河北省保定市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末調(diào)研考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研考試高二物理試題一、單項選擇題：本題共7小題，每題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場中有平行金屬導(dǎo)軌，上面放置兩根與導(dǎo)軌接觸良好的金屬棒，下列情境中一定能夠使得金屬棒中產(chǎn)生電流的是（）A.金屬棒同時等速向右勻速運(yùn)動B.金屬棒同時分別向左向右做等速率運(yùn)動C.金屬棒同時由靜止向右做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動D.磁感應(yīng)強(qiáng)度緩慢增大的同時金屬棒逐漸緩慢靠攏【答案】B【解析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流。A．若金屬棒同時等速向右勻速運(yùn)動，穿過導(dǎo)體回路中的磁通量沒有發(fā)生變化，因此沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；B．若金屬棒同時分別向左向右做等速率運(yùn)動，穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量增加，因此一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；C．若金屬棒同時由靜止向右做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動，穿過導(dǎo)體回路的磁通量沒有發(fā)生變化，因此沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；D．若磁感應(yīng)強(qiáng)度緩慢增大的同時金屬棒逐漸緩慢靠攏?？赡芮『帽３执磐坎蛔儯虼艘膊灰欢óa(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤。故選B。2.麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預(yù)言了電磁波存在，1886年，赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論。下列說法中符合科學(xué)實際的是（）A.周期性變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場B.均勻變化的磁場不能產(chǎn)生電場C.電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度D.電磁波傳播過程中，電場和磁場是獨立存在的，沒有關(guān)聯(lián)【答案】C【解析】A．周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，A錯誤；B．均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，B錯誤；C．電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度，C正確；D．電磁波傳播過程中，電場激發(fā)磁場，磁場激發(fā)電場，兩者是相互關(guān)聯(lián)的，D錯誤。故選C。3.如圖所示，間距相等的三個位置各有一垂直紙面的長直導(dǎo)線，均通有大小相等的電流，導(dǎo)線長度相等，電流方向如圖所示。下列說法中正確的是（）A.位置導(dǎo)線給位置導(dǎo)線施加的安培力方向豎直向下B.位置導(dǎo)線給位置導(dǎo)線施加的安培力方向水平向右C.位置導(dǎo)線給位置導(dǎo)線施加的安培力方向水平向左D.三根導(dǎo)線受到的安培力的合力大小均相等【答案】C【解析】AB．根據(jù)安培定則可知，P位置導(dǎo)線在N位置磁場方向向下，根據(jù)左手定則，P位置導(dǎo)線給N位置導(dǎo)線施加的安培力方向水平向左，故AB錯誤；C．根據(jù)安培定則可知，M位置導(dǎo)線在N位置磁場方向向下，根據(jù)左手定則，M位置導(dǎo)線給N位置導(dǎo)線施加的安培力方向水平向左，故C正確；D．設(shè)相鄰導(dǎo)線間產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為B，則MP之間產(chǎn)生的場強(qiáng)小于B，根據(jù)場強(qiáng)的疊加可知位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)導(dǎo)線通有大小相等的電流，導(dǎo)線長度相等，根據(jù)三根導(dǎo)線受到的安培力的合力大小不相等，故D錯誤。故選C。4.真空中某電場的電場線和等勢線如圖所示，為電場中兩點，下列說法正確的是（）A.A點電場強(qiáng)度小于點電場強(qiáng)度B.A點電勢低于點電勢C.把一電荷從A點移動到點，電場力一定做負(fù)功D.把一電荷從A點移動到點，電場力一定做正功【答案】B【解析】A．電場線的疏密反映了場強(qiáng)的大小，電場線越密集，場強(qiáng)越大。因此A點的場強(qiáng)大于B點的場強(qiáng)，A錯誤；B．沿著電場線電勢逐漸降，因此A點電勢低于B點的電勢，B正確；CD．把正電荷從A點移到B點，電場力作負(fù)功；把負(fù)電荷從A點到B點，電場力做正功，C、D錯誤。5.2022年11月23日由三峽集團(tuán)研制的單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功下線，該機(jī)組是目前全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡易模型如甲圖所示，某興趣小組自制了一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗中葉輪帶動線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的圖像如圖乙中所示，則下列說法中正確的是（）A.甲圖線圈在磁場中位置時產(chǎn)生的電流最大B.電流的有效值為C.電流的頻率為D.電流的瞬時值表達(dá)式為【答案】C【解析】A．圖示位置恰好為中性面，此時感應(yīng)電流為零，A錯誤；B．電流的有效值為B錯誤；C．由于周期為0.2s，因此頻率為，C正確；D．電流的瞬時值表達(dá)式為D錯誤。故選C。6.如圖所示，將一帶電小球A通過不可伸長的絕緣細(xì)線懸掛于點。有兩種方案可使細(xì)線偏離豎直方向角：（1）可在點正下方的點放置電荷量為的點電荷，且連線垂直于；（2）可在點右側(cè)點放置電荷量為的點電荷，且為等邊三角形。則為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】第（1）種情況對小球進(jìn)行受力分析，沿著AB方向上第（2）種情況對小球進(jìn)行受力分析，沿水平和豎直方向正交分解可得故選B。7.仿真遙控塔式旋臂起重機(jī)兒童玩具利用電動機(jī)提升重物，電動機(jī)所在電路如圖所示，閉合開關(guān)，電動機(jī)卡死，電壓表的示數(shù)為；電動機(jī)正常工作時，電壓表的示數(shù)為，已知電源電動勢，內(nèi)阻，電阻，下列說法正確的是（）A.電動機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為B.電動機(jī)內(nèi)部線圈的電阻為C.電動機(jī)正常工作時電流為D.電動機(jī)正常工作時消耗的電功率為【答案】B【解析】AB．電動機(jī)卡死，根據(jù)閉合電路歐姆定律解得根據(jù)歐姆定律解得故A錯誤，B正確；C．電動機(jī)正常工作時電流為故C錯誤；D．電動機(jī)正常工作時的電壓電動機(jī)正常工作時消耗的電功率為故D錯誤。故選B。8.隨著手機(jī)無線充電技術(shù)的革新，現(xiàn)在已有一臺無線充電器同時給兩部手機(jī)充電的技術(shù)，相當(dāng)于有兩個副線圈的變壓器，如圖所示（線圈中有鐵芯未畫出）。若無線充電器中的送電線圈匝數(shù)為，所接電源電壓為，電流為，輸入功率為，而兩臺手機(jī)中的受電線圈（完全相同）匝數(shù)為，電壓為，電流為，輸出功率為。若不計線圈的電阻和磁通量損失，則以下關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】AB．根據(jù)能量守恒，輸入功率等于輸出總功率，即故A錯誤，B正確；C．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知故C正確；D．根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可知故D錯誤。故選BC。9.真空中存在著如圖所示的相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，一質(zhì)量為，電荷量為的帶負(fù)電小球恰能在此空間中做直線運(yùn)動，觀察到某時刻小球速度的方向如圖中所示。重力加速度為，下列說法中正確的是（）A.小球做勻速直線運(yùn)動 B.小球做勻變速直線運(yùn)動C. D.【答案】ACD【解析】AB．若小球不做勻速直線運(yùn)動，速度大小在改變，小球受到的洛倫茲力大小在改變，由于小球所受電場力和重力不變，故可知小球所受合外力在改變，合外力與速度方向不可能一直在同一直線上，即不可能在此空間中做直線運(yùn)動，故小球一定做勻速直線運(yùn)動，故A正確，B錯誤；CD．小球做勻速直線運(yùn)動，受力分析如下圖所示聯(lián)立解得故CD正確。10.在與紙面平行的勻強(qiáng)電場中有三個點，長為L，，。將一電荷量為的點電荷從A點移動到B點，靜電力做功為，再從B點移動到點，靜電力做功為，下列判斷正確的是（）A.點電荷在三點電勢能大小關(guān)系為B.點電荷在三點電勢能大小關(guān)系為C.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為D.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為【答案】BC【解析】AB．電場力做正功，電勢能減小，電場力做負(fù)功，電勢能增加，因此而從A移動到C，電場力做功為零，因此A、C兩點電勢能相等，A錯誤，B正確；CD．A、C所在的平面為等勢面，等勢面與電場線垂直，可知電場線的方向沿BC方向，根據(jù)可知C正確，D錯誤。三、非選擇題：共54分．11.某實驗小組設(shè)計實驗來測量并排放在一起的蹄形磁鐵磁極間中部區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。所用器材有：兩個完全相同絕緣彈簧（勁度系數(shù)為）、銅棒、干電池組、滑動變阻器、電流表、刻度尺、導(dǎo)線、開關(guān)等。實驗的主要步驟如下：①將銅棒與兩根彈簧如圖連接，并水平懸掛在鐵架臺上；②用刻度尺測量每根彈簧的長度；③用導(dǎo)線將銅棒左端與電路點連接，右端與點連接；④將蹄形磁體固定在水平桌面上，兩個磁極豎直向上，調(diào)節(jié)鐵架臺的高度，將銅棒全部置于磁極間的中部區(qū)域某位置，并使得磁場方向垂直銅棒，示意圖如圖所示；⑤閉合開關(guān)，銅棒穩(wěn)定后用刻度尺測量彈簧此時的長度，記錄此時電流表的示數(shù)。（1）為了測出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，還需要測量以下哪些物理量_____________。A．每個彈簧的自然長度B．銅棒的質(zhì)量C．銅棒的長度D．銅棒的電阻E．重力加速度（2）根據(jù)實驗過程中測量的數(shù)據(jù)，可得到磁鐵磁極間中部區(qū)域該位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小___________?！敬鸢浮浚?）C（2）【解析】（1）[1]為了計算安培力，得需要銅棒的長度，其他不需要，故選C。（2）[2]設(shè)彈簧原長為l0，未放磁鐵平衡時放磁鐵平衡時聯(lián)立解得12.某同學(xué)做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗，選用的器材有：A．電流表（，內(nèi)阻約）B．電壓表（，內(nèi)阻約）C．滑動變阻器D．電源E．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干已知小燈泡規(guī)格“，實驗時要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，為了盡可能準(zhǔn)確地測量，該同學(xué)設(shè)計了實驗電路并用導(dǎo)線連接器材，圖1實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。（1）請用筆畫線表示導(dǎo)線，補(bǔ)充完成圖1中實物間的連線__________。（2）實驗得到小燈泡伏安特性曲線如圖2所示．請根據(jù)圖像描述小燈泡燈絲電阻的變化特點：_____________。（3）由伏安特性曲線可知，小燈泡不通電時電阻約__________。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）（2）電流較小時，小燈泡電阻幾乎不變，電流逐漸增大，小燈泡電阻逐漸增大（3）4.7或4.8或4.9【解析】（1）[1]實驗時要求電壓從0開始調(diào)節(jié)，所以電路用分壓接法，小燈泡的電阻根據(jù)，電路為外接，實物如下圖（2）[2]根據(jù)圖像可知，斜率的倒數(shù)為小燈泡燈絲電阻，則變化特點為電流較小時，小燈泡電阻幾乎不變，電流逐漸增大，小燈泡電阻逐漸增大（3）[3]根據(jù)圖像可知，小燈泡不通電時電阻約為13.光滑水平面上有一個電阻為、邊長為的正方形單匝金屬線框，以的速度勻速穿過勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁場方向垂直水平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁場的寬度超過線框的邊長。（1）線框進(jìn)出磁場都需要施加一水平向右的作用力，求的大??；（2）線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）1N；（2）1J【解析】（1）根據(jù)題意可知，線框勻速穿過磁場，受力平衡，則有又有，代入數(shù)據(jù)可得（2）根據(jù)題意，由能量守恒定律有代入數(shù)據(jù)可得14.如圖所示，真空中某區(qū)域存在一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度為，方向豎直向上，磁場方向垂直于紙面向外．一帶正電的粒子從點射入電磁場區(qū)域恰好能做勻速圓周運(yùn)動，已知帶電粒子電荷量為，在入射點的速度方向與電場方向夾角為，大小為，一段時間后粒子經(jīng)過點的水平線的某位置（圖中未畫出），點到點的距離為．重力加速度為，求：（1）帶電粒子的質(zhì)量；（2）磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和帶電粒子第一次運(yùn)動到點所用的時間。【答案】（1）；（2），【解析】（1）粒子恰能做勻速圓周運(yùn)動，重力與電場力平衡可得（2）洛倫茲力提供粒子圓周運(yùn)動向心力由幾何關(guān)系可知聯(lián)立可得設(shè)粒子圓周運(yùn)動周期為T，則粒子從O點到P點所用時間滿足：聯(lián)立可得15.如圖所示，兩平行正對水平放置的金屬板通過導(dǎo)線與兩平行金屬導(dǎo)軌連接，金屬板間距和板長均為，導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌右端接入阻值為的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)軌某部分存在垂直導(dǎo)軌平面、方向相反的連續(xù)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，它們寬度相同，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為．阻值為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌，與導(dǎo)軌保持良好接觸，在外力作用下保持勻速直線運(yùn)動。（1）導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅰ時，從上極板中間小孔豎直向下射入一帶正電小球，質(zhì)量為，電荷量為球剛好能做勻速運(yùn)動，同時從金屬板左端的點沿極板間中心線平行于極板射入另一帶正電小球，質(zhì)量為，電荷量為，經(jīng)過一段時間兩球在下極板中間小孔處相遇，金屬棒還在磁場Ⅰ區(qū)．已知重力加速度為，忽略電容器邊緣效應(yīng)以及充放電時間、兩小球之