2023年山东省德州市陵城区一中高二上物理期末学业水平测试试题含解析.doc

2023年山东省德州市陵城区一中高二上物理期末学业水平测试试题
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、下列说法正确的是（　　）
A.奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
B.法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
C.安培提出了分子电流假说，说明了一切磁现象都是由电流产生的
D.欧姆首先发现了电荷之间存在相互作用力，并得出真空中两个点电荷之间作用力的表达式
2、如图所示，点电荷、分别置于M、N两点，O点为MN连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，它们均关于O点对称下列说法正确的是　　

A.c、d两点的电场强度相同
B.a、b两点的电势相同
C将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功再做正功
D.将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大
3、下列物理量中，不属于矢量的是（ ）
A.位移 B.速率
C.速度 D.摩擦力
4、电场中有a、b两点，a点电势为4V，带电量为的负离子仅在电场力作用下从a运动到b的过程中，电场力做正功，则（　　）
A.b点电势是2V B.a、b两点中，b点电势较高
C.此电荷的电势能增加 D.该电荷速度一定减小
5、如图所示，为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（　　）

A.水平向里 B.水平向外
C.竖直向上 D.竖直向下
6、某运动员在米跨栏时采用蹲踞式气泡，发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重力，如图所示，假设质量为的运动员，在起跑时前进的距离内，重心上升高度为，获得的速度为，克服阻力做功为，则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）

A.运动员的重力做功为
B.运动员机械能增量为
C.运动员的动能增加量
D.运动员自身做功为
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，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右上方附近固定有一根长直导线，导线中通与了方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，与原来没有放置通电导线时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是（　　）

A.N减小了 B.N增大了
C.f始终为0 D.f不为0，且方向向右
8、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极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列方法可行的是（　　）

A.增大磁场的磁感应强度 B.减小狭缝间的距离
C.增大D形金属盒的半径 D.增大两D形金属盒间的加速电压
9、汽车电动机启动时车灯会有瞬间变暗的现象，其电路原理图如图所示。保持S2断开，闭合S1打开车灯，电流表读数为4.00A，再闭合S2启动电动机，电流表读数为40.0A。已知电源电动势为12.0V，内阻为0.05Ω，电动机内线圈电阻为0.10Ω，电流表内阻不计，下列说法正确的是（　　）

A.车灯的电阻R=3Ω
B.电动机启动后车灯功率约为34.0W，小于电动机启动前的功率
C.电动机的输入功率约为366W
D.电动机输出功率约为332W
10、物体做变速直线运动的v﹣t图象如图所示，关于物体t1=1s和t2=3s时的运动情况，下列判断正确的是（ ）

A.速度方向相同 B.速度方向相反
C.加速度大小相同 D.加速度大小不同
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，两只用粗细相同的铜丝做成的闭合线框a、b放在光滑绝缘水平桌面上，它们的边长分别为L和2L．现以相同的速度v将a、b从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外．在此过程中，a、b两线框中的电流之比为_______；拉力之比为_____；通过铜丝横截面的电量之比为_____.

12．（12分）将两个金属电极锌片和铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池，通过前期查阅相关资料，得知其电动势约为1.3~2.0V，内阻约为400~800Ω．某兴趣小组为了精确测量水果电池的电动势和内阻利用滑动变阻器R(0-3kΩ)，毫安表满偏电流3mA，电阻约10Ω)电压表 (量程0-2.0V，电阻约1000Ω)，开关导线等设计了如图甲、乙两种实验电路

(1)为了使结果更加精确，本实验应该选择_________图的电路(填“甲”或“乙”).
(2)按照所选电路进行实验，得到多组电压表示数U和电流表示数I，并记录在下表内.
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压
1.28
1.08
0.89
0.75
0.64
0.42
0.40
0.18
电流
0.47
0.84
1.23
1.48
1.69
1.87
2.13
2.52
请根据测量数据在答题卡的坐标纸中描出第5、6组数据，并作出U-I图线________.

(3)根据U-I图像，可知此水果电池的电动势为________V，内阻为______Ω(结果保留三位有效数字).
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）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
15．（12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
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】电磁学的物理学史，根据奥斯特、法拉第、安培、库仑等人的物理学成就进行解答；
【详解】A、1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故A错误；
B、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故B错误；
C、安培提出了分子电流假说，说明了一切磁现象都是由电流产生的；故C正确；
D、欧姆发现了欧姆定律，反映导体的电流与电压、电阻的关系，库仑首先发现了电荷之间存在相互作用力，并得出真空中两个点电荷之间作用力的表达式，故D错误；
故选C
【点睛】关键是物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆
2、D
【解析】根据电场线分布，比较c、d两点的电场强度大小和方向关系．根据沿电场线方向电势逐渐降低，来比较a点和b点的电势，由沿直线从a到b电势的变化，分析电子从a移到b过程中电势能如何变化．将电子沿直线从c点移到d点，通过电子所受的电场力与速度的方向夹角判断电场力做正功还是负功
【详解】A：根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度大小相等，方向不同，则c、d两点的电场强度不同．故A项错误
BD：MN间的电场线方向由M→N，沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于b点的电势；电子沿直线从a移到b电势降低，电子带负电，据，则电子的电势能一直增大．故B项错误，D项正确
C：对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加，在Oc段场强方向斜向右上，在Od段场强方向斜向右下；电子所受的电场力在Oc段斜向左下，在Od段斜向左上；电子沿直线从c移到d，电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角，电场力对电子先做正功后做负功．故C项错误
【点睛】解决本题的关键是进行电场的叠加，通过电场力与速度的方向关系判断电场力做正功还是负功
3、B
【解析】ACD：位移、速度、摩擦力都是有大小有方向且合成遵循平行四边形定则的物理量，是矢量．故ACD三项均错误
B：速率是速度的大小，是一个只有大小没有方向的物理量，是标量不是矢量．故B项正确
4、B
【解析】AB．根据题意，由公式可得，a、b间电势差为

又有

则

则b点电势较高，故A错误，B正确；
CD．根据题意可知，负电荷仅在电场力作用下从a点运动到b点，电场力做正功，电势能减小，动能增大，则速度增大，故CD错误。
故选B。
5、A
【解析】带负电圆盘如题目图转动时，形成逆时针方向（从上向下）的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则，伸开左手，让四指和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向垂直纸面向里，因此安培力的方向水平向里，故A正确，BCD错误。
故选A。
6、B
【解析】运动员的重心升高量为h，则运动员的重力做功为，故A错误；运动员的重心升高量为h，获得的速度为v，则其机械能增加量为，故B正确；运动员起跑前处于静止状态，起跑后获得的速度为v，则运动员的动能增加了，故C错误；根据动能定理得，得到，故D错误

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、AD
【解析】以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右下方；根据牛顿第三定律得知，导线给磁铁一个方向斜向左上方的力，则磁铁有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，同时磁铁对地面的压力减小，由牛顿第三定律可得，磁铁受到的支持力N减小。
故选AD。
8、AC
【解析】由洛伦兹力提供向心力，可知

计算得出

则动能

可知，动能与加速的电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能，故选AC。
9、BC
【解析】A．电动机未启动时车灯两端的电压为
U灯1=E-I1r=12.0V-4A×0.05Ω=11.8V
车灯的电阻值为

故A错误；
B．电动机启动后，车灯两端的电压
U灯2=E-I2r=12.0V-40A×0.05Ω=10V
流过车灯的电流

那么电动机启动后，车灯的电功率
P灯=U灯2I灯=33.9W
电动机未启动时车灯的电功率
P灯′=U灯1I1=47.2W
故B正确；
C．由以上可知：U灯2=10V，I灯=3.39A
流过电动机的电流
IM=I2-I灯=40A-3.39A=36.61A
电动机启动时车灯两端的电压
UM=U灯2=10V
电动机的输入功率
P入=UMIM=366.1W
故C正确；
D．电动机的输出功率
PM=UMIM-IM2RM=366W-（36.61A）2×0.1Ω=232W
故D错误；
故选BC。
10、BC
【解析】本题考查了变速直线运动的v-t图线斜率表示加速度
【详解】AB．由运动的图像可知物体t1＝1s和t2＝3s时的运动速度方向相反，故A项说法错误、B项说法正确；
CD．t1=1s和t2=3s时v-t图线斜率相同，v-t图线斜率表示加速度，即加速度方向相同，故C项说法正确、D项说法错误；

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、 ①.1:1 ②.1:2 ③.1:2
【解析】根据电阻定律得Ra：Rb=1：2，根据法拉第电磁感应定律E=BLv得线框电动势之比Ea：Eb=1：2，两线框中的电流之比Ia：Ib＝＝1：1，由于线框匀速运动，拉力和安培力平衡，故；根据通过的铜丝横截面的电量之比；
12、 ①.甲 ②. ③.1.50 ④.500
【解析】(1)根据题意与实验原理选择实验电路.(2)根据坐标系内描出的点作出图象.(3)电源U-I图象与纵轴交点坐标值为电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻.
【详解】(1)水果电池内阻较大，为减小实验误差，电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图
(2)根据表中实验数据描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

(3)由图示电源U-I图象可知，电源电动势：E=150V，电源内阻：.
【点睛】本题根据闭合电路欧姆定律，用伏安法可测量电源的电动势和内阻，注意水果电池具有电动势小，内阻大的特点；同时掌握应用图象法分析实验数据的基本方法.

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) (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
15、（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