2022-2023学年辽宁省沈阳市第二中学等名校高二上学期期末考试物理试题（Word版）

沈阳市第二中学等名校2022-2023学年高二上学期期末考试物理科试卷

满分：100分 考试时间：2023年1月4日（75分钟） 

一．选择题（1-7小题为单项选择题，只有一个正确的选项，每题4分；8-10题为多项选择题，有两个或以上的正确选项，每题6分。总计46分）

1．   如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上放置两根长为 L、质量为 m 的平行直导线 a、b，两直导线被斜面上的挡板挡住且处于平衡状态。现给 a、b 两直导线通入图示方向、大小为 I 的恒定电流，此时撤去直导线 b 的挡板，直导线 b 能够静止不动。若保留直导线 b 的挡板，撤去直导线 a 的挡板，为使直导线 a 静止不动，现施加一垂直于斜面的匀强磁场，则匀强磁场的磁感应强度 B 的大小为（ ）

A． B．           

C．       D．

2．如图所示，一个圆柱体空间过旋转轴平面 MNPQ 划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与 z 轴平行的匀强磁场。一电子以某一速度从圆柱体左侧垂直 平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于电子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（              ）

A． B．C． D．

3．地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O 为地球球心、R 为地球半径，地磁场只分布在半径为 R 和 2R 的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为 B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直 MN 沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为 m、电荷量均为 q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是（              ）

A．粒子无论速率多大均无法到达 MN 右侧地面

B．若粒子速率为，正对着 O 处入射的粒子恰好可以到达地面

C．若粒子速率为，入射到磁场的粒子均可以到达地面

D．若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面

4．如图所示，有一足够大的光滑水平面上存在非匀强磁场，其磁场分布沿 x 轴方向均匀增大，沿 y 轴方向是不变的，磁场方向垂直纸面向外。现有一闭合的正方形金属线框（线框有电阻），质量为 m，以速度大小为 v0、方向沿其对角线且与 x 轴成 45°角开始运动，以下关于线框的说法中正确的是（              ）

A．线框中的感应电流方向沿逆时针方向

B．线框将做匀减速直线运动

C．线框运动中产生的内能为

D．线框最终将静止于平面上的某个位置

5．用铝板制成如图所示的框架，将一质量为 m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上板上，让整体在垂直于纸面向里的匀强磁场中向左以速度 v 匀速运动，悬线的拉力为 T，则下列说法中正确的是（              ）

A．绳偏离竖直方向，拉力大小与小球重力和小球电性有关

B．绳偏离竖直方向，拉力大小与小球的重力有关，与小球的电性无关

C．绳的方向竖直，拉力大小与小球的重力和小球的电性有关

D．绳的方向竖直，拉力大小与小球的重力有关，与小球的电性无关

6．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图为音箱的简化电路图，高、低频混合电流由 a、b 端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则下列说法正确的是（              ）

A．扬声器甲是高音扬声器

B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器

D．L2的作用是增强通过乙扬声器的低频电流

7．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约 103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，关于该电饭锅，下列说法错误的是（ ）

A．在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最强

B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起

C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到 103℃，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起

D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到 103℃，开关按钮不会跳起

8．如图甲所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨 MN 和 PQ，两导轨间距为 l，电阻均可忽略不计。在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻，导体杆 ab 质量为 m、电阻也为 R，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现给杆 ab 一个初速度v0，使杆向右运动，则（              ）

A．当杆 ab 刚开始运动时，杆 ab 两端的电压U = Blv0，且 a 点电势高于 b 点电势

B．通过电阻 R 的电流 I 随时间 t 的变化率的绝对值逐渐增大

C．杆 ab 运动的全过程中，电阻 R 上产生的焦耳热为mv02

D．若将 M 和 P 之间的电阻 R 改为接一电容为 C 的电容器，如图乙所示，给杆 ab 施加一个恒力 F，杆一定向右做匀加速运动，加速度大小为

9．如图甲为风力发电的简易模型，发电机接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值r =8Ω的电阻，原、副线圈匝数之比n1 :n2 = 2:1，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为R=10Ω。在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，发电机两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（              ）

A．风速加倍时，发电机两端电压的瞬时值表达式为u = 200sin100t(V)

B．将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中，R 消耗的功率先增大后减小

C．滑动变阻器的阻值为R=2Ω时，其消耗的功率最大

D．若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则 2s 内 r 产生的焦耳热为 375J

10．两根相互平行、足够长的光滑金属导轨 ACD-A1C1D1 固定于水平桌面上，左侧 AC-A1C1 轨道间距为 L，右侧 CD-C1D1 轨道间距为 2L，导轨所在区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。如图所示，两横截面积相同、由同种金属材料制成的导体棒 a、b 分别置于导轨的左右两侧，已知导体棒 a 的质量为 m。某时刻导体棒 a 获得一个初速度 v0 开始向右运动，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于导体棒以后的运动，下列说法正确的是（              ）

二、填空题(每题2分，共14分）

11．某实验小组同学想测量一个定值电阻 Rx 的阻值，实验室提供的器材和电路图如下：待测定值电阻 Rx（阻值约为 10Ω）毫安表 mA（量程为 200mA，内阻未知）电压表 V（量程 3V，内阻 RV ≈ 3kΩ）滑动变阻器 R1（允许最大电流 1.5A，最大阻值 5Ω）

滑动变阻器 R2（允许最大电流 0.3A，最大阻值 300Ω）电阻箱 R0（0 ~ 99999.9Ω）

电源 E（电动势约 3V，内阻较小）开关 S、导线若干

（1） 实验中滑动变阻器 R 应选用___________（填“R1”或“R2”）；

（2） 将单刀双掷开关 S2置于 a，调节滑动变阻器滑片，测得多组电流、电压值，描绘出相应的 U—I 图像如图丙所示；将单刀双掷开关 S2置于 b，保持滑动变阻器滑片位置不变，反复调节电阻箱 R0 的阻值，使电压表的示数与单刀双掷开关 S2置于 a 时相同，此时电阻箱的阻值如图丁所示，则毫安表 mA 的内阻 RmA = ________Ω；待测电阻的测量值 Rx = __________Ω。（以上两结果均保留 2 位有效数字）

12．甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图 1，其中 R 为电阻箱，R0 为保护电阻，阻值 R0=5.0Ω，电流表 A 的内阻不计。他们改变 R 的阻值，记下多组 R 和电流表示数 I。甲同学以 IR 作纵坐标，以 I 作横坐标，作图处理数据；乙同学以 I（R+R0）为纵坐标，以 I 为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图 2 所示。

（1） 由图 2 可知，甲同学绘制的是图线___________（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为___________V，内阻为___________Ω。

（2） 丙同学打算以为纵坐标，以 R 作横坐标，请根据（1）中计算的结果将丙所作图I线在图 3 中画出。

三、计算题（13题14分，14题14分，15题12分）

13.如图所示，在xoy平面内，有半径为L的圆形区域，圆心为O，在圆形区域以外存在磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，圆形区域内无磁场分布。现有质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标为（0，2L）的P点射入磁场，粒子的重力忽略不计。

（1）若该粒子从P点沿x轴正方向射入磁场且不进入圆形无磁场区域，求粒子速度大小范围。

（2）若粒子从P点射入方向不确定，要使该粒子直接从圆边界上的Q点离开磁场进入无磁场区域，Q点坐标为（ ）， 图中未画出，求粒子从P点射入磁场的最小速度v1.

（3）若该粒子从P点以初速度，沿x轴正方向射入磁场，能够再次回到P点，画出粒子运动的轨迹图并求出该粒子从出发到再次过P点所经历的时间t和路程s。

14．如图所示，间距为 L 的平行金属导轨 PQ、MN 由圆弧导轨和水平导轨两部分组成，水平部分固定在绝缘水平面上。M、P 间接有阻值为 R 的定值电阻，导轨水平部分有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 B，金属棒 b 放在导轨上 E、F处，EF 左侧导轨光滑，右侧粗糙，金属棒 a 在圆弧导轨上离水平面 高处由静止释放，两金属棒在导轨上运动过程中始终与导轨接触良好并与导轨垂直，两金属棒接入电路的电阻均为 R，质量均为 m；金属棒 a 进入磁场的一瞬间，金属棒 b 刚好要滑动，开始时金属棒 b 距磁场边界 CD 的距离为 L，金属棒 a 与 b 碰撞后粘在一起，一起向右滑行的最大距离为 x。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 g，求：

（1） 金属棒与导轨 EF 右侧之间的动摩擦因数；

（2） 金属棒 a 从 CD 运动到 EF 的过程中，通过电阻 R 的电量；

（3） 整个过程电阻 R 上产生的焦耳热。

15．2020 年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内阻为 1Ω，升压变压器匝数比为 1：10，降压变压器匝数比 9：1，输电线总电阻 R=5Ω。工厂共 36 个车间，每个车间有“220V，22W”灯 10 盏，若保证全部电灯正常发光，则：

（1） 发电机输出功率多大？

（2） 发电机电动势多大？

（3） 输电的效率是多少？

沈阳市名校2022-2023学年高二上学期期末考试

物理试卷参考答案

一、             选择题（1-7题每题4分；8-10题每题6分，全选对6分，选对不全3分，有错选或不选0分）

1-7   BADCDBA          8 ACD  9 ABC  10 AD

二、实验题（每空2分，共14分）

11. （1） R1 （2）  19   9.0

12.  （1） a  1.5   10  （2）图略

三、解答题（13题14分，14题14分，15题12分）

13.

（1） ，；（2）；（3），

14.

（1）；   （2）；    （3）

15.

（1）；（2）；（3）99 %