2022-2023学年天津市益中学高二(上)期末物理试卷(含答案解析)

2022-2023学年天津市益中学高二（上）期末物理试卷1. 如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上。

已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ。

当导轨所在空间加如图所示的磁场时，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况是( )A. B.C. D.2. 如图所示，某老师上课做演示实验时，用绳吊起一个铝环，用手拿住磁铁使其N极去靠近铝环。

下列说法正确的是( )A. 铝环有扩大的趋势B. 铝环将会远离磁铁C. 从A向B看，铝环中有顺时针方向电流D. 铝环中的电能是凭空产生的3. 如图甲所示，匝数n=200，面积S=0.03m2，电阻r=1Ω的圆形线圈外接一个阻值R= 3Ω的电阻，线圈内有一垂直线圈平面向里的圆形磁场，圆形磁场的面积是圆形线圈面积的2，3磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。

下列说法正确的是( )A. 流经电阻R的电流方向向下B. 线圈中产生的感应电动势E=6VC. 电阻R的功率为6.75WD. 系统在0.35s内产生的焦耳热为1.40J4. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，金属棒做平抛运动，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( )A. 越来越小B. 越来越大C. 保持不变D. 无法判断5. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。

若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。

则( ) A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B. 回路中感应电流大小不变，为BL 2ω2RC. 回路中感应电流方向不变，为D→C→R→DD. 回路中有周期性变化的感应电流6. 如图所示，在半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，ab是圆的直径，磁场的磁感应强度为B，一质量为m、带电量为q的粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30∘角时，恰好从b点飞出磁场，则粒子在磁场中运动的时间为( )A. 2πR3v B. 2πRvC. 2πmqBD. πm6qB7. 关于下列四幅图的说法正确的是( )A. 图甲是回旋加速器的示意图，带电粒子获得的最大动能与回旋加速器的半径有关B. 图乙是电磁流量计的示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是发电机的正极C. 图丙是速度选择器的示意图，若带正电的粒子(不计重力)能自左向右沿直线匀速通过速度选择器，则带负电的粒子(不计重力)不能自左向右沿直线匀速通过速度选择器D. 图丁是质谱仪的示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S说明粒子的比荷越大8. 如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab 边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律( )A. B.C. D.9. 一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则( )A. 该微粒带正电B. 带电微粒沿逆时针旋转C. 带电微粒沿顺时针旋转D. 微粒做圆周运动的速度为gBrE10. 如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为−q 的小球穿在足够长的倾斜固定绝缘的直杆上由静止开始向下运动，小球与杆间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ，重力加速度为g，则下列说法中正确的是( )A. 直杆对小球的弹力方向不变B. 直杆对小球的摩擦力先增大后减小C. 当小球的速度为v=mgcosθ时，小球运动的加速度最大qBD. 小球的最大速度为mg(sinθ+μcosθ)μqB11. 图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。

该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡(1)图(a)中的B端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接；(2)关于R6的使用，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。

A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω，R4=______Ω(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。

若此时B端是与“3”相连的，则读数为______。

12. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。

蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。

除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A.电压表(V)(量程2V)B.电流表(A1)(量程0.6A)C.电流表(A2)(量程3A)D.定值电阻R0(阻值3Ω，额定功率4W)E.滑动变阻器R1(阻值范围0∼20Ω，额定电流1A)F.滑动变阻器R2(阻值范围0∼2000Ω，额定电流0.1A)(1)电流表应选______(填器材前的字母代号)。

(2)根据实验数据作出U−I图象(如图乙所示)，则蓄电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω；(结果保留到小数点后两位)。

(3)这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是______。

A.电压表有分流作用是造成系统误差的原因，增大R V可以减小这种误差B.电流表有分压作用是造成系统误差的原因，减小R A可以减小这种误差C.实验测出的电动势小于真实值D.实验测出的内阻大于真实值13. 如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q。

在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与y 轴正向相同，在d<y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里。

粒子离开电场上边缘y=d时，能够到达的最右侧的位置为(1.5d,d)。

最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场(不计粒子重力以及粒子间的相互作用)。

求：(1)电场强度E；(2)磁感应强度B；(3)再次进入电场前，粒子在磁场中运动的最长时间t m。

14. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有阻值为R的电阻，虚线PQ以下有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，将一根金属棒从PQ上方x0处由静止释放，金属棒进入磁场后再运动距离d开始匀速滑下，已知金属棒的质量为m，阻值也为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，求：(1)金属棒刚进入磁场时，流过电阻R的电流大小；(2)金属棒匀速运动时的速度大小；(3)金属棒从静止到刚开始匀速下滑的过程中，金属棒上产生的热量。

(4)金属棒从静止到刚开始匀速下滑的过程中，金属棒上流过的电量。

答案和解析1.【答案】B【解析】解：导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况，需要安培力有沿斜面向上的分量A.根据左手定则，A选项的安培力水平向左，不符合题意，故A错误；B.根据左手定则，B选项的安培力竖直向上，符合题意，故B正确；C.根据左手定则，C选项的安培力竖直向下，不符合题意，故C错误；D.根据左手定则，D选项的安培力水平向左，不符合题意，故D错误；故选：B。

本题根据平衡条件、左手定则，结合选项，即可解答⋅。

本题考查学生对平衡条件、左手定则的掌握，难度不高，比较基础。

2.【答案】B【解析】解：AB、磁铁靠近铝环，铝环中的磁通量变大，根据楞次定律可知，要想阻碍铝环中磁通量变化，铝环会有缩小趋势，且远离磁铁，故A错误，B正确；C、磁铁N极靠近铝环，铝环中磁感线方向向右，磁通量增大，根据楞次定律及右手螺旋定则可知，要想阻碍磁通量变化，铝环中应产生逆时针方向电流(从A向B看)，故C错误；D、能量是守恒的，不可能凭空产生，故D错误。

故选：B。

明确楞次定律两种表述的应用，明确无论是哪个磁极靠近铝环，都会使通过铝环的磁通量增加，结合楞次定律可得铝环的运动方向以及感应电流的磁场方向。

本题考查楞次定律的应用，要注意根据第二种描述确定磁场的方向和线圈的运动方向。

3.【答案】D【解析】解：A、由图乙可知线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，即流经电阻R的电流方向向上，故A错误；B.根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势为E=nΔBΔt S0=200×0.8−0.10.7×0.03×23V=4V，故B错误；C.回路中的电流为I=ER+r =43+1A=1A，电阻R消耗的功率为P=I2R=12×3W=3W，故C错误；D.系统在0.35s内产生的焦耳热为Q=I2(R+r)t=12×(3+1)×0.35J=1.4J，故D正确。

故选：D。

根据楞次定律判断电流方向；根据图象确定磁通量的变化规律，再由法拉第电磁感应定律解得电动势；根据电功率表达式，即可求解。

本题考查磁通量的公式、法拉第电磁感应定律、电功率的表达式与闭合电路欧姆定律等规律的应用等，注意图象的信息提取，由图确定磁通量的变化是关键。

4.【答案】C【解析】解：金属棒做平抛运动的过程中，水平方向的分速度v0sinα不变，因而切割磁感线的速度不变，故棒上产生的感应电动势大小不变。

故ABD错误，C正确。

故选：C。

由感应电动势公式E=Blvsinα，vsinα是有效的切割速度，即是垂直于磁感线方向的分速度，结合平抛运动的特点分析选择。

本题考查对感应电动势公式的理解和平抛运动的特点。

要明确公式E=Blvsinα，vsinα是有效的切割速度。

5.【答案】B【解析】解：A.把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，故A错误；B.铜盘切割磁感线产生感应电动势为E=BLV根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流为I=ER =B2L2ω2R，故B正确；C.由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C，故C错误；D.回路中的感应电流并不是周期性变化的，故D错误。

故选：B。

根据右手定则判断C、D间感应电流方向，即可知道电势高低．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与转动角速度有关。