滿分100分，時間75分鐘．
第Ⅰ卷(選擇題，共43分)
一、單選題 (本大題7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1．如圖所示，圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管b與電源、滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是（ ）
A．線圈a中將產(chǎn)生沿順時針方向（俯視）的感應電流
B．穿過線圈a的磁通量減小 C．線圈a有擴張的趨勢
D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大
2．A、B為一對等量同種電荷連線上的兩點，其中B點為中點，C點為連線中垂線上的一點。今將一個電荷量為的負點電荷自A沿直線移到B再沿直線移到C，則（ ）
A．負點電荷在B到C的過程中所受電場力可能先增大后減小
B．以無窮遠處為零電勢點，則B點電勢為零
C．負點電荷在A到B的過程中電勢能一定減小
D．負點電荷在A點的電勢能與在C點的電勢能相等
3．如圖甲所示，高壓輸電線上有a、b、c三根相互平行的水平長直導線，通有大小相等且方向相同的電流I。、、為導線a、b、c上的三個點，連接三點構(gòu)成的三角形為等腰直角三角形，且與三根導線均垂直，O為連線的中點。逆著電流方向觀察得到如圖乙所示的截面圖。已知單獨一根通電導線a在O處產(chǎn)生的磁感應強度大小為B，不計地磁場的影響，則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)、c兩根導線相互排斥
B．導線b受到的安培力方向豎直向上
C．O點的磁感應強度大小為B，方向是從O指向
D．在的連線上存在磁感應強度為零的位置
4．如圖為圓柱形區(qū)域的橫截面，在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強磁場。帶電粒子（不計重力）第一次以v1速度沿截面直徑入射，粒子飛出磁場區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)60°角；該帶電粒子第二次以速度v2從同一點沿同一方向入射，粒子飛出磁場區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)90°角，則帶電粒子第一次和第二次在磁場中運動的（ ）
A．半徑之比為 B．速度之比為
C．速度之比為 D．時間之比為
5．用如圖所示的回旋加速器加速電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子，已知D形盒半徑為R，所加磁場的磁感應強度大小為B，a、b間所接電壓為U，忽略兩D形盒間狹縫的寬度。下列說法正確的是（ ）
A．圖中回旋加速器加速的帶電粒子一定帶負電
B．回旋加速器a、b之間所接高頻交流電的同期為
C．回旋加速器加速后粒子的最大動能為
D．回旋加速器D形盒的半徑R、磁感應強度B均不變，則加速電壓U越小，粒子飛出D形盒的動能Ek越大
6．如圖所示，豎直放置的平行電極板M和N之間存在加速電場，N板右側(cè)是一個速度選擇器，內(nèi)部存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，其中電場強度大小為E，磁感應強度大小為B。從M和N之間的中點S靜止釋放一個比荷為k的帶正電粒子，加速后穿過N板的小孔O，恰能沿虛線通過速度選擇器，不計粒子的重力。下列正確的是（ ）
A．M和N之間的電壓為
B．從靠近M板的P點釋放比荷為的帶正電粒子，能沿虛線通過速度選擇器
C．從靠近M板的P點釋放比荷為的帶正電粒子，通過小孔O后向下偏轉(zhuǎn)
D．從S點釋放比荷為2k的帶正電粒子，沿虛線通過速度選擇器的速度大小為
7．某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當汽車啟動時，開關(guān)S閉合，電機工作，車燈突然變暗，下列說法正確的是（ ）
A．車燈的電流變大 B．路端電壓變大
C．電路的總電流變大 D．電源的總功率變小
二、多選題（本題共3小題，每題5分，共計15分，每題有多項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分）
8．如圖所示，平行金屬板中有一個帶電油滴懸浮在兩板間的P點，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，選地面的電勢為零，當滑動變阻器的滑片向b端移動時，下列說法正確的是（ ）
A．油滴帶負電，將向下運動 B．電壓表示數(shù)變大
C．若電容器上極板向上移動一段距離，則油滴在P點的電勢能增加
D．若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為和，則
9.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強為的勻強電場。在勻強電場中有一根長的絕緣細線，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為的帶電小球，它靜止時懸線與豎直方向成角，若小球獲得初速度恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動，取小球在靜止時的位置為電勢能零點和重力勢能零點，，取。下列說法正確（ ）
A．小球在運動至圓周軌跡上的最高點時動能最小
B．小球的帶電荷量
C．小球在運動至圓周軌跡上的最低點時動能和電勢能之和最大
D．小球動能的最大值為
10．如圖甲所示，圓形線圈內(nèi)有垂直于線圈平面的磁場，已知線圈面積為，線圈匝數(shù)，線圈總電阻，線圈內(nèi)磁感應強度隨時間的變化情況如圖乙所示。設圖示的磁場方向與感應電流方向為正方向，則下列有關(guān)線圈的電動勢、感應電流、熱功率、焦耳熱隨時間的變化圖像正確的是（ ）
A．B．
C．D．
第Ⅱ卷(非選擇題，共57分)
三、實驗題（本題共2小題，共16分,11題10分，12題6分）
11．某同學為研究小燈泡L（額定電壓2.8V，額定電流0.40A）的伏安特性，所使用的器材有：A．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）； B．電壓表（0~15V，內(nèi)阻約為30kΩ）；
C．電流表（0~3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）； D．電流表（0~500mA，內(nèi)阻約為0.6Ω）；
E．滑動變阻器（200Ω，0.5A）； F．滑動變阻器（10Ω，2A）；
G．直流電源（電動勢3V，內(nèi)阻不計）； H．開關(guān)S，導線若干。
(1)實驗要求能夠在0~2.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進行測量，并盡可能減小誤差。根據(jù)要求在圖1虛線框中畫出實驗電路圖 。
(2)電路中電壓表應選用 ，電流表應選用 ，滑動變阻器應選用 。（用序號字母表示）
(3)測得此燈泡的伏安特性曲線如圖2所示，當工作電壓是1.6V時，此燈泡的電阻為 。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
(4)若將此燈泡與電動勢為3V，內(nèi)阻為10Ω的電源相連，則燈泡兩端的實際電壓為 V（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。
12．電磁感應部分：
（1）如圖是“研究電磁感應現(xiàn)象”的一個成功的實驗裝置，將圖中所缺導線連接完整。
（2）如圖所示，將勻強磁場中的線圈（正方形，邊長為L）以不同的速度v1和v2勻速拉出磁場，線圈電阻為R，那么兩次拉出過程中，
外力做功之比W1：W2＝ 。
四、計算題（共41分）。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13．（10分）電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，某玩具起重機的電路示意圖如圖所示，閉合開關(guān)S后，燈泡恰好正常工作，理想電流表的示數(shù)。已知電源電動勢，燈泡的銘牌上標有“”的字樣，電動機線圈的電阻。求：
(1)開關(guān)S閉合狀態(tài)下，內(nèi)通過燈泡的電荷量；
(2)電源的內(nèi)阻；
(3)電動機的輸出功率。
14．（12分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，y軸左側(cè)空間分布著水平向右的勻強電場，y軸右側(cè)空間分布著垂直紙面向外的勻強磁場。某時刻有一帶正電的粒子以初速度沿平行于y軸正方向從A點射出，粒子從C點進入磁場，且速度方向與y軸夾角，并在磁場中運動一段時間后恰好又回到A點。已知A點坐標為粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計粒子所受的重力。求：
(1)C點坐標為以及y軸左側(cè)勻強電場的電場強度大小E；
(2)y軸右側(cè)勻強磁場的磁感應強度大小B；
(3)帶電粒子從A點開始運動到再次回到A點的時間t。
15．（19分）如圖所示，足夠長的平行金屬導軌MN、PQ平行放置，間距為L=3m，與水平面成θ=53°，導軌與固定電阻R1和R2相連，且R1=R2=2Ω。R1支路串聯(lián)開關(guān)S，原來S閉合，勻強磁場垂直導軌平面斜向上。有一質(zhì)量為m=1kg的導體棒ab與導軌垂直放置，接觸面粗糙且始終接觸良好，導體棒的電阻R也為2Ω.現(xiàn)讓導體棒從靜止釋放沿導軌下滑，當導體棒運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時速率為v=2m/s，此時整個電路消耗的電功率為12W。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，導軌電阻不計。求：
(1)在上述穩(wěn)定狀態(tài)時，導體棒ab中的電流I和磁感應強度B的大??；
(2)如果導體棒從靜止釋放沿導軌下滑x=1m距離后運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)斷開開關(guān)S后，導體棒沿導軌下滑一段距離d后，通過導體棒ab的電量為q=3C，求這段距離d。
2023級高二年級期末聯(lián)合考試
物理答案
11．(1)
(2) A D F
(3)5.33
(4)1
【詳解】（1）因燈泡額定電壓2.8V，額定電流0.40A，可知電壓表選擇A，電流表選擇D；則由于電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，可知應該采用電流表外接。為減小誤差，應連接成分壓式電路，如圖所示
（2）因燈泡額定電壓2.8V，額定電流0.40A，可知電壓表選擇A，電流表選擇D；則由于電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，可知應該采用電流表外接；滑動變阻器選擇阻值較小的F。
（3）根據(jù)燈泡的伏安特性曲線，當工作電壓是時，燈泡的電流為300mA=0.3A，則此燈泡的電阻為
（4）在燈泡的伏安特性曲線中做出電動勢為3V、內(nèi)阻為的電源的圖像，如圖所示
則圖像的交點的坐標即為小燈泡接入電路中時燈泡的電壓和電流，所以燈泡兩端的實際電壓為
12．
【詳解】（1）[1]電源、滑動變阻器、開關(guān)與線圈A組成閉合回路，如圖所示。
（2）[2]線圈做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，拉力等于安培力，則
拉力做功
B、L、R相同，拉力的功與速度成正比
W1：W2＝v1：v2
13．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）燈泡L正常發(fā)光，其額定電壓
流過燈泡L的電流
通過燈泡L的電荷量
解得
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律有
解得
（3）流過電動機的電流
電動機消耗的總功率
電動機的熱功率
電動機的輸出功率
解得
14．(1)，
(2)
(3)
【詳解】（1）粒子在電場中做類平拋運動，設粒子從A點到C點所用時間為，根據(jù)運動規(guī)律有
沿x軸方向，粒子做初速度為0的勻加速直線運動，有
C點坐標為；
設粒子到達C點時沿x軸速度的大小為，有
聯(lián)立得
（2）設粒子到達C點時的速度大小為v，則
設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系有
粒子在磁場中受到的洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
（3）粒子在磁場中運動的時間
粒子從A點開始運動到再次回到A點的時間
解得
15．(1)，
(2)
(3)
【詳解】（1）當導體棒以速率v勻速下降時，電路中的總電阻
由
得
感應電動勢
由
得
（2）根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知
得
由能量守恒
得
（3）根據(jù)法拉第電磁感應定律有
，，
可得
由
得
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
C
A
C
B
C
AC
BD
AD

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