2022重庆市八中高二上学期期末物理试题含解析

重庆八中2021—2022学年度（上）期末考试

高二年级物理试题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（　　）

A. 超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡

B. 超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同

C. 超导体使磁体处于完全失重状态

D. 超导体对磁体的磁力与磁体对超导体的磁力是一对平衡力

2. 如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的条形磁铁。当一水平线圈从磁铁上方附近沿直线AB快速经过时，若磁铁始终不动，关于线圈中电流方向正确判断的是（从上往下看）（　　）

A. 一直逆时针 B. 一直是顺时针

C. 先逆时针，后顺时针 D. 先顺时针，后逆时针

3. 如图所示，两根互相垂直的绝缘长直导线紧挨放置，导线中分别通有向下和向右的大小相等的电流，正方形abcd分别关于两导线对称。下列说法正确的是（　　）

A. a、b两点的磁感应强度相同 B. a、c两点的磁感应强度相同

C. b、c两点的磁感应强度相同 D. b、d两点的磁感应强度相同

4. 某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1~X10（220V/2W），将其连接在220V交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（　　）

A. 若L2断路，则干路电流I增大

B. 若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大

C. 若L2短路，X2功率减小，其它指示灯的功率增大

D. 若L2短路，X2功率增大，其它指示灯的功率减小

5. 如图甲是判断检测电流大小是否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，现给金属材料制成的霍尔元件（如图乙，其长、宽、高分别为a、b、d）通以恒定工作电流I，通过右侧电压表的示数来判断的大小是否发生变化，下列说法正确的是（　　）

A. N端应与电压表的“+”接线柱相连

B. 要提高检测灵敏度可适当减小宽度b

C. 如果仅将检测电流反向，电压表的“+”、“—”接线柱连线位置无需改动

D. 当霍尔元件尺寸给定，工作电流I不变时，电压表示数变大，说明检测电流变大

6. 如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧。这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示（　　）

由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为（　　）

A. 4、5、2 B. 3、5、2 C. 3、2、5 D. 4、2、5

7. 小明同学在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R. 若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的示数为；再以恒定的速率v在磁场中竖直向上运动，这时电子测力计的读数为，铜条在磁场中的长度为L。则磁感应强度的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分.

8. 如图所示，理想变压器的原线圈接（V）的交变电压，副线圈通过电阻的导线对“110V/440W”的电器R1供电，该电器正常工作。由此可知（　　）

A. 原、副线圈匝数比为100：1

B. 交变电压的频率为50Hz

C. 副线圈中电流的平均值为4A

D. 变压器输入功率为472W

9. 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d，水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到金属板上，忽略边缘效应，以下说法正确的是（　　）

A. 该装置产生的电动势大小与水中带电离子的浓度有关

B. 如果水流方向反向，则通过R的电流反向

C. 通过电阻R的电流强度为

D. 若电阻R的阻值增大，则R消耗的电功率一定增大

10. 科研人员将均匀涂抹荧光物质的绝缘圆环平放于水平桌面上，如图a所示，圆环半径为R。空间有一垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，沿不同方向垂直磁场射入圆环内，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。若将圆环更换成半径为的圆环时，如图b所示，观测到只有四分之一的圆环有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（　　）

A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t

B. 粒子在磁场中做圆周运动的半径

C. 粒子在磁场中做圆周运动的速度

D. 该粒子的比荷

三、非选择题：共57分。

11. 用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置多用电表测某电阻阻值，根据图所示的表盘，被测电阻阻值为_______Ω。若将该表选择旋钮置于5V挡测电压，表盘如图所示，则被测电压为_______V。

12. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。

(1)甲同学将多用电表调至直流电压档，如甲图所示，以此估测不同电极间距下果汁电池的 E，那么他需要把_______表笔（填“红”或“黑”）与铜片相连；把_______表笔（填“红”或“黑”）与锌片相连。

(2)乙同学采取的实验方案如乙图所示：

①调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式，利用测量数据作出U-I图象，得出E和r。

②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整______。

③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图象如丙图中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知：

在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势______（填“增大”、“减小”或“不变”），电源内阻_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

曲线（b）对应的电源电动势E=______V，内阻r=______Ω，当外电路总电阻为1500Ω时，该电源的输出功率P=_______mW。（均保留三位有效数字）

13. 图1为健身用的单车，在人骑行时，车内的传感器可以把轮盘的速度值以及人体骑行消耗的能量转化为电信号显示在车头的显示屏上。它的工作原理简化图2如下，其中a、b分别是从中心和轮盘边缘引出的导线的端点。已知匀强磁场磁感应强度B、方向与轮盘垂直，轮盘半径r，轮盘和导线电阻可忽略不计。某人在骑行时，保持轮盘边缘的线速度大小为v。

(1)求a、b两点间的电势差Uab；

(2)若在a、b间接一个阻值R的电阻，求：

①电阻R消耗的电功率；

②假定人体消耗的能量有50% 转化为电能，若此人骑行该单车健身时间为t，求人体消耗的能量。

14. 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，金属条电阻为0.5R，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电极和其余导线的电阻，若橡胶带匀速运动，电压表读数为U，求：

（1）橡胶带匀速运动的速率；

（2）一根金属条经过磁场区域安培力做功；

（3）若从某根金属条刚进入磁场区域开始计时，一段时间R上产生热量，则一共有几根金属条通过磁场区域？

15. 下图为一种单聚焦磁偏转质谱仪工作原理示意图，在以O为图心，OH为对称轴，夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直纸面的匀强磁场。离子源S产生的正离子束（初速度为零）经加速电压加速后，从A点进入偏转电场，如果不加偏转电压，离子将沿AB垂直磁场左边界MN进入扇形磁场，经过扇形区域，最后从磁场右边界穿出到达收集点D，其中，，B点是MN的中点，收集点D和AB段中点对称于OH轴；如果加上一个如图所示的较小的偏转电压，离子仍能汇聚到D点。已知每个离子的电荷量为q，质量为m，试：

（1）求磁感应强度的大小和方向；

（2）如果离子经过偏转电场后速度的偏转角为θ，求粒子从MN边界进入磁场的入射点与B点距离d；

（3）求（2）问中偏转电场场强E。