安徽省合肥市六校联考2023年物理高二上期末统考试题含解析.doc

安徽省合肥市六校联考2023年物理高二上期末统考试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、某静电场的电场线分布如图所示，P、Q是电场中的某两点，下列表述正确的是（　　）

A.P点电势低于Q点电势
B.P、Q两点场强大小相等、方向相同
C.同一正电荷分别置于P、Q两点时电势能相等
D.同一负电荷从P点移至Q点，电场力做负功，电势能增大
2、如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中不正确的是（　　）

A.当R2=R1+r时，R2上获得最大功率
B.当R1=R2+r时，R1上获得最大功率
C.当R2=0时，R1上获得功率一定最大
D.当R2=0时，电源的输出功率可能最大
3、如图所示，一条形磁铁竖直放在桌面上，一闭合圆线圈从其正上方某处，保持水平由静止下落，最后套上条形磁铁落到桌面上，该过程中（）

A.线圈内产生大小、方向都不变的电流 B.线圈内产生大小变化、方向不变的电流
C.线圈将始终受到向上的磁场作用力 D.线圈受到先向上后向下的磁场作用力
4、如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，在t时间内磁场的磁感应强度变为0，则线圈中感应电动势大小为（）

A. B.
C. D.
5、如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的(　　)

A.B1 B.B2
CB3 D.B4
6、如图所示，一电子仅在电场力作用下从原点O由静止沿x轴正方向运动，其动能Ek与其位移x成正比，M、N是x轴上的两个点，EM、EN表示M、N两点的电场强度，φM、φN表示M、N两点的电势．下面判断正确的是（ ）

A.EM＜EN B.EM＞EN
C.φM＞φN D.φM＜φN
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、有两条垂直交叉但不接触的直导线，通以大小相等的电流，方向如图所示，则哪些区域中某些点的磁感应强度可能为零（　　）

A.象限Ⅰ B.象限Ⅱ
C.象限Ⅲ D.象限Ⅳ
8、如图所示，空间有竖直方向的匀强电场，一带正电的小球质量为m，在竖直平面内沿与水平方向成30º角的虚线以速度v0斜向上做匀速运动．当小球经过O点时突然将电场方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选O点电势为零，重力加速度为g，则

A原电场方向竖直向下
B.改变后的电场方向垂直于ON
C.电场方向改变后，小球的加速度大小为g
D.电场方向改变后，小球的最大电势能为
9、为了测量某化工厂污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（ ）

A.M板电势一定高于N板的电势
B.污水中离子浓度越高，电压表的示数越大
C.污水流动的速度越大，电压表的示数越大
D.电压表的示数U与污水流量Q成正比
10、如图所示，AB⊥CD 且A、B、C、D位于同一半径为r 的竖直圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为＋Q，现从A 点将一质量为m，电荷量为+q 的点电荷由静止释放，该电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D 点时速度为（g 为重力加速度），规定电场中B点的电势为零，则在＋Q 形成的电场中

A.A 点电势等于O 点电势
B.D 点电势－
C.O 点电场强度大小是B 点的2 倍
D.点电荷q 在D 点具有的电势能为－
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）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2。

(1)计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用。其中所选择方法正确的是______（填“甲”或“乙”）同学。
(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为__________m/s2（保留两位有效数字），从而计算出阻力f=_________N（保留到小数点后两位）。
12．（12分）读出下列游标卡尺、螺旋测微器所显示的测量值。

（1）游标卡尺读数为：______________mm。
（2）螺旋测微器读数为：____________mm。
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、D
【解析】A．根据顺着电场线方向电势降低可知，P点电势高于Q点电势．故A错误；
B．由于P处电场线较密，则P处场强大于Q处场强，而且两点的场强方向不同，故B错误；
C．将正电荷从P移到Q时，电场力做正功，电势能减小，则知同一正电荷置于P点时电势能大于Q点电势能，故C错误；
D．负电荷所受的电场力逆着电场线，则同一负电荷从P点移至Q点，电场力做负功，电势能增大，故D正确；
故选D。
【点睛】本题关键掌握电场线的两个物理意义：电场线疏密表示场强的大小、方向表示电势的高低，即顺着电场线电势降低。
2、B
【解析】A．将R1等效到电源的内部，R2上的功率等于等效电源的输出功率，当等效电源的外电阻等于内阻时，即R2=R1+r时，输出功率最大，即R2上的功率最大，故A正确，A不符合题意；
BC．根据P=I2R，电流最大时，R1上的功率最大，当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大，故B错误，C正确，B项符合题意，C项不符题意；
D．当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，外电阻与内电阻越接近，电源的输出功率越大，当R1＞r，故当R2=0时，电源的输出功率最大，故D正确，故D不符题意；
因选不正确的故选B。
3、C
【解析】环在下落过程中，导致穿过环的磁通量发生变化，根据楞次定律可知感应电流的方向，通过楞次定律的另一种表述判断线圈受到磁场作用力的方向
【详解】A、B项：线圈从其正上方某处，保持水平由静止下落，最后套上条形磁铁落到桌面上，磁通量先增大后减小再增大，则感应电流方向会发生变化，故A、B错误；
C、D项：磁铁和线圈之间的所有作用效果均是阻碍线圈磁通量的变化,根据”来拒去留”,可知,线圈受到的作用力始终向上,故C正确，D错误
故选C
【点睛】要深刻理解楞次定律“阻碍”的含义．如“阻碍”引起的线圈面积、速度、受力等是如何变化的
4、D
【解析】在时间t内磁通量的变化量，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势的大小为

故选D。
5、C
【解析】根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向，如图，

因为I1>I2，故I1产生的磁场大于I2产生的磁场，根据平行四边形定则知H点的合场强可能为B3方向
A．B1与分析结果不符，A错误
B．B2与分析结果不符，B错误
C．B3与分析结果相符，C正确
D．B4与分析结果不符，D错误
6、D
【解析】根据电子的运动方向结合图象，确定电场力方向，场强方向与电子所受电场力方向相反．根据场强方向判断电势的高低．由速度图象读出速度平方v2与位移x的关系，确定场强的变化情况
【详解】由动能Ek与其位移x成正比，Ek=Eqx，故E为常量，为匀强电场，故AB错误；电子所受电场力逆着电场方向，电场方向沿MN，沿电场线的方向电势降低，φM＜φN，故D正确，C错误．所以D正确，ABC错误
【点睛】本题实质考查分析电子受力情况和运动情况的能力，从力和能量两个角度进行分析

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、AC
【解析】据右手螺旋定则分别判断两通电导线的磁感线的方向，再利用矢量运算分析求解即可
【详解】据右手螺旋定则可知，竖直导线左侧的磁场垂直纸面向外，右侧的磁场垂直纸面向内；水平导线在上侧的磁场垂直纸面向外，下侧垂直纸面向内；由于电流大小相同，据磁场的叠加可知，Ⅰ、Ⅲ区域磁感应强度为零，Ⅱ区域磁场方向垂直纸面向外，Ⅳ区域磁场方向垂直纸面向内，故AC正确，BD错误．故选AC
8、CD
【解析】开始时，小球沿虚线做匀速运动，可知小球受向下的重力和向上的电场力平衡Eq=mg，小球带正电，则电场竖直向上，选项A错误；改变电场方向后，小球仍沿虚线做直线运动，可知电场力与重力的合力沿着NO方向，因Eq=mg，可知电场力与重力关于ON对称，电场方向与NO成600，选项B错误；电场方向改变后，电场力与重力夹角为1200，故合力大小为mg，小球的加速度大小为g，选项C正确；电场方向改变后，小球能沿ON运动的距离为 ，则克服电场力做功为： ，故小球的电势能最大值为 ，选项D正确；故选CD.
9、ACD
【解析】A项，根据左手定则知负离子所受洛伦兹力方向向下，正离子所受洛伦兹力方向向上，所以M板电势一定高于N板的电势，故A正确；
B、C项，最终离子处于平衡，故电场力等于洛伦兹力，根据牛顿第二定律有，解得，所以与离子的浓度无关，与污水流动的速度成正比，故B项错误，C项正确
D项，根据，则流量，即，故电压表示数与污水流量成正比，故D项正确
综上所述本题正确答案ACD
10、CD
【解析】正电荷电场中距离越近电势越高；根据动能定理，求解+q在D点具有的电势能，根据点电荷电场强度公式即可判断OB两点的场强关系
【详解】因OC距离小于OA可知在正电荷形成的电场中A 点电势低于O 点电势，选项A错误；电荷从A到D运动，根据动能定理，则有：mgr+W电=mv2-0，解得：W电=mgr；规定电场中B点的电势为零，AB 两点对称，则A点的电势也为零，因由A到D点电场力做正功，则电势能减小，因此D点的电势能为EPD=-mgr；根据公式，故B错误，D正确；根据点电荷电场强度公式，，电场强度的大小与间距的平方成反比，则有O点电场强度大小是B点的2倍，故C正确；故选CD
【点睛】考查电势高低判定方法，掌握动能定理的应用，注意力做功的正负，理解电势与电势能的关系式，注意电荷的电量正负

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、 ①.乙 ②.9.5 ③.0.06
【解析】(1)[1]实验的目的是验证机械能守恒定律

求速度时若用

相当于已知机械能守恒验证机械能守恒，无意义；只能根据匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度求解，即

所以乙正确。
(2)[2]根据求解加速度

代入数据解得。
[3]根据牛顿第二定律

解得阻力。
12、 ①.29.8 ②.1.125（1.123~1.127均可）
【解析】（1）[1]游标卡尺的精度为，读数为。
（2）[2]螺旋测微器的精度为，读数为。

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