2023-2024學年河北省中原名校聯盟物理高二上期末考試試題含解析

2023-2024學年河北省中原名校聯盟物理高二上期末考試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24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、矩形線圈，長=20cm，寬=10cm，匝數=200，線圈回路總電阻R=5Ω。整個線圈平面內均有垂直于線圈平面的勻強磁場穿過。若勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則（）A.線圈回路中感應電動勢隨時間增大B.線圈回路中產生的感應電流為0.2AC.當t=0.3時，線圈的邊所受的安培力大小為0.016ND.在1min內線圈回路產生的焦耳熱為48J2、關于電容器的電容，下列說法正確的是A.電容器所帶的電荷量越多，電容越大B.電容器兩極板間電壓越高，電容越大C.電容器不帶電時，電容為零D.電容是描述電容器儲存電荷能力的物理量3、如圖所示，條形磁鐵放在桌面上，一根通電直導線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，導線保持與磁鐵垂直，導線的通電方向如圖所示，則此過程中磁鐵受到的摩擦力（磁鐵保持靜止）（）A.為零B.方向由向左變?yōu)橄蛴褻.方向保持不變D.方向由向右變?yōu)橄蜃?、如圖所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁感應強度為B的勻強磁場中用力握中間成“8”字型，并使上、下兩圓半徑相等．如果環(huán)的電阻為R，則此過程中流過環(huán)的電荷量為()A. B.C.0 D.5、回旋加速器的核心部分是真空室中的兩個相距很近的D形金屬盒，把它們放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒面向下．連接好高頻交流電源后，兩盒間的窄縫中能形成勻強電場，帶電粒子在磁場中做圓周運動，每次通過兩盒間的窄縫時都能被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置引出，如果用同一回旋加速器分別加速氚核()和粒子()，比較它們所需的高頻交流電源的周期和引出時的最大動能，下列說法正確的是A.加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較大B.加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大C.加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小D.加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較小6、如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細管的圓心O處放一點電荷?，F將質量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點A靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力。若小球所帶電量很小，不影響O點處的點電荷的電場，則置于圓心處的點電荷在B點處的電場強度的大小為（）A. B.C. D.二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，已知磁場方向垂直紙面向里一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運動，如圖所示，由此可以判斷A.油滴一定做勻速運動B.油滴可以做變速運動C.如果油滴帶正電，它是從M點運動到N點D.如果油滴帶正電，它是從N點運動到M點8、如圖所示電路中，已知電源的內阻r＜R2，電阻R1的阻值小于滑動變阻器R0的最大阻值。閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑臂P由變阻器的中點向左滑動的過程中，下列說法中正確的有：（）A.R2上消耗的功率先變小后變大B.V1的示數先變大后變小，V2的示數先變小后變大C.電源內部的熱功率一直不變D.電源的輸出功率先變小后變大9、如圖所示為理想變壓器原線圈所接正弦交流電源兩端的電壓－時間圖象．原、副線圈匝數比n1∶n2＝10∶1，串聯在原線圈電路中交流電流表的示數為1A，則()A.變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為220VB.變壓器輸出端所接電壓表的示數為22VC.變壓器輸出端交變電流的頻率為50HzD.變壓器的輸出功率為220W10、在如圖電路中，電鍵S1、S2、S3、S4均閉合．C是水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P．斷開哪一個電鍵后P會運動A.S1B.S2C.S3D.S4三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）用如圖所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關K和兩個部件S、T。請根據下列步驟完成電阻測量：（1）旋動部件______，使指針對準電流的“0”刻線；（2）將K旋轉到電阻擋“×100”的位置；（3）將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻“0”刻線；（4）將兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現指針偏轉角度過小，為了得到比較準確的測量結果，將按照下面的步驟進行操作：①將K旋轉到電阻擋________的位置（選填“×1k”或“×10”）；②將兩表筆短接，旋動合適部件，對電表進行校準；③將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接；④完成讀數測量。12．（12分）某探究小組在“電表的改裝和練習使用多用電表”的實驗中。（1）如圖甲，某同學設計的電流、電壓兩用表的電路，已知電流計G的量程是1mA，內阻是100Ω，電阻R1=1Ω，R2=99Ω，則選擇開關接到____（填“1”或“2”）時是電壓表；量程是___________V。（2）如圖乙為某種型號多用電表電阻檔內部原理示意圖，已知電流計內阻為，電池內阻為r。某同學用其電阻檔測電阻時進行如下操作：先閉合開關S，將紅、黑表筆分開時，調節(jié)可變電阻，當可變電阻接入電路的阻值為R時電流表滿偏；再將接入A、B表筆之間時電流計指針指在表盤的正中央，則待測電阻的阻值________。（用Rg、R、r表示）四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度15．（12分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0.2m，把一質量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24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、D【解析】A．由法拉第電磁感應定律，則有可知，由于線圈中磁感應強度的變化率為定值則回路中感應電動勢為且恒定不變，故A錯誤；B．回路中感應電流的大小為故B錯誤；C．當t=0.3s時，磁感應強度B=0.2T，則安培力為故C錯誤；D．1min內線圈回路產生的焦耳熱為故D正確。故選D。2、D【解析】AB．電容的定義式為，運用比值法定義，C與電量Q、電壓U無關，故AB錯誤；CD．電容是描述電容器容納電荷本領的物理量，其大小與電壓無關，電壓為零時，電容同樣存在，故C錯誤，D正確故選D。點睛：本題考查電容的意義，解決本體的關鍵知道電容器電容的決定式，知道電容與哪些因素有關，與哪些因素無關3、B【解析】由圖可知通電導線所在位置的磁場的方向，根據左手定則可以判定通電導線所受安培力的方向如圖所示。顯然安培力有一個水平方向的分量，根據牛頓第三定律可知條形磁鐵受到通電導線的安培力也有一個水平方向的分量，而由于條形磁鐵保持靜止，故條形磁鐵所受地面的靜摩擦力與安培力在水平方向的分量相互平衡。所以當導線在條形磁鐵的左側上方時條形磁鐵所受的靜摩擦力方向向左，而當導線運動到條形磁鐵的右半部分上方時條形磁鐵所受地面的靜摩擦力水平向右。故條形磁鐵所受摩擦力的方向由向左變?yōu)橄蛴?，故B正確，ACD錯誤。故選B4、B【解析】由題意可知，將半徑為r的金屬圓環(huán)變成上、下半徑相等兩圓，則有：πr=2×πr′解得：，再由面積公式S=πr2，可知，面積變化為△S=πr2-2π()2=；由法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律，結合電量表達式，故選B.5、C【解析】帶電粒子在磁場中運動的周期與交流電源的周期相同，根據，知氚核（）的質量與電量的比值大于α粒子（），所以氚核在磁場中運動的周期大，則加速氚核的交流電源的周期較大根據得，最大速度，則最大動能，氚核的質量是α粒子的倍，氚核的電量是倍，則氚核的最大動能是α粒子的倍，即氚核的最大動能較?。蔆正確，A、B、D錯誤．故選C【點睛】解決本題的關鍵知道帶電粒子在磁場中運動的周期與交流電源的周期相同，以及會根據求出粒子的最大速度6、C【解析】設細管的半徑為R，小球到達B點時速度大小為v，小球從A滑到B的過程，恰好沿著圓心O處點電荷的等勢線運動，靜電力不做功，機械能守恒定律，所以有小球經過B點時，由牛頓第二定律得聯立以上兩式解得故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】AB．油滴做直線運動，受重力、電場力和洛倫茲力作用，因為重力和電場力均為恒力，根據物體做直線運動條件可知，粒子所受洛倫茲力亦為恒力據可知，粒子必定做勻速直線運動，故A正確，B錯誤；CD．根據做直線運動的條件和受力情況（如圖所示）可知，如果油滴帶正電，由左手定則判斷可知，油滴的速度從M點到N點，故C正確，D錯誤。故選AC。8、ABD【解析】A.由題，電阻R1的阻值小于滑動變阻器R0的最大阻值，當滑動變阻器的滑片P由變阻器的中點向左滑動的過程中，變阻器左側電阻與R1串聯后與變阻器右側并聯的總電阻先變大后變小，根據閉合電路歐姆定律得知，電路中電流先變小后變大，R2上消耗的功率先變小后變大，故A正確；B.由于電路中電流先變小后變大，電源的內電壓也先變小后變大，則路端電壓先變大后變小，所以V1的示數先變大后變小，V2測量R2兩端的電壓，R2不變，則V2的示數先變小后變大。故B正確；C.電源內部的熱功率P=I2r，因為電流I先變小后變大，所以電源內部的熱功率，先變小后變大，故C錯誤；D.因為r<R2，所以外電阻總是大于內電阻，當滑動變阻器的滑片P由變阻器的中點向左滑動的過程中，變阻器左側電阻與R1串聯后與變阻器右側并聯的總電阻先變大后變小，所以電源的輸出功率先變小后變大，故D正確。故選：ABD9、AC【解析】由圖象知交流電的電壓最大值為220V，有效值為＝220V，故A正確；交流電壓表測得電阻兩端的電壓為有效值，根據原副線圈電壓比等于線圈匝數比可知：變壓器輸出端所接電壓表的示數為，故B錯誤；由圖象讀出該交流電的周期為0.02s，根據頻率與周期的關系可知：，變壓器不改變頻率，故C正確；變壓器的輸入功率為P=UI=220W，而輸出功率等于輸入功率，也為220W，故D錯誤；故選AC【點睛】此題關鍵是掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關系，交流電的最大值和有效值之間的關系即可解決本題10、BC【解析】A．斷開S1，電容器兩板間的電壓不變，場強不變，油滴所受的電場力不變，油滴仍處于平衡狀態(tài)．故A錯誤；B．斷開S2，電容器兩板間的電壓增大，穩(wěn)定時，其電壓等于電源的電動勢，板間場強增大，油滴所受的電場力增大，油滴將向上運動．故B正確；C．斷開S3，電容器通過電阻放電，板間場強逐漸減小，油滴所受的電場力減小，油滴將向下運動．故C正確；D．斷開S4，電容器的電量不變，板間場強不變，油滴仍處于靜止狀態(tài)．故D錯誤三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.S②.T③.×1k【解析】（1）[1]首先要對表盤機械校零，所以旋動部件是S；（3）[2]接著是歐姆調零，將“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動部件T，讓表盤指針指在最右端零刻度處；（4）①[3]由于將K旋轉到電阻擋“×100”的位置時，兩表筆分別與待測電阻相接，發(fā)現指針偏轉角度過小，故為了得到比較準確的測量結果，將K旋轉到電阻擋×1k的位置。12、①.2②.10③.【解析】（1）[1][2]．選擇開關接到1時為G與并聯為電流表，其量程為；選擇開關接到2時為改裝后的電流表與串聯為電壓表，根據歐姆定律，有：；（2）[3]．當未接入時，閉合開關S，將紅、黑表筆分開時，調節(jié)可變電阻，使電流表滿偏，由閉合電路歐姆定律得：當接入A、B表筆之間時，若電流表