新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州且末县第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

且末县第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
班级： 姓名：
考试时间：90分钟；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共10题，总分40分）
1．关于传感器，下列说法错误的是（　　）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，可以起到开关作用
2．穿透能力最强的电磁波是（　　）
A．射线 B．X射线 C．紫外线 D．红外线
3．下列关于电磁场和电磁波说法正确的是（　　）
A．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场
B．电磁波是横波，不能在真空中传播
C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量
D．变化的电场在周围的空间一定产生变化的磁场
4．对如图甲所示的理想变压器，副线圈回路中接有阻值为R＝10Ω的电阻，现给变压器加上如图乙所示的正弦交流电，开关S闭合后电压表的示数为50V，下列说法正确的是（　　）

A．理想变压器原副线圈匝数之比为
B．理想变压器原线圈的电压为V
C．理想变压器原线圈的电流为2.5A
D．变压器输出功率为500W
5．如图所示，由交流发电机、定值电阻 、交流电流表组成闭合路。线圈逆时针方向转动，下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动过程边产生感应电动势
B．线圈转动到图中位置时感应电流为
C．线圈转动一周，电流方向改变两次
D．线圈转动到中性面位置时，电路中的电流最大
6．如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一杯玻璃水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中的水温升高，则通入的电流与水温升高的是（　　）
A．恒定电流，小铁锅
B．恒定电流，玻璃杯
C．正弦式交变电流，玻璃杯
D．正弦式交变电流，小铁锅
7．以下有关说法中正确的是（ ）
A．洛伦兹力可能对带电粒子做功
B．安培力不可能做负功
C．带电粒子只在洛伦兹力作用下不可能做匀加速直线运动
D．带电粒子在匀强磁场中一定做匀速圆周运动
8．如图所示，两根长度均为、质量均为的平行长直导线水平放置在倾角为的光滑斜面上，导线被斜面上的挡板挡住处于平衡状态。现给两导线通入沿图示方向、大小均为的恒定电流，同时撤去的挡板，仍处于静止状态，已知重力加速度为。若将固定，撤去的挡板，为使保持静止，可在整个空间施加一垂直于斜面的匀强磁场，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
9．一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁芯与a不接触，a、b的轴线重合。螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图的电路。当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，则下面的说法中正确的是（　　）
A．P应向下滑，N大于a的重力
B．P应向上滑，N小于a的重力
C．P应向上滑，N大于a的重力
D．P应向下滑，N小于a的重力
10．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
二、多选题（每题4分，选不全的得2分，选多的不得分，共5题，总分20分）
11．如图，图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的上极板带正电。下列说法正确的是（　　）
A．在a时刻线圈产生的电动势最大
B．从a到b，下极板带正电，磁场能减小
C．从b到c，上极板带正电，磁场能增大
D．从c到d，上极板带正电，电场能增大
12．已知矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过的过程中，下列说法中不正确的是（　　）
A．磁通量的变化量
B．平均感应电动势
C．电阻R所产生的焦耳热
D．磁通量变化率的最大值为
13．如图，速度选择器两极板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一电荷量为的粒子以水平速度从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子仍将沿直线飞出
B．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子不能沿直线飞出
C．若仅将电荷量改为，粒子也能沿直线飞出
D．若仅将电荷量改为，粒子不能沿直线飞出
14．直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，下列方法中经济可靠且能降低输电损耗的是（　　）
A．提高用户的用电量 B．提高输电交流电频率
C．用电阻率较小的材料制造输电线 D．提高输电电压
15．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管排斥（　　）
A.向左做减速运动
B．向左做加速运动
C．向右做减速运动
D．向右做加速运动
第II卷（非选择题）
三、实验题
16．过去三年，新型冠状病毒肆虐全球。我国对于流行病的联防联控机制，极大地保障了人民的生命健康安全。体温监测是有效的防控手段之一、高中某科技小组想利用热敏电阻的阻值与温度关系，通过连接直流电源（电动势E=1.5V、内阻不计）、电流表量程为5mA、内阻、电阻箱串联起来，得到电路中的电流随热敏电阻的阻值变化的关系，再根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，把电流表的刻度换算为温度的刻度，即完成简易温度计的制作。

实验方案：
步骤一如图所示在保温容器中注入适量开水，逐步注入冰水降温，待读数稳定后记录温度计的温度及多用电表中欧姆挡显示的阻值。但实验过程中该小组利用欧姆表“”挡测量热敏电阻在开水中的阻值时指针偏转角度很大。为了准确地进行测量，应换到___________挡（选填“×10”或“×1k”），且换挡后重新测量阻值前应该进行的操作是：___________。
步骤二通过记录多组实验数据，描绘出电阻阻值与温度的关系图。
步骤三按该小组的设计连好电路并按照换算关系标注好温度值即完成简易温度计的制作。在电流表的表盘中，温度较大的刻度应该对应表盘的___________（选填“左”、“右”）侧。若电阻箱的阻值取，则电流表表盘刻度3mA处应该标注温度为___________。
17．（1）关于电磁波，下列说法中正确的有_______
A．能在真空中传播
B．能被人眼直接观察到
C．红外线可以用来灭菌消毒
D．机场安检使用X射线可以窥见行李箱内的物品
（2）如图所示，螺线管的匝数为100匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量变化了0.02Wb，则螺线管两端产生的感应电动势为_________V。
18．某实验小组用一套器材先后组成甲、乙所示的电路，分别研究通电自感和断电自感，自感线圈的直流电阻不可忽略。
（1）图甲中，闭合开关S后，会看到灯泡___________（填“立即变亮”或“逐渐变亮”）；
（2）图乙中，闭合开关S后，会看到灯泡___________（填“逐渐变亮”或“立即变亮后逐渐变暗”）；断开开关后，如果看到灯泡先闪一下后逐渐熄灭，原因是___________；
（3）图乙中，若小灯泡的规格为“3V 1.5W”，将电感线圈更换为直流电阻为9Ω的电感线圈，开关闭合后调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，小灯泡电阻始终不变。则将开关断开的一瞬间，电感线圈的自感电动势大小为___________V。
四、解答题
19．一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知）
（1）求电子在磁场中运动的轨道半径；
（2）求电子的质量；
（3）求粒子在磁场中运动时间。
20．如图所示，一矩形线圈，匝数N=50匝，面积S=0.20m2，电阻r=2Ω，在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷与阻值R=98Ω的定值电阻连接。从图示位置开始计时，求（计算时）：
（1）路端电压瞬时值表达式；
（2）电阻R的热功率。

21．如图所示，边长为L的正方形abcd区域内分布磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。从cd边的中点P处发射速率不同、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子沿纸面与Pd成30°的方向射人该磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求带电粒子在该磁场中做匀速圆周运动的周期T；
（2）若粒子能从cd边界离开磁场，求粒子在磁场中运动时间t；
（3）若粒子恰好能从bc边离开磁场，请计算粒子在磁场中的轨道半径R。
22．如图所示，相距为L的两平行光滑导轨与水平地面的夹角均为α，在导轨平面内且垂直导轨方向静置有质量为m的通电直导体棒MN，其电流的强度为I，方向由M流向N，导体棒处在匀强磁场中，重力加速度为g。
（1）若磁场沿竖直方向，求磁场的磁感应强度；
（2）求磁场的磁感应强度的最小值及其方向。
试卷第6页，共6页
参考答案：
1．C
【详解】A．电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示被测物体质量的大小，属于力传感器，故A正确；
B．电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，故B正确；
C．话筒是一种常用的声音传感器，是将声信号转化为电信号，故C错误；
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
2．A
【详解】穿透能力最强的电磁波是射线。
故选A。
3．C
【详解】A．均匀变化的磁场在周围的空间产生稳定的电场，选项A错误；
B．电磁波是横波，能在真空中传播，选项B错误；
C．电磁波既可以传递信息，又可以传递能量，选项C正确；
D．均匀变化的电场在周围的空间产生稳定的磁场，选项D错误。
故选C。
4．C
【详解】AB．根据乙图可知变压器原线圈的输入电压的有效值为100V，根据变压器原副线圈两端的电压与匝数的关系，有
故AB错误；
C．根据欧姆定律可知副线圈的电流为
再根据变压器原副线圈电流和匝数的关系，有
可得理想变压器原线圈的电流为
故C正确；
D．变压器的输出功率为
故D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．线圈转动过程AB、CD边切割磁场线产生感应电动势，选项A错误；
B．线圈转动到图中位置时磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电流最大，选项B错误；
C．线圈转动一周，电流方向改变两次，选项C正确；
D．线圈转动到中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，即电路中的电流为零，选项D错误。
故选C。
6．D
【详解】由于容器中水温升高，则是电能转化成内能所致。因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流。导致电流发热。玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流。故D正确，ABC错误；
故选D。
7．C
【详解】A．洛伦兹力的方向与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力对电荷不做功，故A错误；
B．安培力方向不一定与运动方向垂直，可以与运动方向相反，可能做负功，故B错误；
C．洛伦兹力的方向与电荷运动方向始终垂直，所以带电粒子只在洛伦兹力作用下不可能做匀加速直线运动，故C正确；
D．带电粒子在匀强磁场中不一定做匀速圆周运动，如果受外力作用就不一定做圆周运动，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】根据题意，设平行长直导线间的作用力为，对受力分析，如图所示

由平衡条件可得
去掉的挡板，为使保持静止，施加一垂直于斜面的匀强磁场，对受力分析，如图所示

由平衡条件有
又有
解得
故选B。
9．B
【详解】AD．根据电路中电流的方向以及螺线管的绕向，根据右手螺旋定则可知螺线管的下端为S极，穿过圆环a的磁感线方向是竖直向上；根据题意要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，即可知感应电流产生的磁场是竖直向上的，根据楞次定律可知，螺线管产生的磁场在变弱，所以电路中的电流在变小，即电路中的电阻在变大，滑动变阻器的滑动触头在向上滑动，AD错误；
BC．根据右手螺旋定则可知圆环a的上面为N极，螺线管的下方为S极，所以圆环会受到竖直向上的吸引力，故a对水平面的压力N将小于a的重力，B正确，C错误。
故选B。
10．B
【详解】由安培定则可知，通电指导线在阴极射线处产生的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，向右运动，由左手定则判定电子流所受洛伦兹力方向向下，因此电子将会向下偏转，故选B。
11．BD
【详解】A．在a时刻线圈中电流最大，但是电流的变化率最小，产生的电动势最小，选项A错误；
B．从a到b，正向电流减小，则磁场能减小，电容器反向充电，即下极板带正电，选项B正确；
C．从b到c，电容器反向放电，此时下极板带正电，电流变大，则磁场能增大，选项C错误；
D．从c到d，电容器充电，则上极板带正电，磁场能减小，电场能增大，选项D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】A．图示位置磁通量为
Φ1=0
从图示位置转过180°时磁通量为
Φ2=0
则可知从图示位置转过180°这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为
故A不符合题意；
B．平均感应电动势
故B符合题意；
C．产生感应电动势的最大值为
产生感应电动势的有效值为
转动半周所用时间为
流过R的电流为
电阻R所产生的焦耳热
联立解得
故C不符合题意；
D．根据法拉第电磁感应定律
又有
所以磁通量变化率的最大值为
故D符合题意。
故选BD。
13．BC
【详解】AB．粒子带正电，所受电场力方向向下，若将粒子改为从右侧射入，根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力方向向下，即粒子所受合力方向向下，可知若仅将粒子改为从右侧射入，粒子不能沿直线飞出，A错误，B正确；
CD．由于粒子以水平速度从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，则有
解得
可知，粒子从左侧射入沿直线飞出的过程与粒子所带电荷量无关，C正确，D错误。
故选BC。
14．CD
【详解】AB．提高用户的用电量和改用交流的频率都不能降低输电损耗，故AB错误；
CD．在输送功率一定时，电流
则，输电线上损失的功率为
所以，减少电能输送损耗可采取减小输电线的电阻、提高输电电压的方法；由电阻定律
可选用电阻率小的金属材料来制造输电线或增加导线的横截面积都可以减小导线电阻，故CD正确。
故选CD。
15．BD
【详解】A．导体向左做减速运动时，根据右手定则判断，ab中产生的感应电流方向从b到a，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量增减小，根据楞次定律可知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于S极，则线圈c被螺线管吸引，故A错误；
B．导体棒向左做加速运动时，根据右手定则可判断，ab中产生的感应电流方向从b到a，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律可知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于N极，则线圈c被螺线管排斥，故B正确；
C．导体向右做减速运动时，根据右手定则判断，ab中产生的感应电流方向从a到b，根据安培定则可知，螺线管左端为S极，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量增减小，根据楞次定律可知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于N极，则线圈c被螺线管吸引，故C错误；
D．导体向右做加速运动时，根据右手定则判断，ab中产生的感应电流方向从a到b，根据安培定则可知，螺线管左端为S极，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增增大，根据楞次定律可知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于S极，则线圈c被螺线管排斥，故D正确。
故选BD。
16． 欧姆调零 左 60
【详解】[1][2]当使用欧姆表指针偏角很大时，即表盘读数很小，故将倍率调小，使得读数变大尽量位于欧姆表表盘的中间刻度处；欧姆表每一次换挡后都需要进行欧姆调零。
[3]由图像可知，温度大热敏电阻变大，故电路中的电流会变小，所以温度较大的刻度应对应表盘的左侧；
[4]由题中电路可知，热敏电阻与温度关系
电流表示数与电路中电阻关系为
则可解得
代入热敏电阻与温度关系即可得到。
17． AD/DA 20
【详解】（1）[1]A．电磁波的传播不需要介质，A正确；
B．电磁波中的可见光部分能被人眼直接观察到，其他波谱成分没有视觉感应，B错误；
C．红外线热效应明显，紫外线可以用来灭菌消毒，C错误；
D．机场安检使用x射线可以窥见行李箱内有无金属物品，但不能判断物体的种类，D正确。
故选AD。
（2）[2]由法拉第电磁感应定律，则有
18． 逐渐变亮 立即变亮后逐渐变暗 灯泡的电阻比自感线圈的直流电阻大得多（合理即可） 5
【详解】（1）[1] 图甲中，闭合开关S后，由于自感线圈的阻碍作用，通过灯泡的电流会缓慢增大，则灯泡逐渐变亮；
（2）[2] 图乙中，闭合开关S后，灯泡立即接通，立即变亮，由于自感线圈的阻碍作用，通过线圈的电流会缓慢增大，则通过灯泡的电流缓慢减小，则灯泡逐渐变暗，即会看到灯泡立即变亮后逐渐变暗；
[3] 如果看到灯泡先闪一下后逐渐熄灭，可能是因为灯泡的电阻比自感线圈的直流电阻大得多，导致电流大多从线圈通过；
（3）[4] 小灯泡正常发光时阻值
通过小灯泡的电流
根据并联电路规律电感线圈的电流
将开关断开的一瞬间，由于自感作用，通过灯泡和线圈的电流均为，则电感线圈的自感电动势大小
19．（1）2d；（2）；（3）
【详解】（1）电子垂射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示

由几何知识可得
（2）电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
（3）电子在匀强磁场中的运动周期为
由几何知识可得电子在磁场中运动轨迹的圆心角为
则电子的运动时间为
20．（1）；（2）441W
【详解】（1）电动势的最大值为
由欧姆定律知
路端电压
路端电压瞬时值表达式
解得
（2）电流有效值
R的热功率
解得
P=441W
21．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
，
解得
（2）若粒子能从cd边界离开磁场，根据单边有界磁场的对称性可知，对应圆周角为
则此时粒子在磁场中运动时间
结合上述解得
（3）若粒子恰好能从bc边离开磁场，可知轨迹与bc边相切，作出轨迹如图所示

根据几何关系有
解得
22．（1），方向竖直向上；（2），方向垂直导轨平面向上
【详解】（1）若磁场沿竖直方向，则由左手定则可知，安培力水平向左或向右，重力竖直向下，支持力垂直导轨斜向左上方，则由物体受力平衡可知，安培力水平向右，故由左手定则可得磁场方向竖直向上，受力分析如图所示

可得
解得
（2）由受力分析可得，当安培力与支持力垂直沿导轨平面向上时，安培力最小，此时磁感应强度最小，由左手定则可知磁感应强度方向垂直导轨平面向上，受力分析如图所示

可得
解得