2023年湖南省衡阳市重点名校物理高二第一学期期末调研试题含解析.doc

2023年湖南省衡阳市重点名校物理高二第一学期期末调研试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

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，电阻R=20Ω，电动机的内电阻r=5Ω，电路两端的电压U保持不变．开关断开时，电流表的示数为I1，电路消耗的总功率为P1；开关闭合后，电动机正常工作，电流表的示数为I2，电路消耗的总功率为P2．则

A.I2<5I1 B.I2=5I1
C.P2>5P1 D.P2=5P1
2、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（　　）

A.电压表的示数减小 B.灯泡L变暗
C.R1电流变化量比R3电流变化量小 D.R1电压变化量比R2电压变化量大
3、如图所示，在两个倾角均为α的光滑斜面上均水平放置一相同的金属棒，棒中通以相同的电流，一个处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1；另一个处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B2，两金属棒均处于静止状态，则B1、B2大小的关系为(　　)

A.B1∶B2＝1∶cos α
B.B1∶B2＝1∶sin α
C.B1∶B2＝cos α∶1
D.B1∶B2＝sin α∶1
4、如图所示，当ab端接入100V电压时，cd两端为20V；当cd两端接入100V时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是

A.2：1：1 B.3：2：1
C.4：1：2 D.以上都不对
5、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场使粒子在通过狭缝时得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．则下列说法中正确的是

A.粒子从磁场中获得能量
B.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大狭缝间的交变电压
C.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大D形金属盒的半径
D.不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子（质量约为质子的4倍，电荷量为质子的2倍）
6、如图所示，矩形线圈与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的边匀速转动，磁场只分布在边的左侧，磁感应强度大小为，线圈面积为，转动角速度为，匝数为，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ）

A.将原线圈抽头向下滑动时，灯泡变暗
B.线圈转动过程中，线圈最大磁通量为
C.图示位置时，矩形线圈中磁通量的变化率最大
D.若线圈转动的角速度变为，则变压器原线圈电压的有效值为
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、如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN．以下说法正确的是（）

A.d点的电势高于f点的电势
B.d点的电势与e点的电势相等
C.若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功
D.若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加
8、如图所示，在倾角为的光滑轨道上，质量为的金属杆垂直轨道放置，轨道间距为．接通电源，金属杆中通过的电流为．当加上垂直于金属杆的某一方向的匀强磁场后，杆处于静止状态，则所加磁场的磁感应强度的大小可能是

A. B.
C. D.
9、如图所示，在匀强磁场中放置一个边长为1m、电阻为0.5Ω的单匝正方形导线框，线框平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度的大小按B=(1+2t)T随时间变化，则（ ）

A.线框中的感应电动势逐渐增大
B.线框中的感应电流大小始终为4A
C.t=ls时线框受到的磁场力为12N
D.t=ls时穿过线框的磁通量为3Wb
10、如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放罝。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块

A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在P中下落过程中机械能减小
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
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）用伏特法测定一段阻值约为5Ω的金属导线的电阻，要求按图甲所示电路图，将图乙中实验器材连接完整

12．（12分）某实验小组设计了如图所示欧姆表电路，通过调控电键和调节电阻箱，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。已知：电源电动势，内阻；毫安表满偏电流，内阻，回答以下问题：

①图的电路中：插孔应该接_______表笔（选填红、黑）；应该选用阻值为_________的电阻（小数点后保留一位小数）；
②经检查，各器材均连接无误，则：当电键断开时，欧姆表对应的倍率为___________（选填“”、“”）；
③为了测量电阻时便于读出待测电阻的阻值，需将毫安表不同刻度标出欧姆表的刻度值，其中，中央刻度处应标的数值是________________；
④该小组选择闭合的档位，欧姆调零操作无误，测量电阻时，毫安表指针处于图位置，由此可知被测电阻_______。

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，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
14．（16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

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、A
【解析】当电键S断开时，由欧姆定律求出电阻R的电压U；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机的电路是非纯电阻电路，由I2＜U/r 求出其电流的范围，即得到电流表电流的范围．由P=UI求解电路中功率范围
【详解】当电键S断开时，由欧姆定律得，P1=I1U．U=20I1；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机转动，电动机的电流，故电流表的电流I2＜5I1，电路消耗的电功率P=UI2＜5I1U=5P1．故A正确，BCD错误．故选A
【点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，I2＜U/r 是关键不等式
2、C
【解析】A．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据

可知R1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A错误；
B．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：

故通过R2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L变亮，故B错误；
C．电路中并联部分电压减小，通过R2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量，故C正确；
D．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R1电压变化量比R2电压变化量小，故D错误；
故选C。
3、A
【解析】导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡列出方程，根据F=BIL求出磁感应强度之比
【详解】导体棒受力如图

根据共点力平衡得：B1ILcosθ=mgsinθ；B2IL=mgsinθ；所以B1：B2=1：cosθ，故选A
4、C
【解析】当ab端接入100V电压时，cd两端电压即两端电压为20V，两端电压为40V，，当cd两端接入100V时，ab两端电压即两端电压为50V，两端电压为25V，，A对
5、C
【解析】A项：由于洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子磁场中运动时动能不变，粒子在电场中加速获得能量，故A错误；
B、C项：粒子的最大动能为当粒子的半径达到D型盒的半径，由公式所以最大动能为，即粒子的最大动能与加速电压无关，与D型盒的半径有关，故B错误，C正确；
D项：为了使粒子进入电场就能加速，所以交变电流的周期与粒子做圆周运动的周期相同，由周期公式可知，由于质子和粒子的比荷不同，所以周期不同，故D错误
故选C
6、D
【解析】变压器原线圈匝数发生变化时，据原副线圈的电压关系可得副线圈两端电压的变化，从而分析灯泡亮度的变化．据磁通量概念可知线圈的最大磁通量．线圈在中性面时，线圈中磁通量的变化率为零；线圈在垂直中性面位置时，线圈中磁通量的变化率最大．据线圈的面积、磁场的磁感应强度、线圈转动的角速度可得线圈中产生感应电动势的最大值，由交流电有效值的规定可得变压器原线圈电压的有效值
【详解】A：将原线圈抽头向下滑动时，原线圈匝数减少，据可得，变压器的输出电压增大，灯泡会变亮．故A项错误
B：据磁通量概念可知，线圈转动过程中，线圈的最大磁通量为BS．故B项错误
C：图示位置时，线圈处于中性面，矩形线圈中磁通量的变化率为零．故C项错误
D：若线圈转动的角速度变为，则线圈中产生感应电动势的最大值．线圈产生的电流半个周期是正弦交流电，半个周期没有电流；据交流电有效值的规定可得，解得：．变压器原线圈电压的有效值．故D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、AB
【解析】A．由电场线、等势面的分布可得d点电势高于f点电势，故A正确；
B．d、e在同一等势面上，故d点的电势与e点的电势相等，故B正确；
C．因负电荷所以由d到f电场力一直做负功，故C错误；
D．将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能不变，故D错误。
故选AB。
8、AB
【解析】分析受力可知，安培力与轨道弹力的合力与平衡，则安培力的最小值为．当磁场与斜面垂直时安培力最小，，所以，任何不小于的值都是可能的，故AB正确，CD错误；
故选AB
9、BD
【解析】AB．根据
T
可得：T/s，为一个定值，根据法拉第电磁感应定律得线框中的感应电动势为：
V
根据欧姆定律得线框中的感应电流大小为：
A
A错误，B正确；
C．线框全部处于磁场中，对边长度相等，电流大小相等，方向相反，所以受到的磁场力也是大小相等，方向相反，则线框受到的磁场力为零，C错误；
D．t=1s时，B=3T，所以此时穿过线框的磁通量为3×1×1Wb=3Wb，D正确。
故选BD。
10、BC
【解析】A．当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，运动不是自由落体运动，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误。 
B．由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，克服安培力做功，机械能减小，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B正确。 
C．在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故C正确。 
D．根据动能定理可知，因安培阻力导致产生热量，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D错误。
故选BC。

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】连接实物图时需注意：1.电压表、电流表的正负极；2.电压表、电流表的量程；3.连线不交叉
【详解】根据电路图，实物连接如图：
12、 (1).黑 (2).2.2 (3).×10 (4).30 (5).45
【解析】①[1]欧姆档内部电源的正极接黑表笔；
[2]根据欧姆档倍率关系，可知闭合开关可以将电流表量程变为原来的倍，根据分流特点：

解得：；
②[3]当电键断开时，电流表的量程较小，在相同的电压下，根据闭合欧姆定律：

可知电流越小，能够接入的电阻越大，所以当电键断开时，对应档；
③[4]假设欧姆档内部电阻为，根据闭合欧姆定律：

则处对应的阻值：；
④[5]根据闭合电路欧姆定律：

解得：。

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、（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
14、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
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