辽宁省大连市2022-2023学年高二上学期期末物理试题（ 含答案解析 ）

第15页/共15页大连市2022~2023学年度第一学期期末考试高二物理一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。1.下列有关电磁波各种应用中，利用了“红外线具有显著热效应”这一特性的是（）A.红外体温计 B.手机传输信号C.紫外线消毒灯 D.红外遥控器【答案】A【解析】【详解】A．体温计利用了红外线具有显著热效应，故A正确；B．手机利用微波传输信号，故B错误；C．紫外线消毒灯利用紫外线的杀菌作用，故C错误；D．遥控器利用了红外线的遥控技术制成，故D错误。故选A。2.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（）A.地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合B.地球内部不存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【答案】D【解析】【分析】【详解】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A错误；

B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误；

C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；

D．地磁场与射向地球赤道的带电宇宙射线粒子速度方向并不平行，所以对带电宇宙射线粒子有力的作用，故D正确。

故选D。3.智能机器人可以服务人类生活，如图所示为一款新型送餐机器人，内部电路如图所示，它的直流电动机额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（）A.电动机消耗的总功率为UIB.电动机消耗的热功率为UIC.电源的输出功率为EI－I2RD.电源的效率为【答案】A【解析】【详解】A．电动机正常工作，其消耗的总功率为故A正确；B．电动机消耗的热功率为对电动机，有故B错误；C．电源的输出功率为故C错误；D．电源的效率为故D错误。故选A。4.如图所示为电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着匝数为n、边长为l的正方形线圈，线圈的底边水平。线圈下方的虚线框内有匀强磁场，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈通有图示方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。则（）A.虚线框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B.虚线框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度C.虚线框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度D.虚线框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度【答案】B【解析】【详解】线圈处于匀强磁场中，则有效长度为l，安培力大小为电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，说明原来的安培力方向向上，根据左手定则，可知方框内磁场方向垂直纸面向里。当电流反向，安培力变为向下时，再次平衡，说明安培力等于mg的一半，即得故选B。5.如图所示，轻质弹簧下端挂一小球。现将小球向下拉离平衡位置距离A后，由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。则在时刻，小球的（）A.加速度最大，动能最小 B.加速度最大，动能最大C.加速度最小，动能最大 D.加速度最小，动能最小【答案】C【解析】【详解】由振动图像可知，在时刻，小球位于平衡位置，根据简谐运动的特点可知，此时小球受到的回复力为零，速度最大，根据，则此时小球的加速度最小为零，动能最大。故选C。6.如图所示交流发电机的输出电压一定，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。升压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；降压变压器的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。当用户增多时（）A.减小，增加 B.增加，减小C.减小，增加 D.增加，减小【答案】C【解析】【详解】AB．当用户增多时，交流发电机的输出电压一定，升压变压器的匝数比不变，则有可知U2不变，用户消耗的电功率增加，理想降压变压器的输入功率等于输出功率，因此增加，AB错误；C．当用户增多时，用户消耗的电功率增加，降压变压器的输入功率增加，升压变压器的输出功率增加，由可知，降压变压器的输入电流I3增加，则输电线上的电压降增加，降压变压器的输入电压减小，C正确；D．当用户增多时，用户消耗的电功率增加，可知、随之增加，升压变压器的输入功率增加；输电线上电压降增加，降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数比不变，则有可知降压变压器的输出电压U4减小，D错误。故选C。7.合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，电源内阻忽略不计，a、b两点之间连接一弹性导体，未悬挂重物时，其阻值与定值电阻R恰好相等。在中间悬挂重物后，下列说法正确的是（）A.弹性导体电阻变小B.电压表与电流表示数之比变小C.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变D.弹性导体消耗的功率变大【答案】C【解析】【详解】AB．根据题中的信息，无法知道弹性导体的电阻是变大还是变小，即无法知道电压表与电流表示数之比变大还是变小，A、B错误；C．根据可知即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电阻R的阻值，保持不变，C正确；D．将电阻和电源作为等效电源，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，因此初始状态，弹性导体消耗的功率最大，悬挂重物后，无论弹性导体的阻值变大还是变小，弹性导体消耗的功率都变小，D错误。故选C。8.调查组在某化工厂的排污管末端安装了流量计，其原理可以简化为如图所示模型：污水内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器左侧流入，右侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A.若污水中正离子较多，则a侧电势比b侧电势高B.若污水中负离子较多，则a侧电势比b侧电势低C.污水中离子浓度越高，流量显示仪器的示数越大D.只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q【答案】AD【解析】【详解】AB．由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向a侧，负离子受到洛伦兹力作用偏向b侧，a侧为高电势，所以a侧电势比b侧电势低，与污水中正负离子的数量无关，选项A正确，B错误；D．显示仪器显示污水流量为又解得可见只需要再测出a、b两点电压就能够推算污水的流量值Q，选项D正确；C．由可知，流量显示仪器的示数与污水中离子浓度无关，选项C错误。故选AD。9.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）A.该波的传播方向是沿x轴正方向B.从t=0到t=0.1s，质点Q通过的路程为10cmC.从t=0到t=0.2s，该波传播的距离为8mD.质点Q简谐运动的表达式为【答案】AC【解析】【详解】A．由图乙可知时刻，质点Q在平衡位置向上振动，根据“同侧法”可知该波的传播方向是沿x轴正方向，故A正确；B．从t=0到t=0.1s，质点Q经过半个周期，通过的路程为20cm，故B错误；C．由图像可知波的传播速度为从t=0到t=0.2s，该波传播的距离为故C正确；D．根据图像可知质点Q简谐运动的表达式为故D错误。故选AC。10.一个六边形导线框放在匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。则在0~5s时间内，下列描述线框中的感应电流I（规定顺时针方向为正方向）、ab边所受安培力F（规定垂直ab沿纸面向右为正方向）随时间t变化的图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB．由图可知，内，线圈中磁通量的变化率相同，所以内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向；同理可知，磁通量不变，感应电流为零，内电路中的电流为逆时针，即为负方向，根据，两段时间内电流强度大小相等，故A错误，B正确；CD．两段时间内电流强度大小相等，由F＝BIL可知，F与B成正比，根据左手定则可知，与内安培力方向向右，正，与内安培力方向向左，为负，故C错误，D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。操作步骤如下：①为避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧；②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关旋转到10mA档；③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转；④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。请回答下列问题：（1）在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______（选填“a”、“b”或者“c”）；（2）可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的_______（选填“A”或“B”）所示；（3）若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏角_________（选填“越大”或“越小”）。【答案】①.a②.B③.越大【解析】【详解】（1）[1]甲图中的a是多用电表的指针定位螺丝。（2）[2]将条形磁铁N极向下插入线圈时，向下穿过线圈磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中感应电流产生的磁场方向向上；多用电表的指针向右偏转，则感应电流从红表笔流入多用表，根据安培定则，可以判断出导线的缠绕方向如图乙中的B所示。（3）[3]条形磁铁插入越快，磁通量变化越快，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势越大，则电流越大，所以多用电表的指针偏角越大。12.国产新能源汽车技术日益成熟，某品牌车采用的刀片电池技术更是大幅度提高了新能源汽车的安全性。已知该车内整块电池的电动势约380伏，是由15块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来，要测量其中一块电芯的电动势E和内阻r。有如下器材：一块电芯、一个电压表、一个电阻箱、开关和若干导线，电路图如图甲所示。（1）为了测量更加精确，图甲中电压表量程应该选_________（“5”或“15”）V；（2）按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U，作图线如图乙所示，图线的斜率为k，与纵轴截距为a，则一块电芯的电动势E=______，内阻r=________；（3）若考虑电压表内阻的影响，利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，_____，________（选填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】①.5②.③.④.小于⑤.小于【解析】【详解】（1）[1]一块电芯的额定电压约为为了更加精确地测量，图乙中电压表量程应该接5V；（2）[2][3]根据得图线的纵轴截距为a，即则斜率为所以（3）[4][5]如果考虑电压表的内阻此时图线纵截距表示，所以E测小于E真，而斜率不变截距偏大，因此r测小于r真。13.某供电系统电路如图所示，磁体间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.20T。矩形线圈ABCD匝数为100匝、面积为，绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为，线圈电阻忽略不计。线圈输出端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈输出电压为220V，求：（1）线圈转到图中位置时感应电动势的大小；（2）图中交流电压表的示数；（3）变压器的原副线圈匝数之比。【答案】（1）0；（2）900V；（3）45:11【解析】【详解】（1）线圈转到图中位置时，位于中性面位置，故感应电动势的大小为（2）感应电动势的有效值为由于线圈电阻不计，则电压表示数为（3）由题意知副线圈输出电压为，则原、副线圈匝数之比为14.某种质谱仪的原理如图所示。两平行金属板之间有如图所示大小为E的匀强电场，还有方向垂直纸面、磁感应强度为的匀强磁场（图中未画出）。半径为R的圆形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场。接收器P安放在与圆形磁场同圆心O的弧形轨道上，A、C、O、D在同一直线上，OP与OD的夹角为。若带电粒子恰能从A点沿直线运动到C点，再进入圆形磁场中，不计粒子的重力。求：（1）匀强磁场的方向以及粒子到达C点时的速度大小；（2）用此仪器分析某元素的两种同位素（电荷量相同，质量不同），接收器分别在和的位置上接收到了粒子，则它们的比荷之比为多大。【答案】（1）磁场方向垂直纸面向里，；（2）1:3【解析】【详解】（1）带电粒子沿直线经过A、C，受电场力和洛伦兹力平衡，根据左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里，则有（2）由洛伦兹力提供向心力可得在和的位置接收到的粒子，在磁场中匀速圆周运动的半径分别为带入等式可得15.如图所示，两条足够长金属导轨水平放置，相距为L，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，导轨左端接一电阻R。将长为L的金属杆CD置于导轨上，质量为m，电阻为r，与水平导轨间的动摩擦因数为。现给金属杆一个水平向右的