辽宁2023年高二物理上期期中考试附答案与解析

选择题
关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是
A. 磁场看不见、摸不到，但在磁体周围确实存在着磁场；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的
B. 磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，则无力的作用，也就不存在磁场
C. 在磁场中画出磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处不存在磁场
D. 磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来
【答案】A
【解析】试题分析：A、磁场是一种特殊的物质，我们虽然看不见、摸不到它，但它确实存在；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的，故A正确；
B、磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，磁场仍然存在，故B错误；
C、磁感线的疏密表示磁场的强弱，在磁场中画出磁感线处存在磁场，
在磁感线间的空白处也存在磁场，故C错误；
D、磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，磁体内部的磁场磁感线从南极指向北极，故D错误；
故选：A。

选择题
一台直流电动机的额定电压为100V，正常工作时电流为10A，线圈内阻为0.5Ω，若该电动机正常工作10s，则（）
A. 该电动机线圈上产生的热量为104J
B. 该电动机线圈上产生的热量为2×105J
C. 该电动机输出的机械功为104J
D. 该电动机输出的机械功为9.5×103J
【答案】D
【解析】解：选项分析
A、B项，该电动机线圈上产生的热量为，故A、B项错误。

C、D项，电动机输出的机械功，故C项错误，D 项正确。

综上所述，本题正确答案为D。

选择题
如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径。

一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
画出两种情况下带电粒子的运动轨迹如图所示，由题意，同一粒子在磁场中偏转时间同为t，则两种情况下带电粒子的偏转角均为60°；
由几何关系可以确定带电粒子在两种情况下做匀速圆周运动的半径分别为r1=2R，r2=Rtan60°=R，由洛仑兹力提供向心力Bqv=m，则速度，则，所以当粒子沿ab方向射入时，v2=v，则选项ABD错误，选项C正确。

故选C。

选择题
如图所示，匀强磁场分布在第一象限，带电粒子以初速度v0从a点平行x轴进入，经过x轴b点，。

若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0平行x轴从a点进入电场，仍能通过b点，不计重力，则电场强度E和磁感应强度B的比值为()
A. 2.5 v0
B. 1.25 v0
C. 0.5 v0
D. v0
【答案】B
【解析】
设ob=2oa=2d，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以
，解得圆周运动的半径，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：B=。

如果换成匀强电场，水平方向以v0做匀速直线运动，竖直沿y轴负方向做匀加速运动，即：，解得：，则：；故B正确，ACD错误；故选B。

选择题
如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。

一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C 的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（）
A. 从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边
B. 从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边
C. 从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边
D. 从ad边射人的粒子，出射点全部通过b点
【答案】D
【解析】
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，得到：
；因ab=0.3m，如图所示，
根据几何关系，可得：虚线的四边形是菱形，则从ao边射入的粒子，
出射点全部从b点射出；从od边射入的粒子，形成以r为半径的圆弧，从点o射入的从b点出去，因边界上无磁场，粒子到达bc后应做直线运动，即全部通过b点，故D正确；ABC错误；故选D。

选择题
在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是()
A. 电压表和电流表的示数都增大
B. 灯L2变暗，电流表的示数增大
C. 灯L1变亮，电压表的示数减小
D. 灯L2变亮，电容器的带电量增加
【答案】C
【解析】
由图可知，与并联后与串联，电压表测量的电源的路端电压；当滑片上移时，滑动变阻器接入电阻增大；则总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小；则通过的电流变小，变暗．由可知，路端电压增大；电压表示数增大，故AC错误．因路端电压增大，灯泡电压减少，故并联部分电压增大，则亮度变亮，
电流增大，再由并联电路中的电流规律可知，，所以，流过的电流变小，电流表的示数变小，故B错误，D正确．故选D．
选择题
如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。

图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。

此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其它条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。

则导线框中的电流大小为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；结合矢量的合成法则及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为，根据平衡条件，则有：F1+F安=mg；现将虚线下方的磁静场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2．则两边受到的安培力大小相等，安培力夹角均为120°，因此安培力合力，则有；联立得：，即.故选A.
选择题
霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的，利用霍尔效应制成的霍尔位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿x轴方向均匀变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kx （B0、k均为常数,且k>0）。

在传感器中通以如图所示的电流I，则当传感器沿x轴正方向运动时（）
A. 霍尔位移传感器的上、下两表面的电势差U越来越大
B. k越大，位移传感器的灵敏度越高
C. 若该霍尔位移传感器是利用电子导电，则其上表面电势高
D. 通过该传感器的电流越大，则其上、下两表面间的电势差U越小
【答案】ABC
【解析】
最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q=qvB，电流的微观表达式为I=nqvS=nqvbc，所以．B越大，上、下表面的电势差U越大。

电流越大，上、下表面的电势差U越大。

故A正确，D错误。

k越大，根据磁感应强度B=B0+kx，知B随x的变化越大，根据知，U随x的变化越大，即传感器灵敏度（）越高。

故B正确。

霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高。

故C正确。

故选ABC。

选择题
如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线（外电路为纯电阻电路），图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（）
A. 电源的短路电流为6A
B. 电源的内阻为Ω
C. 电流为2.5A时，外电路的电阻一定为15Ω
D. 输出功率为120W时，外电路电阻为7.5Ω
【答案】CD
【解析】
根据闭合电路的欧姆定律，电压的输出电压：U=E-Ir，对照U-I图象，当I=0时，U=E=50V；U-I图象斜率的绝对值表示内电阻，故：
，则短路电流，故AB错误；电流为 2.5A时，对照U-I图象，电压为37.5V，故外电路电阻：
，故C正确；输出功率为120W时，对照P-I图象，电流为4A，再对照U-I图象，输出电压为30V，外电路电阻为
，故D正确；故选CD。

选择题
质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图3所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是
【答案】CD
【解析】试题分析：A中通电细杆所受安培力水平向右，B中安培力竖直向上，这两种情况，即使没有摩擦力，通电细杆也可以静止在导轨上，C中安培力竖直向下，D中安培力水平向左，这两种情况，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，CD错误AB正确；
选择题
如图所示，为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔．下列说法中正确的是（）
A. a孔插红表笔
B. 表盘刻度是均匀的
C. 用×100Ω挡测量时，若指针指在0附近，则应换用×1 kΩ挡
D. 测量“220 V 100 W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484Ω小【答案】D
【解析】
无论是哪种电表，电流都是从红表笔流入，黑表笔流出，所以a孔应该插红表笔。

答案A正确。

根据闭合电路欧姆定律计算可以得出，电流与刻度成正比，电阻值并不是与刻度成正比。

所以答案B错误。

当用×100Ω挡测量时，若指针指在0Ω附近，说明电流很大，电阻值很小。

为了使测量值更准确，应该让指针在中间的三分之一为好，所以应该使用更低的档位。

答案C错误。

用欧姆表测电阻的时候，用电器与电路是断开的。

这时灯丝的温度比较低，电阻值比正常工作时小。

所以答案D正确。

实验题
（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。

用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是__________mm。

（2）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是_____________mm。

（3）如图3所示的电流表读数为_________A，如图4所示的电压表读数为____________V
（4）某同学先用多用电表粗测其电阻。

用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×100”档位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太小，这时他应将选择开关换成另一个挡位，然后进行欧姆调零，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如右图所示，则此段电阻丝的电阻为_______Ω．
【答案】13.55mm 0.680±0.001mm 0.46A 1.90±0.01V 13000Ω
【解析】
（1）游标卡尺的读数是：1.3cm+0.05mm×11=13.55mm。

（2）螺旋测微器的读数是：0.5mm+0.01mm×18.0=0.680mm。

（3）如图3所示的电流表最小刻度为0.02A，则读数为0.46A，如图4所示的电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.90V
（4）欧姆表指针的偏转角度太小，则说明倍率档选择过小，要换用大量程的，即选×1000档，其阻值为：13×1000Ω=13000Ω；
实验题
用如图(a)所示实验电路测电源电动势和内电阻，其中R0为定值电阻，R为阻值可调可读的电阻箱。

（1）实验测得多组电阻箱读数R及对应的电流传感器（相当于理想电流表）读数I，选取电阻箱读数R(Ω)为横坐标，选取y为纵坐标，由计算机拟合得到如图(b)所示的实验图像,则纵坐标（______）
A．y=I(A)
B．y=I2(A2)
C．
D．
（2）若R0=3Ω,根据在（1）中选取的纵坐标y,由实验图像(b)可得电源电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。

（小数点后保留一位）
【答案】C E=3.0V r=0.9Ω
【解析】
（1）利用闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+R0+r）可得：
所以纵坐标y应为，其单位为A-1，故ABD错误，C正确；故选C。

（2）根据（1）中表达式
图象斜率：，可得电源电动势：E=3.0V
图象截距：=1.3A-1，又因为R0=3Ω，可得电源内阻：r=0.9Ω
实验题
现要测量某一电压表V的内阻。

给定的器材有：
待测电压表V（量程2 V，内阻约4 kΩ）；
电流表A(量程1.2 mA，内阻约500 Ω)；
直流电源E（电动势约2.4 V，内阻不计）；
固定电阻3个，R1=4000 Ω，R2=10000 Ω，R3=15000 Ω；
电键S及导线若干。

要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

（1）试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，
则选择______(填“R1”、“R2”或“R3”)；
（2）在虚线内画出测量的原理图___________。

（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。

）
（3）电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻Rv=_________。

(用题中所给字母表示)
【答案】R1
【解析】
（1、2）待测电压表的满偏电流应为，小于电流表的量程1.5mA，所以若将定值电阻R1与电压表并联，则它们的总电流变为，此值大于电流表量程 1.5mA的一半，又电流表的满偏电压为
，它们的总电压可为U总=2V+0.6V=2.6V大于电源电动势2.4V，所以可行，即可以将电压表与定值电阻R1并联后再与电流表串联组成测量电路，电路图如图所示：
（3）根据欧姆定律应有：，解得．
解答题
如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，R3=8Ω，L是一个“12V，12W”的小灯泡，当调节R1使电流表读数为1.5A时，小灯泡L能正常发光，此时，在A、B两点间接入一个理想电压表，电压表的示数刚好为零，求：
（1）电源电动势E的大小；
（2）电源的输出功率P的大小；
（3）电阻R2的阻值大小。

【答案】（1）23V （2）30W (3) 24Ω
【解析】
（1）灯的电阻
设L灯与R3支路上电流为I1，
由闭合电路欧姆定律E=U+Ir
∴E=I1(R3+RL)+Ir=I1R3+ I1RL+Ir=1×8+12+1.5×2=23V
（2）由P=EI-I2r=23×1.5-1.52×2=30W
（3）通过R1，R2支路上电流I2=I-I1=1.5-1=0.5A
A、B两点间电压表示数为零，则UR2=UL=12V
所以
解答题
如图所示，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个大小不同、方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域∴和∴，直线OP是它们的边界，OP上方区域∴中磁场的磁感应强度为B。

一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直于磁场进入区域∴，质子先后通过磁场区域∴和∴后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)，试求：（1）区域∴中磁场的磁感应强度大小；
（2）Q点的坐标。

【答案】(1)(2)
【解析】
（1）设质子在磁场∴和∴中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域∴中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律知：
qvB＝qvB′＝
粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为300，故粒子在磁场I中轨迹的圆心角为θ=60°
则∴O1OA为等边三角形OA=r1 r2=OAsin30°
解得区域II中磁感应强度为B′=2B
（2）Q点坐标x=OAcos30°+r2=r1cos30°+r2
故
解答题
在直角坐标系xOy中，第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场，其
中的两条边界分别与Ox、Oy重合，电场强度大小为．在第二象限内有垂直纸面向里的有界磁场（图中未画出），磁场边界为矩形，其中的一个边界与y轴重合，磁感应强度的大小为B．一质量为m，电量为q的正离子，从电场中P点以某初速度沿-x方向开始运动，经过坐标（0，L）的Q点时，速度大小为，方向与-y方向成30°，经磁场偏转后能够返回电场，离子重力不计.（其中B、L、m、q 为已知）求：
（1）正离子在P点的坐标（用L表示）；
（2）矩形磁场的最小宽度（用L表示）；
（3）离子返回电场前在磁场中运动的最长时间以及最长时间所对应
的磁场面积。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】
（1）离子在从P到Q在电场力作用下做类平抛运动
由于
运动学公式
所以P点坐标为（L，2L）
（2）离子离开磁场后，可能直接进入磁场偏转后返回电场，也可能先直线运动一段距离后再进入磁场偏转后返回电场。

由于
所以
离子离开电场后直接进入磁场偏转圆心角60°
最小宽度
（3）离子离开电场后，先直线运动，再进入磁场，最后通过O点返回电场在电场。

随着磁场区域下移，离子在磁场偏转的圆心角增大，运动时间变长。

在磁场中偏转最长时间t：在磁场中的面积为。