辽宁省部分高中2023-2024学年高二上学期期末考试
物理
考试时间：90分钟 满分：100分
第I卷（选择题，共48分）
一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，其中1~8小题只有一个选项正确，选对的得4分，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得分，有选错或不答的得0分。
1.下列关于电流说法正确的是（ ）
A.根据，可知电流I与电荷量q成正比，与时间t成反比
B.电流是矢量，它的方向与正电荷定向运动的方向相同
C.电路要产生电流，必须存在自由电荷
D.由于电路中电场力的存在，电荷会不断加速下去
2.已知灵敏电流计的内阻Rg=50Ω，满偏电流Ig=10mA，欲将其改装成量程为0~3V的电压表，下列做法正确的是（ ）
A.并联一阻值为25Ω的电阻 B.并联一阻值为250Ω的电阻
C.串联一阻值为25Ω的电阻 D.串联一阻值为250Ω的电阻
3.如图所示，两个圆圈表示两个带等量正电荷的点电荷或两个通以垂直于纸面向里的电流强度相等的直导线，O点为两者连线中点，M、P两点均在连线上且关于O点对称，N点位于连线的中垂线上，下列说法正确的是（ ）
A.若为电流，M点与P点的磁感应强度相同
B.若为电流，M点与N点的磁场方向相同
C.若为电荷，M点的电势比O点的电势低
D.若为电荷，N点的电势比O点的电势低
4.图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法中正确的是（ ）
甲 乙
A.把电源和小灯泡组成闭合回路，此时小灯泡功率约为0.3W
B.图甲中随着电流的增大电源电动势逐渐减小
C.电源的内阻为5Ω
D.图乙中切线斜率表示小灯泡的电阻
5.如图甲所示bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ水平搁在框架上，且与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，重力加速度为g，整个装置放在垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示，PQ始终静止。t=0时刻，PQ所受安培力大于mgsinθ，则在0~t2时间内，关于PQ受到的摩擦力Ff的分析情况正确的是（ ）
甲 乙
A. Ff先减小后增大，且在t1时刻为零
B. Ff先减小后增大，且在t1时刻Ff=mgsinθ
C. Ff先增大后减小，且在t1时刻为最大值
D. Ff先增大后减小，且在t1时刻Ff=mgsinθ
6.如图所示为利用霍尔元件制成的磁传感器。已知该长方体金属导体宽为d，高为h，上下表面接线柱MN连线与导体竖直边平行，当导体通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，下列说法正确的是（ ）
A.电压表a端接“+”接线柱
B.为提升磁传感器的灵敏度（灵敏度为），可减小导体的宽度d
C.电压表读数U与高度h成反比
D.将电压表的表盘改装为磁传感器的表盘，则刻度线不均匀
7.如图所示，单匝线圈电阻r=1Ω，线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场面积为S=0.2m2，有一个阻值为R=2Ω的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则（ ）
A.在0~4s时间内，R中有电流从a流向b
B.当t=2s时穿过线圈的磁通量为0.08Wb
C.在0~4s时间内，通过R的电流大小为0.01A
D.在0~4s时间内，R两端电压Uab=0.03V
8.自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（ ）
A.开关S闭合时，A、B亮度始终相同
B.开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，随后A灯变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮
C.开关S断开瞬间，A、B立即熄灭
D.开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭
9.下列有关电磁场和电磁波的叙述中正确的是（ ）
A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
C.电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
D.电磁波也可以传播能量，且具有干涉、衍射等波动现象
10.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）
甲 乙
A.电流表的示数为1A
B.原、副线圈匝数比为1:2
C.电压表的示数为电压的有效值
D.原线圈中交变电压的频率为50Hz
11.下面图片均涉及电磁波的广泛应用，你认为说法正确的是（ ）
图甲 图乙 图丙 图丁
A.图甲中，人类在1974年向银河系中发出对外星人的问候，是用电磁波发射的，在发射前要进行调制而不是调谐
B.图乙中，红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点
C.图丙中，CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
D.图丁中，天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究
12.地磁场能抵御宇宙射线的侵入，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行和垂直地面两个不同方向入射的a、b、c三种带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹，其中，a、c入射速度方向与地面平行，b入射速度方向与地面垂直，且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是（ ）
A. a粒子带负电
B.若a粒子的比荷最小，则它的速率也最小
C.若a、b粒子比荷相同，则从O运动至与地面相切，a粒子的运动时间比b短
D.若a粒子速率不变，在图示平面内只改变a粒子射入的速度方向，粒子可能到达地面
第I1卷（非选择题，共52分）
二、填空题：本题共2小题，13题8分，14题6分，共14分。
13.某同学要测量一个微安表（量程为0~500μA）的内阻。可供选择器材有：
A.电源（电动势6V，内阻较小）
B.电压表（量程0~3V，内阻约几千欧姆）
C.电阻箱（0~999.9Ω）
D.电位器（可变电阻，与滑动变阻器相当）（0~1.5kΩ）
E.电位器（0~15kΩ）
该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤如下：
①开关S和S1处于断开状态；
②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关S，调节电位器R，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2.00V；
③闭合开关S1，调节电位器R和电阻箱R1，让微安表达到半偏，此时电阻箱的示数为300.0Ω，电压表的示数为2.80V。完成下列填空：
（1）电位器R应该选择 ；（用器材的字母代号表示）
（2）由实验数据可知电压表的内阻为RV= ，微安表的内阻为RA= ；
（3）若电压表在制造过程中，由于分压电阻的误差，使得示数比真实值偏大，则由此造成微安表内阻的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
14.如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置：
（1）用笔画线代替导线将实验电路补充完整
（2）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流表指针 （选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流表指针
（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，能观察到电流表指针偏转角度 （选填“更大”或“更小”或“不变”）。
（3）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量 有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化 有关。
三、计算题：本题共3小题，15题10分、16题12分，17题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15.如图所示，abcd为小型交流发电机的矩形线圈，其面积为，匝数为N=50，线圈内阻为r=2Ω，外电阻为R=8Ω。线圈在磁感应强度大小为B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度为ω=50rad/s。图中的电流表为理想交流电表，求：
（1）交流电流表的示数；
（2）从图示位置转过45°，通过电流表的电荷量；
（3）线圈转一周，外电阻R产生的焦耳热。
16.如图所示，x>0的区域存在沿x轴负方向的匀强电场，x<0的区域存在垂直xOy纸面向外的匀强磁场，P（L，0）点处有一个粒子源，可以向y≥0的区域发射质量为m，电荷量为q，速度大小为v0的带正电粒子，在所有到达y轴的粒子中，位置M（0，L）点的粒子与P点距离最远，不计重力及粒子间的相互作用。
（1）求磁感应强度大小，及粒子进入电场前，在磁场中运动的最短时间；
（2）若第一次从M点射出磁场的粒子，第二次从OM的中点N射出磁场，求电场强度大小。
17.如图所示，固定绝缘斜面与水平面的夹角θ=37°，斜面所在空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场I、II，磁场边界水平，磁场I的方向垂直斜面向里、磁感应强度大小B=0.5T，磁场II的方向垂直斜面向外、磁感应强度大小B2=0.75T，磁场I、II的宽度均为L=2m。现有一边长也为2m，电阻R=2.0Ω的正方形闭合导线框abcd从距磁场I上边界x=2m处由静止释放，已知线框ab边刚进入磁场I时线框恰好做匀速直线运动，进入磁场II经一段时间后，在ab边未出磁场II区域下边界之前线框又做匀速直线运动，整个线框在穿过磁场区域的过程中，ab边始终水平，线框和斜面间的动摩擦因数，线框与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）线框abcd的质量m；
（2）线框cd边通过磁场I下边界时线框的速度大小；
（3）线框从开始运动至ab边刚到达磁场II下边界的过程中，线框内产生的焦耳热Q。（结果保留一位小数）
辽宁省部分高中2023-2024学年高二上学期期末考试
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C D D A B B C B AD CD ABD AB
13、（1）E（2分）
（2）4000Ω/4kΩ（2分） 540Ω（2分）
（3）等于（2分）
14、（1）见右图（1分，有错即为0分）
（2）向右 向左 更大（3分）
（3）变化 快慢（2分）
15、【答案】（1）5A；（2）0.1C；（3）
【详解】（1）交变电压的峰值为
交变电压的有效值为
根据闭合电路欧姆定律，电流表示数为
（2）从图示位置开始，线圈转过过程中，磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律，有
根据欧姆定律，有
根据电流强度定义，有
（3）线圈转一圈所用时间为
则外电阻R产生的焦耳热为
16、【答案】（1），； （2）
【详解】（1）M点为粒子到达的最远点，则PM为粒子运动轨迹的直径，可得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
运动时间最短的粒子为从坐标原点O出射的粒子，该粒子对应的弧长最短，由于
可知最短时间轨迹对应的圆心角为，则有
（2）若第一次从M点射出磁场的粒子，第二次从OM的中点N射出磁场，如图所示。
该粒子由y轴上的Q点回到磁场，由粒子在电场中运动的对称性可知，粒子在Q点的速度大小为v0，方向与y轴负方向的夹角为；由几何关系可知弦长
可得电场中竖直方向上的位移为
在电场中竖直方向有
水平方向上有，
联立解得
17、【答案】（1）0.5kg；（2）0.64m/s；（3）11.9J
【详解】（1）线框由静止开始做匀加速运动，设加速度大小为a，线框ab边到达磁场I上边界时速度为v1，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
线框ab边进入磁场I边界切割磁感线产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律有
线框ab边受到的安培力大小
线框ab边刚进入磁场I时恰好做匀速直线运动，根据受力平衡有
解得
（2）当ab边进入磁场II后，线框再次匀速运动时的速度为v1，线框ab边和cd边同时切割磁感线，产生同方向感应电流，此时回路的感应电动势
此时线框abcd中的电流
线框ab边和cd边同时受到沿斜面向上的安培力，由受力平衡可得
解得
（3）从线框开始运动到ab边刚到达磁场II下边界的过程中，设安培力做的功为WFA，根据动能定理有
根据功能关系有
解得
