辽宁省沈阳市五校协作体2022-2023高二上学期期末考试物理试题（答案）

高二年级物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D B D A B A BD BD CD
11． 左； 右；C
12【答案】 2.8（2.7~2.9 均可）
0.8（0.7~1.0 均可） 3.0 1.0
13【答案】（1） 2 15V； （2） 10m/s ；（3）0.2m
E 45
（1）由闭合电路的欧姆定律I = = A=1.5A ————-2 分
R +R+r 18+10+2
滑
电压表的示数 U=IR 滑=1.5×10V=15V—————————————————1 分
15
（2）电容器两板间场强 = = V/m=30V/m ———————————–1 分
0.5
由牛顿第二定律得 Eq-mg=ma，带入数据解得 a=5m/s2—————————2 分
0.8
小球在板间飞行时间为 = = s=0.2s —————————2 分
0 4
1 1
所以， = 2 = × 5 × 0.22m=0.1m—————————2 分
2 2
√3 2
14【答案】（1）B 00v0；（2） ≥ ； + 0 3 0
（1）设板间的电场强度为 E，受到的电场力和洛伦兹力平衡，有qE = qB0v0———1 分
解得E = B0v0—————————1 分
（2）设 A 点离下极板的高度为 h，离子射出电场时的速度为 v
1 1
根据动能定理，得 = 2 20—————————1 分 2 2

离子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速运动，有 = 0 = 2 —————1 分
cos60° 0
3
解得 = 0—————————1 分
2 0
2
设离子进入磁场后做匀速圆周运动的半径为 r，根据牛顿第二定律，得 = 1 分

由几何关系得 ≥ cos60°—————————1 分

解得 ≥ 0—————————1 分

1 2 √3 离子在电场中运动，有 = ， = 1，解得 1 = —————————1 分 2 0
2 1
离子在磁场中运动时，当磁感应强度 B 取最小时，时间最长 max = ， 2 = max = min 3
2
————————2 分
3 0
√3 2
粒子从 A 点射入到从 MP 射出的最长时间是 = 1 + 2 = + ———————-1 分 0 3 0
(其它解法也得分)
15【答案】（1）1.5m/s；（2）0.26J；（3）7 次；5.7s
（1）导体棒受到向右的安培力F安 = BIL = 0.5N—————————1 分
1
对棒由动能定理 安 1 =
2
1解得 1 = 1.5m/s—————————1 分 2
（2）当棒与线框发生弹性碰撞，因为两者质量相等，且线框静止，所以二者交换速度，
即第 1 次撞后，线框以 1.5m/s 速度运动，棒静止，当线框右边从 d2磁场左边界运动到右
边界用时 Δt1，由电磁感应定律
Δ BΔS
E = = 1—————————1 分
Δt1 Δt1
E BΔS
I1 = =
1 —————————1 分
R2 Δt1R2
1
对线框由动量定理 1Δ 1 = 2 1； 1 = 1 × —————————1 分 2
解得 2 = 1.4m/s—————————1 分
同理可得线框左边从 d2磁场左边界运动到右边界时线框速度 v3=1.3m/s；可知每次线框经
过磁场 d2时，速度将减少 0.2m/s，线框以 v3=1.3m/s 与挡板弹性碰撞后，以 1.3m/s 速度
返回，经过磁场 d2后，速度变为 v4=1.1m/s，线框以 v4速度与棒第二次相碰，由能量守恒
1 2 1可得 = 21 4 = 0.26J—————————2 分 2 2
（3）棒与线框第 2 次碰后，交换速度，棒以 1.1m/s 速度向左运动，线框静止，棒进入 d1
磁场，因安培力不变，棒作匀减速运动，有 安 = 解得 = 1
2
m/s ———————–1 分
2 9
棒在 d1磁场中位移 =
4 = 0.605m< m—————————1 分
2 8
棒在 d1磁场减速到速度为 0，然后以 a 反向加速，以 1.1m/s 速度出 d1磁场，再与线框碰
1.1m/s
撞，线框通过 d2磁场速度减小 0.2m/s，则 = 5.5 < 6—————————1 分
0.2m/s
所以再碰 5 次，总的碰撞次数为 7 次—————————1 分

棒从 d 磁场左边界匀加速运动到右边界时间为 = 11 1 = 1.5s—————————1 分
棒与线框第 2 次碰后以 v4=1.1m/s 速度进入 d1磁场作匀减速直线运动，然后反向加速，
2
用时 2 =
4 = 2.2s—————————1 分

2
同理可得 = 5
2
3 = 1.4s； 4 =
6 = 0.6s—————————2 分

导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间 总 = 5.7s—————————1 分2022-2023学年度（上）沈阳市五校协作体期末考试
高二年级物理试卷
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单选题（每题4分）
1．印刷品印完之后通常要进行边缘切割，如图所示是一台切割纸张的切割机，切割时印刷工人需要用手将印刷品推到切割刀下，为了防止印刷工人受伤，工人需要用双手同时按下开关，切割刀才会开始工作；符合切割刀的工作原理的电路图是（ ）
A． B． C． D．
2．工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示的传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的负极、正极上，G是灵敏电流计．熔喷布匀速从两极板间穿过，若检测到电流计中有从a流向b的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．电容变大，熔喷布变薄 B．电容变大，熔喷布变厚
C．电容变小，熔喷布变厚 D．电容变小，熔喷布变薄
3．如图所示的电路中，R是压敏电阻，其阻值随所受压力F的增大而减小．闭合开关S后，在缓慢增大F的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡亮度将变大 B．灯泡亮度将变大
C．电容器C所带电荷量将减小 D．电源的输出功率一定减小
4．如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（ ）
A．移动滑动变阻器的滑片向左移，灯、同时变亮
B．移动滑动变阻器的滑片向左移，灯逐渐变暗，立即变暗
C．移动滑动变阻器的滑片向右移，灯、同时变暗
D．移动滑动变阻器的滑片向右移，灯逐渐变暗，立即变暗
5．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外．线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t=0时，线框开始进入磁场．规定顺时针方向为电流的正方向，在线框穿过匀强磁场区域的过程中线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B．C． D．
6．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒子在电场中的运动时间，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径无关
B．若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少
C．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大
D．粒子速度越来越大，交流电源的频率也越来越大
7．如图所示，一理想变压器原线圈通过一理想电流表A接在的正弦交流电源上，一个二极管D和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端，理想电压表V和电阻R并联，若电压表的示数为（假设该二极管D的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（ ）
A．原线圈和副线圈的匝数比为20∶1 B．原线圈和副线圈的匝数比为10∶1
C．减小负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 D．将二极管短路，电流表的读数变小
二、多选题（每题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势随x的分布如图所示．一质量为m、带电量为的粒子只在电场力的作用下，以初速度从处的O点进入电场并沿x轴正方向运动，则下关于该粒子运动的说法中正确的是（ ）
A．和的场强E的方向相反
B．全程，电场力做功为零
C．粒子从处运动到处的过程中动能逐渐增大
D．粒子从处运动到处的过程中电势能逐渐减小
9．半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻．导体棒AB在水平外力作用下，以角速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒A端相当于电源正极 B．导体棒AB两端的电压大小为
C．流过R的电流大小为 D．外力的功率为
10．如图所示，在xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点，圆内存在垂直于xOy面向外的匀强磁场．在第Ⅰ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E．一带正电的粒子（不计重力）以速率从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场，最后从点射出电场，出射方向与x轴正方向夹角为，且满足．下列判断中正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的轨迹半径为2R B．磁场的磁感应强度大小为
C．带电粒子的比荷 D．带电粒子运动经过y轴的纵坐标值为1.5R
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、实验题（11题第一空1分，其它每空2分，共15分）
11．“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图所示，已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置，经判断：当电流从左接线柱流入时指针左偏；电流从右接线柱流入时指针右偏．请根据所学知识回答下列问题：
（1）电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，灵敏电流计指针会______偏（填“左”或“右”）．
（2）将开关S扳到a，让电源给电容器充电结束后，保持开关位置不变，若将电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中灵敏电流计指针**偏（填“左”或“右”）．
（3）电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，用电流传感器通过计算机观察到电流随时间变化的情况是___________．
A． B． C． D．
12．甲同学在用电流表和电压表测量一节锂电池的电动势和内阻的实验中，实验电路如图甲所示，电路中定值电阻的阻值为．
请回答下列问题：
（1）测得下列五组数据：根据数据在坐标图上画出图像．
U/V 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
I/A 0.08 0.16 0.24 0.27 0.40
（2）根据图像，求出该电池电动势_______V，内阻为________．（结果均保留1位小数）
（3）乙同学在用相同的电路和元件测量另一块电池时，在实验中多连接了一根导线，如图丙中的虚线所示（图甲中A、B、C、D为滑动变阻器的四个接线柱，虚线连到C点）．由电压表的读数U和电流表的读数I画出图线如图丁所示．乙同学分析了图像出现异常的原因后，认为由图丁也可以达到实验目的，则由图丁可得电源的电动势 ________V，________．（结果均保留1位小数）
四、计算题（13题10分，14题12分，15题17分）
13．如图电路中，电源电动势E=45V，内阻，电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路的阻值，待电路稳定后，将一带负电的小球，带电量，质量为，从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度水平向右射入两板间，该小球可视为质点．两平行金属板A、B水平放置，极板长，两板间的距离．不考虑空气阻力，电路中的电压表、电流表均是理想电表．（g取）．求：
（1）此时电压表的示数U；
（2）小球离开电场时的侧移量y的大小．
14．如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．金属板右下方以MN、PQ为上、下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上．一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力，求：
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小；
（2）若撤去板间磁场，离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成60°角，为了使离子进入磁场后不从PQ边离开，磁场的磁感应强度B应满足什么条件；从A点射入到从MN边离开磁场的最长时间是多少？
15．如图所示，间距 =2.0m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接输出电流 =0.5A的恒流源．空间分布两个宽度分别为和、间距的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小均为，方向均竖直向下．质量、电阻为的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量、边长为0.5D、电阻的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界；一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为0.5D．某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动．已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力．求：
（1）导体棒第一次离开区域Ⅰ时的速度大小；
（2）线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q；
（3）线框与导体棒碰撞的次数n，以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时5间．

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