2023年吉林省长春市第一五〇中学物理高二上期末调研试题含解析.doc

2023年吉林省长春市第一五〇中学物理高二上期末调研试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,线圈匝数为,横截面积为,线圈电阻为,处于一个均匀增强的磁场中,磁感应强度随时间的变化率为,磁场方向水平向右且与线圈平面垂直,电容器的电容为,定值电阻的阻值为.由此可知,下列说法正确的是（）

A.电容器下极板带正电
B.电容器上极板带负电
C.电容器所带电荷量为
D.电容器所带电荷量为
2、下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（　　）
A.电风扇 B.电动机
C.抽油烟机 D.电热毯
3、下列说法正确的是（ ）
A.电源是通过非静电力做功把电能转化为其他形式的能的装置
B.库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值
C.英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场
D.牛顿设计了理想斜面实验，得出力不是物体产生运动的原因
4、如图所示，无限长、质量为m的通电细导体棒a，水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，为使棒a能在斜面上保持静止，可将无限长、电流方向与棒a相同的通电细导体棒b，固定在以细导体棒a为中心的圆（如图虚线所示）上的（　　）

A.HGFE区域内
B.AHG区域内
C.ABCD区域内
D.EFGH区域内
5、通过一根金属导线的电流为16mA．则10s内通过这根导线横截面的自由电子数为（）
A.1.0×1017
B.1.0×1018
C.10×1019
D.1.0×1020
6、物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后．将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是

A.线圈接在了直流电源上 B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、大小分别为8N和12N两个力的合力可能是（）
A.24N B.16N
C.5N D.0N
8、如图所示，是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨，导轨关于竖直轴线对称，，整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中，磁感应强度为．一质量为、长为、电阻为、粗细均匀的导体棒锁定于的中点位置．将导体棒解除锁定，导体棒由静止向下加速运动，离开导轨时的速度为．导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是

A.解除锁定后，导体棒向下做匀加速直线运动
B.解除锁定后，导体棒中电流由到
C.导体棒滑到导轨末端时的加速度大小为
D.导体棒下滑过程中产生的焦耳热为
9、空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L．一正方形导体框边长也为L，开始正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图所示．由图示的位置开始计时，正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为，两点间的电压为，感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，、随时间的变化规律正确的是（）

A. B.
C. D.
10、关于电流，下列说法中正确的是（　　）
A.由可知，通过导线截面的电量越多，电流越大
B.由I=nqsv可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大
C.由I=可知，同一导体中的电流与导体两端的电压成正比
D.因为电流有方向，所以电流是矢量
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为：：1原线圈接200V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光，当电源电压降为180V时，求灯泡实际消耗功率与其额定功率之比______

12．（12分）一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个半径r=1m的圆形线圈,线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场，如图所示．若线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=3J．求此时线圈的运动速度的大小为______m/s，此时线圈加速度的大小为______m/s2

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

14．（16分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8

（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度
15．（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小
参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】AB．磁感应强度增大，根据楞次定律可知通过电阻r的电流为从左向右，所以r左端电势高于右端电势，则并联在定值电阻两端的电容器上极板电势高带正电，下极板带负电，AB错误；
CD．根法拉第电磁感应定律求解感应电动势：

外电阻r分压：

电容器上带电量：

C正确，D错误。
2、D
【解析】A．电风扇用电动机带动工作，利用了电流的磁效应，主要将电能转化为机械能，A错误。
B．电动机是根据通电导线在磁场中受到磁场力作用而工作的，电动机工作时主要把电能转化为机械能，故B错误。
C．抽油烟机利用电动机带动工作，利用了电流磁效应，故C错误。
D．电热毯利用了电流的热效应，故D正确。
故选D.
3、C
【解析】A：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置．故A项错误
B：库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值．故B项错误
C：英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场．故C项正确
D：伽利略设计了理想斜面实验，得出力不是物体产生运动的原因．故D项错误
点睛：要熟悉物理学史以及相应的科学思维方法
4、C
【解析】根据题目放上导体棒b后，导体棒a处于静止状态，以导体棒a为研究对象分析受力，即可判断出所受安培力方向，再根据同向电流相互吸引便能判断出导体棒b所放的位置范围。
【详解】以棒a为研究对象，受力分析，受到重力、斜面的支持力、和棒b电流对棒a的作用力，根据同向电流相互吸引，且棒a静止，可知棒b如果在竖直线AE左边，合力不可能为0，所以棒b不可能在AE竖直线的左边，可能在ABCDE区域；要使棒a静止，棒b不可能在HD的下方，否则合力不为0，可能在HABCD区域；取交集，即棒b只可能在ABCD区域，故C正确，ABD错误；
故选C。

【点睛】本题考查安培力作用下的平衡问题。
5、B
【解析】由电流的定义：单位时间内通过横截面的电量可得
1.0×1018个
A．1.0×1017，与结论不相符，选项A错误；
B．1.0×1018，与结论相符，选项B正确；
C．1.0×1019 ，与结论不相符，选项C错误；
D．1.0×1020，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
6、D
【解析】金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起．电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项错误，D选项正确

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】根据

可知

故选BC。
8、BCD
【解析】根据题图可知，考查了导体棒切割磁感线的问题，根据法拉第电磁感应定律求解电动势的大小，根据欧姆定律求解感应电流的大小，根据安培定则判断感应电流的方向，根据安培力公式求解安培力，利用牛顿第二定律求解加速度a，根据能量守恒求解过程中产生的焦耳热
【详解】A、导体棒在下降的过程中，对ab棒进行受力分析有：，由于导体棒粗细均匀，设单位长度的电阻为，则电流，整理得：，物体做加速运动，增大，也增加，故加速度在减小，故A错误；
B、解除锁定后，导体棒向下运动，由右手定则得，电流由a到b，故B正确；
C、导体棒滑到导轨末端时，导体棒的有效切割长度，所以加速度大小为，故C正确；
D、导体棒下滑过程中，由能量守恒得：，整理得：，故D正确
9、AD
【解析】在ab边到e点的过程中，ab边切割磁感线的有效长度减小，则产生的感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，且感应电流沿逆时针方向，为正．A．b两点的电压为为负值，大小为电动势的且均匀减小； ab边越过e点后，在cd边接触磁场之前，线框中磁通量不变，则没有感应电动势和感应电流，之后，cd边切割磁感线，产生顺时针方向的感应电流，并逐渐减小，仍为负值，大小为电动势的且均匀减小，故AD正确，BC错误
10、BC
【解析】通过导线截面的电量多，若时间长，电流不一定大，A错误；由I=nqsv可知，同一导线内电荷定向移动的速率越大，电流越大，B正确；由知，同一导体中的电流与导体两端的电压成正比，选项C正确；电流有方向，但是电流合成不遵循平行四边形法则，所以电流是标量，D错误

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、
【解析】根据灯泡正常工作，功率为额定功率，进而求出灯泡电阻，再根据变压器原副线圈电压、电流与线圈匝数的关系即可求解
【详解】理想变压器原、副线圈的匝数比为：：1，原线圈接200V交流电源，根据电压与匝数成正比得副线圈电压为：，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光．所以灯泡电阻为：，当电源电压降为180V时，根据电压与匝数成正比得副线圈电压为：，灯泡实际消耗的功率为：，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为
12、 ①.2 ②.2.5
【解析】（1）由能量守恒定律得：
代入数据解得：；
（2）进入磁场x=0.5m时，切割磁感线的有效长度：
感应电动势：E=BLv
线圈受到的安培力：
由牛顿第二定律得：F=ma
代入数据解得：a=2.5m/s2

四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得
14、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答
15、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N