v1，由动能定理得：qU1=12mv12解得：v1=2qU1m粒子在磁场中做匀速圆周运动，刚好能从C点离开磁场，粒子运动轨迹为半圆，运动半径为：r1=d2由洛伦兹力提供向心力得：qv1B=mv12r1解得：qm=8U1B2d2；(2)粒子恰好不能从MN边界离开磁场的运动轨迹如图1所示，由几何关系得：sinθ=r22r2=12，则θ=30°d=r2+r2cosθ解得：r2=2d2+3由洛伦兹力提供向心力得：qv2B=mv22r2由动能定理得：qU2=12mv22联立解得：U2=16(7-43)U1；(3)粒子恰好能到达D点一种可能的轨迹如图2所示，粒子由D点出磁场的速度方向与CD的夹角α不大于90°由此可知粒子第一次经过CD的位置E点与C点的距离L≥d。由几何关系可得使粒子恰好能到达D点，需满足：(2n-1)L=CD=4d，(n=1、2、3……)因L≥d，故n=1或n=2，这两种可能的轨迹如图3所示，当n=1时，设粒子运动半径为R1，则有：(4d)2+(R1-d)2=R12解得：R1=17d2同理，由qv3B=mv32R1，qU3=12mv32联立解得：U3=289U1当n=2时，L=4d3，设粒子运动半径为R2，则有：L2+(R2-d)2=R22解得：R2=25d18同理，由qv4B=mv42R2，qU4=12mv42联立解得：U4=62581U1。故加速电压的可能取值是289U1和62581U1。答：(1)若粒子刚好能从C 点离开磁场，带电粒子的比荷是8U1B2d2；(2)加速电压增大到16(7-43)U1时，粒子将恰好不能从MN边界离开磁场；(3)若使粒子恰好能到达D点，加速电压的可能取值是289U1和62581U1。