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所属成套资源：2023太原高二上学期期末考试及答案(九科)
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2023太原高二上学期期末考试物理含答案
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这是一份2023太原高二上学期期末考试物理含答案，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：上午10：30-12：00）
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。
1. “天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板，为中国空间站的正常工作提供足够的能量。下列说法正确的是
A． 太阳能是不可再生能源
B．太阳能主要以热传导的方式传到地球
C．太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置
D．太阳能电池板能源源不断地产生电能，说明能量可以创生
2.一台电风扇和一电热毯上都标有“220V60W”的字样，当它们正常工作时
A．它们的电阻值一定相等
B．通过它们的电流一定不同
C．它们的发热功率一定相等
D． 它们消耗的电功率一定相等
3. “中国天眼”用于探索宇宙起源和演化，其灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展了人类的视野。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S。其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为、，则穿过“眼眶”的磁通量大小为
A． B1S B．C．0 D． BS
4.如图所示，虚线方框内有垂直纸面的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是
A．从位置1加速到达磁场前B．匀速通过磁场左边界时
C．在磁场内加速运动时D．停止在位置2时
5.利用如图所示的装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图象，其中大致正确的是
6. 在“重走科学大师之路，探究科技奥秘”活动中，一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针，小磁针静止时，其位置如图（俯视）中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则小磁针转向图中实线所示位置。下列判断可能正确的是
A．导线南北放置，通有向南的电流B．导线南北放置，通有向北的电流西
C．导线东西放置，通有向西的电流D．导线东西放置，通有向东的电流
7.在小区亮化形象工程中，草坪上安装了大量的太阳能庭院LED景观灯。拆下太阳能电池板中的一组电池，测得它未接入电路时两端的电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是
A． 0.1V B．0.2V C． 0.3V D．0.4V
8. 质量为、带电荷量为q的A粒子和质量为、带电荷量为-2q的B粒子，从同一点先后分别垂直于磁场方向射入匀强磁场中，发现两粒子沿半径相同的圆轨道运动。则A粒子与B粒子的动能之比是
A．B．C．D．
9.如图，长度为L、电阻为R、质量为m的均匀导线弯折成一闭合正三角形abc，并用一绝缘细线挂在力的传感器下方，用此装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。测量时，将abc完全置于匀强磁场中，同时让其平面与磁场方向垂直。将a、b接到电源两端，同时调节电源的电压，发现力传感器示数为0时，ab两端的电压为。由此可以判定全科试题免费下载公众号《高中僧课堂》
A． a接高电势时，方向垂直纸面向里
B． a接高电势时，方向垂直纸面向里
C．b接高电势时方向垂直纸面向外
D． b接高电势时，，方向垂直纸面向外
10.如图a所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，理想电压表、的示数随理想电流表A示数的变化情况如图b所示，下列说法正确的是
A．滑动变阻器的最大阻值为12ΩB．电源的电动势为9V
C．D．电源内阻为3Ω
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
11. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电势能的能力，因此电动势
A．由电源中非静电力的特性决定
B．越大，表明电源储存的电能越多
C．在数值上等于未接入电路时电源两端的电压
D．等于把1C的正电荷在电源内部从负极移到正极非静电力做的功
12.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时
A．电路的总电流变小 B．路端电压变大
C．车灯的电流变小 D．电源的总功率变大
13.如图所示，直导线a、b平行放置，通过的电流相等。虚线与导线垂直且交于A、B，O为AB的中点，下列说法正确的是
A． AB间O点处的磁感应强度最大
B． ab间有相互作用的引力
C．若将小磁针放在AB间，小磁针N极受力垂直纸面向内
D．若将小磁针放在A点左侧的虚线上，小磁针N极受力垂直纸面向外
14.某演示用多用电表有两个挡位，一是量程100mA为电流表，另一是倍率为“×1”的欧姆挡其内部电路如图甲所示。其中R为定值电阻，表盘如图乙所示，下列说法正确的是
A．图中a应为红表笔，b应是黑表笔
B．当开关接到c时，多用电表用来测量电阻
C． 欧姆挡内电源的电动势应为1.5V
D．欧姆挡内电源的电动势应为3.0V
15.速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中。不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是
A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B．甲、乙两束粒子的比荷之比为2：3
C． 能通过狭缝的带电粒子的速率为
D． 若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2：3
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16.（4分）
在探究感应电流产生的条件时，同学们分别用下列三种方案进行了探究。
（1）下列操作中，能使灵敏电流计发生偏转的是___________（填选项前字母）。
A．甲图中将条形磁铁放在线圈中保持静止
B．乙图中闭合开关的瞬间
C．乙图中闭合开关后，导体杆ab在磁场中平行磁场方向上下运动
D．丙图中断开开关的瞬间
（2）同学们用三套实验方案做了各种尝试，最终总结如下：
甲方案：只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流；
乙方案：只有当开关闭合，并且ab棒做切割磁感线运动时才会产生感应电流；
丙方案：只要线圈A中的电流有变化时，线圈B中就会产生感应电流
运用磁通量的概念，根据以上结论可将感应电流产生的条件全面，简洁地表示为 。
17.（10分）
明昊在废品收购站看到一节平头（正极无凸出）电池，上面字迹模糊，但是从形状上可看出像是一节5号充电电池，为验证自己的猜想，明吴借到的主要器材如下：
A．电压表V；有3V和15V两个两程，内阻约3kΩ和15kΩ；
B．电流表A：有0.6A和3A两个两程，内阻约0.1Ω和0.02Ω；
C． 精密电阻箱R0（0~99.99Ω）
D．滑动变阻器R：0~100Ω；
（1）明昊用15V的量程试触电池的两端，发现指针偏转很小。为此他选择使用3V的量程进行测量，理由是___________。
（2）正确选择量程后，明吴设计了图甲的电路进行测量。按照图甲将图乙的实物连接完整。
（3）将调到2.40Ω进行实验，多次调节R滑动触头的位置，读出多组电压表和电流表的示数并绘制出图丙所示的U-I图像，由图线可求出E=___________V，r=___________Ω。（保留2位小数）
（4）实验中，明昊发现电压表不够准确，为此他舍弃了电压表，仅用电流表和下述器材就完成了测量。下列器材中必须选用的是___________。
A．滑动变阻器R B．精密电阻箱 C．精密电阻箱和滑动变阻器R
四、计算题：本题包含4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。
18.（9分）“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，电热丝上消耗的功率为125。求：
（1）太阳能电池的内电阻r。
（2）电动机的热功率和机械功率。
19.（10分）
如图为半导体离子注入工艺原理示意图。初速度为0的离子P3+（质量为m、带电量为+3e），经电压为U的电场加速后，垂直磁场边界进入宽度为d的匀强磁场区域，转过一定角度后从磁场射出，并注入半导体工件内部达到掺杂的目的。已知磁感应强度大小为mU6ed2、方向垂直纸面向里，求：
（1）离子P3+进入磁场时速度的大小；
（2）离子P3+在磁场中偏转的角度与偏转的距离。
20.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A． 如图为一电流表的原理示意图，质量为的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为k=200N/m的竖直弹簧相连，矩形区域abef内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中ab=20cm，ae=2cm。当MN中没有电流通过时，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置；当MN中通入电流I=2.5A时，指针指在-0.5cm处，取。
（1）确定此时MN中的电流方向：
（2）求此时弹簧的弹力的大小及磁场磁感应强度的大小。
B． 如图为一电流表的原理示意图，质量为的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为k=200N/m的竖直弹簧相连，矩形区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中ab=20cm，ae=2cm。当MN中没有电流通过时，MN与矩形区域的中线cd重合，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置，当MN中有电流通过时，指针示数可反映出电流大小及电流方向。。
（1）当MN中的电流I=25A时，指针指在-0.5cm处，求磁感应强度B的大小。
（2）求该电流表可以测量的电流范围。
21.（12分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A． 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，在第I、II象限内存在方向垂直平面的匀强磁场，第IV象限内存在有界匀强电场，方向沿y轴负方向，下边界为。在电场区域下方放置探测板，电子到达板上时被吸收。一电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场当人射电子的初速度大小为v0时，电子恰好能到达探测板，并击中（（L2，-h）点。已知电子质量为、电荷量为-e。
（1）求磁感应强度B和电场强度E的大小；
（2）求电子在磁场、电场中运动的总时间。
B． 在如图所示的平面直角坐标系中，在第I、II象限内存在方向垂直xOy平面的匀强磁场，第IV象限内存在匀强电场，方向沿y轴负方向。电场区域呈阶梯状，宽度为L，y方向的长度依次为h、。电场区域下方放置两块宽度为L、彼此不相连的电子探测板，电子遇到探测板后立即被吸收。一束电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，当入射电子束的初速度大小为时，电子恰好能到达第一块探测板，并击中（L2，-h）点。已知电子质量为m、电荷量为-e，不考虑电子间的相互作用。
（1）求磁感应强度B和电场强度E的大小；
（2）若入射电子束的初速度大小在12v0~v0之间，求恰能到达第二块探测板的电子从射入到被吸收的时间。
2022~2023 学年第一学期高二年级期末考试
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。
三、实验题：本题包含2小题，共14分。
16.（4分）
（1）D
（2）穿过闭合电路的磁通量发生变化评分标准：每空各2分。
17.（10分）
（1）减小读数带来的偶然误差
（2）如图所示
（3） 1.75（1.74-1.79） 0.80（0.71-0.84
（4） B
评分标准：每空、图各2分。
四、计算题：本题包含5小题，共41分。
18.（9分）
（1）根据。
解得
由。
解得。
（2）由。
解得：。
。
解得：。
19.（10分）
（1）由3eU=12mv2。。
解得：v=6eUm。
（2）由3evB=mv2R。
得
由几何关系：Rsinθ=d。
解得：，即：。
设偏转距离大小为s：s=R（1−csθ）。
解得：s=2−3d。
20.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。
A．（1）电流方向：M流向N。。。。。。。（2分）
（2）设弹簧弹力为
FN=mg+F安。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F安=kΔx。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F安=BILab。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
FN=2N。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
B．（1）由受力平衡得
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F=BILab。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：R=2T。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）根据BIMLab=kΔxM。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
IM=5A。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
则I≤5A，方向由或N→M。。。。。。（2分）
21.（12分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。
A．（1）设电子在磁场中做圆周运动的半径为R
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
根据几何关系可得：2R=L2。。。。。。。。。。。（1分）
联立可得：B=4mv0Le。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在电场中运动，根据动能定理得
−eEh=0−12mv02。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：E=mv022eh。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）电子在磁场中运动轨迹为半圆，所用时间
t1=πL4v0。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
电子在电场中做匀变速直线运动
v0=cEmt2。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
电子运动的总时间：t=t1+t2=πL+8h4v0。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
B． （1）设电子在磁场中做圆周运动的半径为R
ev0B=mv02R。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
根据几何关系可得：2R=L2。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
联立可得：B=4mv0Le。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在电场中运动，根据动能定理得
−eEh=0−12mv02。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：E=mv022eh。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）能到达第二极板的电子最小入射速度为vmin
−eEh2=0−12mvmin2。。。。。。。。。。（1分）
vmin=22v0
速度最小的电子在磁场中运动半径为
R'=mvmineB=28L。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在磁场中运动半周沿x方向前进2R'
Δx=n−2R'>L.。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
故该电子在磁场中运动三个半周，设时间为t1
t1=3πL4vB。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在的0−h2间往返两次，在间运动到达第二极板被吸收，时间为t2
t2=52hv0。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
故总时间t=t1+t2=3πL4z0+52hy0。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）题号
一
二
三
四
总-分
得分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
B
B
A
A
D
C
B
A
题号
11
12
13
14
15
答案
ACD
CD
BD
AC
CD
（考试时间：上午10：30-12：00）
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。
1. “天宫一号”两侧装有巨大的太阳能电池板，为中国空间站的正常工作提供足够的能量。下列说法正确的是
A． 太阳能是不可再生能源
B．太阳能主要以热传导的方式传到地球
C．太阳能电池板是将太阳能转换为电能的装置
D．太阳能电池板能源源不断地产生电能，说明能量可以创生
2.一台电风扇和一电热毯上都标有“220V60W”的字样，当它们正常工作时
A．它们的电阻值一定相等
B．通过它们的电流一定不同
C．它们的发热功率一定相等
D． 它们消耗的电功率一定相等
3. “中国天眼”用于探索宇宙起源和演化，其灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展了人类的视野。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S。其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为、，则穿过“眼眶”的磁通量大小为
A． B1S B．C．0 D． BS
4.如图所示，虚线方框内有垂直纸面的匀强磁场，闭合线圈在由位置1穿过虚线框到达位置3的过程中，能产生感应电流的是
A．从位置1加速到达磁场前B．匀速通过磁场左边界时
C．在磁场内加速运动时D．停止在位置2时
5.利用如图所示的装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图象，其中大致正确的是
6. 在“重走科学大师之路，探究科技奥秘”活动中，一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针，小磁针静止时，其位置如图（俯视）中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则小磁针转向图中实线所示位置。下列判断可能正确的是
A．导线南北放置，通有向南的电流B．导线南北放置，通有向北的电流西
C．导线东西放置，通有向西的电流D．导线东西放置，通有向东的电流
7.在小区亮化形象工程中，草坪上安装了大量的太阳能庭院LED景观灯。拆下太阳能电池板中的一组电池，测得它未接入电路时两端的电压为800mV，短路电流为40mA．若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是
A． 0.1V B．0.2V C． 0.3V D．0.4V
8. 质量为、带电荷量为q的A粒子和质量为、带电荷量为-2q的B粒子，从同一点先后分别垂直于磁场方向射入匀强磁场中，发现两粒子沿半径相同的圆轨道运动。则A粒子与B粒子的动能之比是
A．B．C．D．
9.如图，长度为L、电阻为R、质量为m的均匀导线弯折成一闭合正三角形abc，并用一绝缘细线挂在力的传感器下方，用此装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。测量时，将abc完全置于匀强磁场中，同时让其平面与磁场方向垂直。将a、b接到电源两端，同时调节电源的电压，发现力传感器示数为0时，ab两端的电压为。由此可以判定全科试题免费下载公众号《高中僧课堂》
A． a接高电势时，方向垂直纸面向里
B． a接高电势时，方向垂直纸面向里
C．b接高电势时方向垂直纸面向外
D． b接高电势时，，方向垂直纸面向外
10.如图a所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，理想电压表、的示数随理想电流表A示数的变化情况如图b所示，下列说法正确的是
A．滑动变阻器的最大阻值为12ΩB．电源的电动势为9V
C．D．电源内阻为3Ω
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
11. 电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电势能的能力，因此电动势
A．由电源中非静电力的特性决定
B．越大，表明电源储存的电能越多
C．在数值上等于未接入电路时电源两端的电压
D．等于把1C的正电荷在电源内部从负极移到正极非静电力做的功
12.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时
A．电路的总电流变小 B．路端电压变大
C．车灯的电流变小 D．电源的总功率变大
13.如图所示，直导线a、b平行放置，通过的电流相等。虚线与导线垂直且交于A、B，O为AB的中点，下列说法正确的是
A． AB间O点处的磁感应强度最大
B． ab间有相互作用的引力
C．若将小磁针放在AB间，小磁针N极受力垂直纸面向内
D．若将小磁针放在A点左侧的虚线上，小磁针N极受力垂直纸面向外
14.某演示用多用电表有两个挡位，一是量程100mA为电流表，另一是倍率为“×1”的欧姆挡其内部电路如图甲所示。其中R为定值电阻，表盘如图乙所示，下列说法正确的是
A．图中a应为红表笔，b应是黑表笔
B．当开关接到c时，多用电表用来测量电阻
C． 欧姆挡内电源的电动势应为1.5V
D．欧姆挡内电源的电动势应为3.0V
15.速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中。不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是
A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B．甲、乙两束粒子的比荷之比为2：3
C． 能通过狭缝的带电粒子的速率为
D． 若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2：3
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16.（4分）
在探究感应电流产生的条件时，同学们分别用下列三种方案进行了探究。
（1）下列操作中，能使灵敏电流计发生偏转的是___________（填选项前字母）。
A．甲图中将条形磁铁放在线圈中保持静止
B．乙图中闭合开关的瞬间
C．乙图中闭合开关后，导体杆ab在磁场中平行磁场方向上下运动
D．丙图中断开开关的瞬间
（2）同学们用三套实验方案做了各种尝试，最终总结如下：
甲方案：只有当磁铁和线圈有相对运动时才会产生感应电流；
乙方案：只有当开关闭合，并且ab棒做切割磁感线运动时才会产生感应电流；
丙方案：只要线圈A中的电流有变化时，线圈B中就会产生感应电流
运用磁通量的概念，根据以上结论可将感应电流产生的条件全面，简洁地表示为 。
17.（10分）
明昊在废品收购站看到一节平头（正极无凸出）电池，上面字迹模糊，但是从形状上可看出像是一节5号充电电池，为验证自己的猜想，明吴借到的主要器材如下：
A．电压表V；有3V和15V两个两程，内阻约3kΩ和15kΩ；
B．电流表A：有0.6A和3A两个两程，内阻约0.1Ω和0.02Ω；
C． 精密电阻箱R0（0~99.99Ω）
D．滑动变阻器R：0~100Ω；
（1）明昊用15V的量程试触电池的两端，发现指针偏转很小。为此他选择使用3V的量程进行测量，理由是___________。
（2）正确选择量程后，明吴设计了图甲的电路进行测量。按照图甲将图乙的实物连接完整。
（3）将调到2.40Ω进行实验，多次调节R滑动触头的位置，读出多组电压表和电流表的示数并绘制出图丙所示的U-I图像，由图线可求出E=___________V，r=___________Ω。（保留2位小数）
（4）实验中，明昊发现电压表不够准确，为此他舍弃了电压表，仅用电流表和下述器材就完成了测量。下列器材中必须选用的是___________。
A．滑动变阻器R B．精密电阻箱 C．精密电阻箱和滑动变阻器R
四、计算题：本题包含4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。
18.（9分）“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，电热丝上消耗的功率为125。求：
（1）太阳能电池的内电阻r。
（2）电动机的热功率和机械功率。
19.（10分）
如图为半导体离子注入工艺原理示意图。初速度为0的离子P3+（质量为m、带电量为+3e），经电压为U的电场加速后，垂直磁场边界进入宽度为d的匀强磁场区域，转过一定角度后从磁场射出，并注入半导体工件内部达到掺杂的目的。已知磁感应强度大小为mU6ed2、方向垂直纸面向里，求：
（1）离子P3+进入磁场时速度的大小；
（2）离子P3+在磁场中偏转的角度与偏转的距离。
20.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A． 如图为一电流表的原理示意图，质量为的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为k=200N/m的竖直弹簧相连，矩形区域abef内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中ab=20cm，ae=2cm。当MN中没有电流通过时，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置；当MN中通入电流I=2.5A时，指针指在-0.5cm处，取。
（1）确定此时MN中的电流方向：
（2）求此时弹簧的弹力的大小及磁场磁感应强度的大小。
B． 如图为一电流表的原理示意图，质量为的均匀细金属棒MN的中点处与劲度系数为k=200N/m的竖直弹簧相连，矩形区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，其中ab=20cm，ae=2cm。当MN中没有电流通过时，MN与矩形区域的中线cd重合，与MN连接的绝缘轻指针指在标尺上的0位置，当MN中有电流通过时，指针示数可反映出电流大小及电流方向。。
（1）当MN中的电流I=25A时，指针指在-0.5cm处，求磁感应强度B的大小。
（2）求该电流表可以测量的电流范围。
21.（12分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A． 在如图所示的平面直角坐标系xOy中，在第I、II象限内存在方向垂直平面的匀强磁场，第IV象限内存在有界匀强电场，方向沿y轴负方向，下边界为。在电场区域下方放置探测板，电子到达板上时被吸收。一电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场当人射电子的初速度大小为v0时，电子恰好能到达探测板，并击中（（L2，-h）点。已知电子质量为、电荷量为-e。
（1）求磁感应强度B和电场强度E的大小；
（2）求电子在磁场、电场中运动的总时间。
B． 在如图所示的平面直角坐标系中，在第I、II象限内存在方向垂直xOy平面的匀强磁场，第IV象限内存在匀强电场，方向沿y轴负方向。电场区域呈阶梯状，宽度为L，y方向的长度依次为h、。电场区域下方放置两块宽度为L、彼此不相连的电子探测板，电子遇到探测板后立即被吸收。一束电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，当入射电子束的初速度大小为时，电子恰好能到达第一块探测板，并击中（L2，-h）点。已知电子质量为m、电荷量为-e，不考虑电子间的相互作用。
（1）求磁感应强度B和电场强度E的大小；
（2）若入射电子束的初速度大小在12v0~v0之间，求恰能到达第二块探测板的电子从射入到被吸收的时间。
2022~2023 学年第一学期高二年级期末考试
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。
三、实验题：本题包含2小题，共14分。
16.（4分）
（1）D
（2）穿过闭合电路的磁通量发生变化评分标准：每空各2分。
17.（10分）
（1）减小读数带来的偶然误差
（2）如图所示
（3） 1.75（1.74-1.79） 0.80（0.71-0.84
（4） B
评分标准：每空、图各2分。
四、计算题：本题包含5小题，共41分。
18.（9分）
（1）根据。
解得
由。
解得。
（2）由。
解得：。
。
解得：。
19.（10分）
（1）由3eU=12mv2。。
解得：v=6eUm。
（2）由3evB=mv2R。
得
由几何关系：Rsinθ=d。
解得：，即：。
设偏转距离大小为s：s=R（1−csθ）。
解得：s=2−3d。
20.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。
A．（1）电流方向：M流向N。。。。。。。（2分）
（2）设弹簧弹力为
FN=mg+F安。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F安=kΔx。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F安=BILab。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
FN=2N。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
B．（1）由受力平衡得
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
F=BILab。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：R=2T。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）根据BIMLab=kΔxM。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
IM=5A。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
则I≤5A，方向由或N→M。。。。。。（2分）
21.（12分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。
A．（1）设电子在磁场中做圆周运动的半径为R
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
根据几何关系可得：2R=L2。。。。。。。。。。。（1分）
联立可得：B=4mv0Le。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在电场中运动，根据动能定理得
−eEh=0−12mv02。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：E=mv022eh。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）电子在磁场中运动轨迹为半圆，所用时间
t1=πL4v0。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
电子在电场中做匀变速直线运动
v0=cEmt2。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
电子运动的总时间：t=t1+t2=πL+8h4v0。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
B． （1）设电子在磁场中做圆周运动的半径为R
ev0B=mv02R。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
根据几何关系可得：2R=L2。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
联立可得：B=4mv0Le。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在电场中运动，根据动能定理得
−eEh=0−12mv02。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
解得：E=mv022eh。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）能到达第二极板的电子最小入射速度为vmin
−eEh2=0−12mvmin2。。。。。。。。。。（1分）
vmin=22v0
速度最小的电子在磁场中运动半径为
R'=mvmineB=28L。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在磁场中运动半周沿x方向前进2R'
Δx=n−2R'>L.。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
故该电子在磁场中运动三个半周，设时间为t1
t1=3πL4vB。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
电子在的0−h2间往返两次，在间运动到达第二极板被吸收，时间为t2
t2=52hv0。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
故总时间t=t1+t2=3πL4z0+52hy0。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）题号
一
二
三
四
总-分
得分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
B
B
A
A
D
C
B
A
题号
11
12
13
14
15
答案
ACD
CD
BD
AC
CD
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