2022-2023河北省石家莊市高二上學期期末教學質(zhì)量檢測物理試題（解析版）

石家莊市2022~2023學年度第一學期期末教學質(zhì)量檢測高二物理一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.2021年9月3日，聶海勝示范了太空踩單車，如圖甲所示。太空單車是利用電磁阻尼的一種體育鍛煉器材，其原理如圖乙所示。在銅質(zhì)輪子的外側(cè)有一些磁鐵（與輪子不接觸），在健身時帶動輪子轉(zhuǎn)動，磁鐵會對輪子產(chǎn)生阻礙，磁鐵與輪子間的距離可以改變。下列說法正確的是（）A.輪子受到的阻力大小與其材料電阻率無關(guān)B.若輪子用絕緣材料替換，也能保證相同的效果C.磁鐵與輪子間距離不變時，輪子轉(zhuǎn)速越大，受到的阻力越小D.輪子轉(zhuǎn)速不變時，磁鐵與輪子間距離越小，受到的阻力越大【答案】D【解析】【詳解】A．輪子（導體）在磁場中做切割磁感線的運動，會產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，根據(jù)楞次定律可知，磁場會對運動的輪子產(chǎn)生阻力，以阻礙輪子與磁場之間的相對運動，所以輪子受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力，安培力大小與電阻率有關(guān)，A錯誤；B．輪子（導體）在磁場中做切割磁感線的運動，會產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，因此不能用絕緣材料替換，B錯誤；C．磁鐵與輪子間的距離不變時，輪子轉(zhuǎn)速越大，產(chǎn)生的感應電流越大，輪子受到的阻力越大，C錯誤；D．磁鐵越靠近飛輪，飛輪處于的磁感應強度越強，所以在飛輪轉(zhuǎn)速一定時，磁鐵越靠近飛輪，飛輪上產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流越大，飛輪受到的阻力越大，D正確。故選D。2.國慶閱兵時，我國的JH-7型殲擊轟炸機在天安門上空沿水平方向自東向西呼嘯而過。該機的翼展為12.7m，機長為22.3m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量為，該機水平飛過天安門時的速度為238m/s。下列說法正確的是（）A.該機兩翼端的電勢差約為0.25V，南面機翼端（飛行員左側(cè)）電勢較高B.該機兩翼端的電勢差約為0.25V，北面機翼端（飛行員右側(cè)）電勢較高C.該機兩翼端的電勢差約為0.14V，南面機翼端（飛行員左側(cè)）電勢較高D.該機兩翼端的電勢差約為0.14V，北面機翼端（飛行員右側(cè)）電勢較高【答案】C【解析】【詳解】殲擊轟炸機在天安門上空沿水平方向自東向西飛行時，只有機翼切割地磁場的豎直分量，故感應電動勢大小為根據(jù)右手定則可知南面機翼端（飛行員左側(cè)）電勢較高。故選C。3.在LC振蕩電路中，某時刻電流i的方向如圖所示，下列說法正確的是（）A.若電流i正減小，則電容器正在放電B.若電流i正在增大，此時電容器上極板帶負電C.若僅增大線圈的自感系數(shù)，振蕩頻率增大D.若僅增大電容器的電容，振蕩頻率增大【答案】B【解析】【詳解】A．若電流i正在減小，則電容器正在充電。A錯誤；B．若電流i正在增大，此時電容器上極板帶負電，B正確；CD．由，可知若僅增大線圈的自感系數(shù)，振蕩頻率減小，若僅增大電容器的電容，振蕩頻率減小，CD錯誤。故選B。4.如圖所示，材料相同、粗細均勻的金屬絲構(gòu)成的正方形線框ABCD固定在垂直紙面向里的勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，A、B兩點連接在直流電源兩端，已知AB邊受到的安培力大小為F，則整個線框受到的安培力的合力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由圖可知，ADCB邊與AB邊并聯(lián)接在整個電路中，電阻之比3:1，電流之比1:3，且ADCB邊在磁場中的等效長度也為AB邊長度，因為AB邊受到的安培力大小為F，即所以ADCB邊受到的安培力大小為則整個線框受到的安培力的合力大小為故選A。5.在如圖所示的平行金屬板中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，以一定的速度從左側(cè)沿虛線方向勻速通過此場區(qū)，不計帶電粒子的重力，下列說法正確的是（）A.該粒子的速度大小為B.若該粒子保持速度大小不變從右側(cè)沿虛線方向射入，粒子仍能勻速通過場區(qū)C.若僅將該粒子帶電荷量改為，仍從左側(cè)沿虛線射入，則粒子仍能勻速通過場區(qū)D.若僅將該粒子帶電荷量改為，仍從左側(cè)沿虛線射入，則粒子不能勻速通過場區(qū)【答案】C【解析】【詳解】A．粒子勻速通過此場區(qū)，則有解得該粒子的速度大小選項A錯誤；B．若該粒子保持速度大小不變從右側(cè)沿虛線方向射入，粒子受電場力和洛倫茲力均向下，受力不平衡，粒子不能勻速通過場區(qū)，選項B錯誤；C．若僅將該粒子帶電荷量改為，仍從左側(cè)沿虛線射入，粒子受的電場力和洛倫茲力均反向，受力平衡，粒子仍能勻速通過場區(qū)，選項C正確；D．由可知，粒子勻速穿過場區(qū)與電荷量大小無關(guān)，因此若僅將該粒子帶電荷量改為，仍從左側(cè)沿虛線射入，則粒子仍能勻速通過場區(qū)，選項D錯誤。故選C。6.如圖所示，在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條垂直紙面方向的長直導線，導線中通有大小相等的恒定電流，a、b中電流垂直紙面向外，c中電流垂直紙面向里。已知O為三角形中心，a中的電流在O處產(chǎn)生的磁感應強度大小為，則O處的合磁感應強度的大小和方向是（）A.，垂直于cO向左B.，垂直于cO向右C.，垂直于cO向左D.，垂直于cO向右【答案】B【解析】【詳解】a中的電流在O處產(chǎn)生的磁感應強度大小為，方向與水平方向成向右上，b在O處產(chǎn)生的磁感應強度方向與水平方向成向右下，c在O處產(chǎn)生的磁感應強度方向水平向右，所以O處的合磁感應強度方向垂直于cO向右。故選B。7.在如圖所示的電路中，電源的電動勢、內(nèi)阻，電動機M的內(nèi)阻為，滑動變阻器的總阻值為。閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器的滑片置于正中間時，電動機恰好正常工作，理想電壓表的示數(shù)為3V。下列說法正確的是（）A.電動機正常工作時，通過它的電流為1.5AB.電動機正常工作時，它的輸出功率為4.5WC.如果電動機突然被卡住，電壓表的示數(shù)將增大D.如果電動機突然被卡住，靈敏電流表中會有從B到A的電流【答案】D【解析】【詳解】A．依題意，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得電動機正常工作時，通過它的電流為故A錯誤；B．電動機正常工作時，它的輸出功率為故B錯誤；C．如果電動機突然被卡住，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此時電路中的電流為此時電壓表的示數(shù)為故電壓表示數(shù)將減小，故C錯誤；D．電容器兩端的電壓為電源的路端電壓，由選項C分析可知，如果電動機突然被卡住，干路電流增大，路端電壓將將減小，根據(jù)可知，電容器極板上的電荷量將減小，電容器放電，則靈敏電流表中會有從B到A的電流，故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.真空區(qū)域有寬度為、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向如圖所示，MN、PQ是磁場的邊界。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子（不計重力）沿著與MN夾角的方向射入磁場中，剛好沒能從PQ邊界射出磁場。下列說法正確的是（）A.粒子射入磁場的速度大小為B.粒子射入磁場的速度大小為C.粒子在磁場中運動的時間為D.粒子在磁場中運動的時間為【答案】AD【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意可以分析粒子到達PQ邊界時速度方向與邊界線相切，如圖所示則根據(jù)幾何關(guān)系可知在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力解得故A正確，B錯誤；CD．由粒子運動軌跡可知粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為，粒子在磁場中運動的周期為則粒子在磁場中運動的時間為故C錯誤，D正確。故選AD。9.如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。下列說法正確的是（）A.在圖示位置，線圈中的電流瞬時值為B.從圖示位置開始計時，電阻R兩端電壓瞬時值表達式為C.當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量為D.當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為【答案】AC【解析】【詳解】A．在圖示位置，線圈中感應電動勢有最大值在圖示位置，線圈中的電流瞬時值為B．從圖示位置開始計時，感應電動勢的瞬時值從圖示位置開始計時，電阻R兩端電壓瞬時值表達式為B錯誤；C．電流的有效值為由圖示位置轉(zhuǎn)過所用的時間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱C正確；D．由、、由圖示位置轉(zhuǎn)過所用的時間得電荷量為D錯誤。故選AC。10.如圖所示，在垂直于紙面向外、磁感應大小為B的勻強磁場中，有一圓心為O、半徑為r、電阻為2R的金屬圓環(huán)，圓環(huán)置于紙面內(nèi)。長為r、電阻為的金屬桿OM，可繞過圓心O的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，M端與環(huán)接觸良好。圓心O和圓環(huán)邊緣上的K點通過電刷與阻值為R的電阻連接。忽略電流表和導線的電阻，下列說法正確的是（）A.通過電流表的電流的大小和方向做周期性變化B.通過電阻R的電流方向不變，且從a到bC.電流表示數(shù)的最大值為D.電流表示數(shù)的最小值為【答案】BCD【解析】【詳解】AB．金屬桿OM勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢為可知感應電動勢恒定，故通過電流表的電流的大小和方向不變，根據(jù)右手定則知，金屬桿的電流從O到M，則通過電阻R的電流從a到b，故A錯誤，B正確；C．當M端與K點重合時，圓環(huán)接入電路中電阻最小為0，回路中電阻最小，則電流最大，有故C正確；D．當M端距K點最遠時，圓環(huán)被分為相等的兩半并聯(lián)接入電路，此時圓環(huán)接入電路的電阻最大為回路中總電阻最大，則電流最小，有故D正確。故選BCD。三、非選擇題：共54分。11.某同學在做“利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”的實驗中，所用熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，由該熱敏電阻作為傳感器制作的自動報警器原理圖如圖所示，其中左側(cè)為控制電路，右側(cè)為工作電路。

（1）為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在______（選填“a”或“b”）處。（2）若要使啟動報警的溫度降低些，應將滑動變阻器的滑片P向______（選填“上”或“下”）移動。（3）如果報警器達到報警溫度時，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P都不能使報警器響鈴，檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好，各電路元件完好，則造成電路不能正常工作的原因可能是______。A．控制電路中電源的電動勢過小B．繼電器中線圈匝數(shù)過多C．繼電器中彈簧勁度系數(shù)過大【答案】①.b②.上③.AC##CA【解析】【詳解】（1）[1]溫度升高時熱敏電阻阻值減小，控制電路中的電流增大，則電磁鐵的磁性增強，將銜鐵吸引下來與下方b處接通，故c應接在b處。（2）[2]若要使啟動報警的溫度降低些，相當于增大臨界狀態(tài)的熱敏電阻阻值，為了仍等于電磁鐵將銜鐵吸引下來的電流臨界值，則需要減小滑動變阻器的阻值，即滑片P向上移動。（3）[3]A．警器響鈴的條件是控制電路中的電流大于等于臨界值，控制電路中電源的電動勢過小，即使無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P都無法使電路中的電流升高到臨界值。故A正確；B．繼電器中線圈匝數(shù)過多，使電磁鐵磁性更強，更容易使報警器報警，故B錯誤；C．繼電器中彈簧勁度系數(shù)過大時，電磁鐵在到達臨界條件的電流時，引力無法將銜鐵吸引下來。故C正確。故選AC。12.某小組要測定一蓄電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗器材如下：電流表（量程為，內(nèi)阻為）；電流表（量程為，內(nèi)阻約為）；定值電阻（阻值為）；定值電阻（阻值為）滑動變阻器R（最大阻值為）；待測蓄電池（電動勢約為）；開關(guān)S一個，導線若干。（1）該小組連接了部分實物電路，如圖甲所示，請補畫完整_________。（2）甲圖中，虛線框內(nèi)電表應選______（選填“”或“”），虛線框內(nèi)的定值電阻應選______（選填“”或“”）。（3）電流表示數(shù)用表示，電流表示數(shù)用表示，該小組多次改變滑動變阻器滑片位置，得到了多組、數(shù)據(jù)，并作出圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像可知該蓄電池電動勢______V，內(nèi)阻______。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.②.③.④.2.1⑤.1.4【解析】【詳解】（1）[1]該實驗是測定一蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，需要使用電壓表，因此需要將電流表改裝成電壓表，故實驗電路連接圖如下（2）[2]圖中虛線框內(nèi)電流表通過的電流比較大，應選擇量程大的電流表的A2，A1用來改裝成電壓表；[3]蓄電池的電動勢為2V，改裝后電壓表量程為2V，所以串聯(lián)電阻大小為故選R2；（3）[4][5]根據(jù)閉合回路歐姆定律可得整理得如圖所示由圖可得解得13.某水電站發(fā)電機的輸出功率，發(fā)電機的輸出電壓，通過理想升壓變壓器升壓后向遠處輸電，輸電示意圖如圖所示。輸電線的總電阻，在用戶端用理想降壓變壓器把電壓降為。若輸電線上損失的功率為5kW，求：（1）輸電線上通過的電流；（2）兩個變壓器原、副線圈的匝數(shù)比?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】【詳解】（1）輸電線上損失的功率為，根據(jù)得輸電線通過的電流（2）升壓變壓器為理想變壓器，有又得輸電線上損失的電壓升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比得降壓變壓器原線圈兩端電壓降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比得14.如圖甲所示，極板、PQ間存在加速電場，環(huán)形磁場區(qū)域由兩圓心都在O點、半徑分別為2a和4a的半圓盒和圍成，該勻強磁場垂直于紙面向外，磁感應強度大小為B。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子不斷從粒子源S飄入（初速度為0）加速電場，經(jīng)電場加速后沿的中垂線從極板上小孔射入磁場后打到熒光屏上。不計粒子的重力和粒子間相互作用，打到熒光屏上的粒子均被吸收。（1）為使粒子能夠打到熒光屏上，求加速電壓的最大值；（2）已知加速電壓為某一恒定值時，粒子剛好打在熒光屏的中央，保持加速電壓不變，由于粒子進入磁場時速度方向在紙面內(nèi)向左偏離方向一定角度，且，粒子打到了熒光屏上的D點，如圖乙所示，求、D兩點間的距離。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）當粒子在磁場中運動的軌跡與半徑