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德优网2023陕西省西安市未央区西安中学高中物理考试期末高二上

2022-2023学年陕西省西安中学高二(上)期末物理试卷

试卷总分:100分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(14小题共42分)
1. (本题3分) 德优题库如图所示,水平光滑的地面有一个匀速运动的小车,轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上,另一端固定在物块上。物块和小车相对静止,小车上表面粗糙,弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是(  )

A.小车所受合外力向右

B.小车一定受向右的摩擦力

C.物块一定受小车向右的摩擦力

D.物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右

2. (本题3分) 德优题库一多用电表的表盘如图所示,某同学用此表测阻值大概为150Ω的定值电阻,他应将选择开关旋到(  )
A.“×1”位置
B.“×10”位置
C.“×100”位置
D.“×1K”位置
3. (本题3分) 德优题库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,下列说法不正确的是(  )

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B.地球表面任意位置的地磁偏角有相同的数值

C.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近

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

4. (本题3分) 德优题库某学校创建绿色校园,新装了一批节能灯,如图甲所示,该路灯通过光控开关实现自动控制;电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,RL为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现减小光照强度,则下列判断不正确的是(  )

A.电源的效率变大

B.A灯和B灯都变亮

C.R0两端电压变小

D.电源内部发热的功率不变

5. (本题3分) 如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上。关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是(  )德优题库

A.线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大

B.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场

C.铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置

D.乙图中电流方向a垂直纸面向外,b垂直纸面向内,线框将逆时针转动

6. (本题3分) 德优题库如图甲所示,粗糙水平面上固定一长直导线,其左侧放置一个正方形的金属线框(俯视图),现导线中通以如图乙所示的电流,线框始终保持静止状态,规定导线中电流方向向下为正,在0~2t0时间内,则(  )

A.线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向

B.线框先有扩张趋势后有收缩趋势

C.线框中感应电流先减小后增大

D.线框受到的静摩擦力方向始终向左

7. (本题3分) 如图所示,空间存在垂直于纸面的匀强磁场,在半径为a的圆形区域内部及外部,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B。一半径为b(b>a)、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线环截面的电荷量为(  )

A.                B.  
C.                 D.
8. (本题3分) 如图,AEFCD区域内有一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强碰场。∠A=30°,AE=L,弧EFC是直径为2L的半圆,在A点有一个粒子源,可以沿AD方向发射速度大小不同的带正电的粒子,均打到弧EFC上。已知粒子的比荷均为k,不计粒子间相互作用及重力,则关于粒子在上述过程中的运动时间可能的是(  )

A.      
B.      
C.      
D.
9. (本题3分) 如图甲所示,质量为2kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,另有一小球A以6m/s的初速度向右运动,t=2s时球A与球B碰撞并瞬间粘在一起,碰后球B的ν﹣t图像如图乙所示。已知弹簧的弹性系数k=240N/m,弹簧的弹性势能(x为弹簧的形变量),整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是(  )

A.碰后球B的速度为零时弹簧长度最短

B.碰后球B的速度为零时球C的加速度为零

C.碰后运动过程中,小球B加速度的最大值为20m/s2

D.碰后运动过程中,小球B加速度的最大值为30m/s2

10. (本题3分) 德优题库如图所示,边长为2L的等边三角形abc区域内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,a为x轴的坐标原点。一个长为
3
L,宽为L的矩形线框置于x轴上,t=0时刻线框D点在坐标原点,线框以恒定的速度v穿过磁场。用i表示线框中的电流(逆时针为正),F表示线框所受的安培力的大小,P表示安培力的功率,Φ表示线框中的磁通量,则下列图像正确的是(  )
A.德优题库 B.德优题库
C.德优题库 D.德优题库
11. (本题3分) 德优题库某闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过它的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示。则下列说法正确的是(  )

A.t1时刻,穿过线圈磁通量的变化率最大

B.t2时刻,线圈中电流方向改变

C.从t1到t3时刻,线圈中电流先增大再减小

D.若线圈的转速增大为原来的2倍,则线圈中感应电流的电功率将变为原来的4倍

12. (本题3分) 德优题库如图所示,理想变压器原线圈输电线上接有定值电阻R,AB端接正弦交流电,副线圈上接有两个相同的灯泡L1和L2。开始时,电键K断开。当K接通时(  )

A.副线圈两端的输出电压减小

B.副线圈的输出电流减小

C.灯泡L1消耗的功率变大

D.原线圈中的电流增大

13. (本题3分) 如图所示,ab边界以上,圆形边界以外的Ⅰ区域中存在匀强磁场,磁感应强度为B0,圆形边界以内Ⅱ区域中匀强磁场的磁感应强度为2B0,圆形边界半径为R,ab边界上c点距圆形边界圆心O的距离为2R;一束质量为m、电荷量为q的负电粒子,在纸面内从c点沿垂直边界ab方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界,这其中速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短。只考虑一次进出Ⅰ、Ⅱ区域,则(  )

A.可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为 

B.可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为  

C.速率为v的粒子在Ⅰ区域的运动时间为 

D.速率为v的粒子在Ⅱ区域的运动时间为

14. (本题3分) 最近,某实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试,测试过程在材质均匀的水平地板上完成,获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图象如图1,以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图象如图2。若不计空气,取重力加速度大小为10m/s2,则下列同学的推断结果正确的是(  )德优题库

A.机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N

B.在0~4s时间内,合外力做的功为12J

C.在0~4s时间内,合外力的冲量为12N?s

D.机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.4

二、填空题(4小题共20分)
15. (本题5分) 如图所示中的游标卡尺的示数是        cm,螺旋测微器的示数是        mm。
德优题库
16. (本题5分) 德优题库如图所示表示的是交流电的电流随时间变化的图像,负方向为正弦图像的一部分,则此交流电的电流的有效值是        A.
17. (本题5分) 某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:

(1)游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为L=           mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为D=           mm;
(3)选用多用电表的电阻“×1”挡粗测电阻,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为         Ω。
(4)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
电流表A1量程300mA,内阻约为2Ω;
电流表A2量程150mA,内阻约为10Ω;
电压表V1量程1V,内阻为1000Ω;
电压表V2量程15V,内阻约为3000Ω;
定值电阻阻值R0=2000Ω;
滑动变阻器R1最大阻值为5Ω;
滑动变阻器R2最大阻值为1000Ω;
电源E(电动势约为4V,内阻r约为1Ω)
开关,导线若干。
为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,电压表应选         ,电流表应选         ,滑动变阻器应选         (填器材代号),并根据你选择的器材,请在线框内补全实验电路图。
(5)连接电路,测得电压表读数为U,电流表读数为I,则电阻率的表达式为ρ=                     (用题中所给物理量符号U、I、L、D表示,忽略电压表内阻造成的误差)。
18. (本题5分) 某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时,其阻值随温度的变化关系。实验电路如图1所示,实验设定恒定电流为50.0μA,主要实验器材有:恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。
德优题库
(1)用加热器调节RT的温度后,为使电流表的示数仍为50.0μA,须调节        (选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时,电流表示数为50.0μA;连接电压表后,电流表示数显著增大,须将原电压表更换为内阻        (选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示,由图2可得温度从35.0℃变化到40.0℃的过程中,RT的阻值随温度的平均变化率是        kΩ?℃-1(保留2位有效数字)。德优题库
三、解答题(5小题共38分)
19. (本题8分) 德优题库如图甲所示,放在水平地面上的足够长的木板质量M=2kg,木板左端放一质量m=1.0kg的滑块(可视为质点),已知地面和木板间的动摩擦因数μ1=0.1;滑块和木板间的动摩擦因数μ2=0.4,滑块的正上方有一悬点O,通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=2.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面,由静止释放,小球摆至最低点时与滑块发生正碰(即两物体在同一直线上碰撞),且小球与滑块只碰一次,小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小;
(2)小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)长木板运动过程中的最大位移。
20. (本题8分) 德优题库如图所示,在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内(不含边界)。有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒于从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域,不计粒子受到的重力。求:
(1)在粒子从PN边射出磁场的情况下,粒子入射的最小速度vmin
(2)在粒子从MN边射出磁场的情况下,粒子在磁场中运动的最长时间tmax
21. (本题7分) 如图甲所示,足够长的粗糙平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面的夹角θ=37°,导轨间距L=1m,M、P两端接一阻值R=3Ω的电阻。一质量为m=1kg、电阻为r=1Ω、长度也为L=1m的金属棒ab静止在距离轨道底端d=1m处。现在整个装置处在一垂直于导轨平面向上的磁场中,磁感应强度变化的规律如图乙所示。已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为μ=0.8,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在t=0时刻闭合开关So求:
(1)金属棒开始滑动前,流经金属棒的电流方向;
(2)经多长时间金属棒开始滑动。
德优题库
22. (本题7分) 德优题库如图所示,一小型发电机内有N=100匝矩形线圈,线圈面积S=100cm2,线圈电阻r=20Ω。在外力作用下矩形线圈在B=0.1T的匀强磁场中,以恒定的转速n=50r/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,发电机线圈两端与R=80Ω的电阻构成闭合回路。从图中所示时刻开始计时,求:
(1)线圈转动时产生感应电流瞬时值的表达式;
(2)线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量q;
(3)线圈转动10s,整个电路产生的焦耳热Q。取π2=10。
23. (本题8分) 如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上,阻值为R的定值电阻与导轨的M、P端相连,MP和导轨垂直,平行导轨的间距为L,导轨电阻不计。穿过导轨平面的磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度的大小B随着时间t变化的图像如图乙所示,质量为m、长度为L、电阻值为r=
1
4
R的金属杆ab垂直于导轨放置并且和导轨接触良好,杆ab和PM之间距离为d。现在杆ab的中点处系一根不可伸长的轻绳,绳子跨过定滑轮与一质量为m的物块相连接,滑轮左侧轻绳与导轨平面保持平行,已知在0~t0时间内,金属杆ab在水平外力F作用下保持静止状态。t0时刻撤去外力,金属杆从静止开始运动,当物块下落的高度为h时,物块达到最大速度,重力加速度为g。求:
(1)写出水平外力F随时间t的变化关系式;
(2)从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内,通过电阻R的电荷量;
(3)从t=0时刻开始到物块达到最大速度时间内,电阻R所产生的热量;
(4)物块下落h高度的过程中所经历的时间。
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  • 题号
  • 考点
  • 操作
  • 1
  • 判断是否存在摩擦力,牛顿第二定律的简单应用,动量定理的内容和应用,
  • 查看
  • 2
  • 练习使用多用电表(实验),
  • 查看
  • 3
  • 地磁场,
  • 查看
  • 4
  • 电路动态分析,
  • 查看
  • 5
  • 磁电式电流表,
  • 查看
  • 6
  • 楞次定律及其应用,
  • 查看
  • 7
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,法拉第电磁感应定律的内容和表达式,电磁感应过程中的电路类问题,
  • 查看
  • 8
  • 带电粒子在直线边界磁场中的运动,
  • 查看
  • 9
  • 常见力做功与相应的能量转化,动量守恒定律在含有弹簧的碰撞问题中的应用,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
  • 查看
  • 10
  • 安培力的概念,
  • 查看
  • 11
  • 磁通量的概念和计算公式的定性分析,交流发电机及其产生交变电流的原理,交变电流峰值的计算和影响因素,
  • 查看
  • 12
  • 电功和电功率的概念及影响因素,变压器的构造与原理,变压器的动态分析——原线圈无负载,
  • 查看
  • 13
  • 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
  • 查看
  • 14
  • 动能定理的简单应用,动量定理的内容和应用,
  • 查看
  • 15
  • 游标卡尺的使用与读数,螺旋测微器的使用与读数,
  • 查看
  • 16
  • 正弦式交变电流的函数表达式及推导,
  • 查看
  • 17
  • 游标卡尺的使用与读数,螺旋测微器的使用与读数,导体电阻率的测量,练习使用多用电表(实验),
  • 查看
  • 18
  • 伏安法测电阻,
  • 查看
  • 19
  • 无外力的水平板块模型,绳球类模型及其临界条件,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
  • 查看
  • 20
  • 牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
  • 查看
  • 21
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,安培力的概念,楞次定律及其应用,法拉第电磁感应定律的内容和表达式,
  • 查看
  • 22
  • 交流发电机及其产生交变电流的原理,正弦式交变电流的函数表达式及推导,
  • 查看
  • 23
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,导体平动切割磁感线产生的感应电动势,电磁感应过程中的能量类问题,
  • 查看
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