福建省师范大学附中2023年物理高二上期末联考试题含解析.doc

福建省师范大学附中2023年物理高二上期末联考试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、平面内有一边长为a的正方形线圈，内部与其相切的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其它区域无磁场，磁感应强度大小为B．则穿过该线圈磁通量为

A. B.Ba2
C B（π-1）a2 D.B（2π-1）a2
2、如图所示，将光滑斜面上的物体的重力mg分解为、两个力，下列结论正确的是　　

A.力、二个力的作用效果跟重力mg的作用效果相同
B.物体受mg、N、、四个力作用
C.物体受N、、三个力作用
D.是物体对斜面的正压力
3、质量为的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图象如图所示．取，由图象可知

A.时他的加速度
B.他处于超重状态
C.时他受到单杠的作用力的大小是
D.时他处于超重状态
4、如下图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地。电容器电量始终保持不变，下列说法中正确的是（　　）

A.若静电计指针偏角减小，说明电容器A板电势升高
B.若B板稍向上移动一点，则静电计指针偏角将减小
C.若B板稍向左移动一点，则静电计指针偏角将减小
D.若两板间插入有机玻璃板，则静电计指针偏角将减小
5、关于磁现象的电本质，下列说法不正确的是(　　)
A.一切磁场都是由运动电荷或电流产生的
B.根据安培的分子电流假说，在外磁场作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化了，两端形成磁极
C.一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
D.磁就是电，电就是磁；有磁必有电，有电必有磁
6、两根长直通电导线互相平行，电流方向相反，它们的截面处于一个等边三角形ABC的顶点A和B处，如图所示。两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（　）

A.2B B.B
C.0 D.B
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、在竖直面内用两个一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场,棒中通以自左向右的电流,如图所示。当棒静止时,弹簧秤的读数为F1;若将棒中的电流方向反向,当棒静止时,弹簧秤的示数为F2,且F2>F1,根据这两个数据,可以确定( )

A.磁场的方向 B.磁感强度的大小
C.安培力的大小 D.铜棒的重力
8、如图，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势　　

A.在时为零
B.在时改变方向
C.在时最大，且沿顺时针方向
D.在时最大，且沿顺时针方向
9、关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是
A.所有晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
C.所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
D.液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化
10、下列说法正确的是（　　）

A.如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U
B.如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C.如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq＝qvB，即
D.如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动
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）图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三点，在这三点中，电场最强的是_______点，电场最弱的是_________点．若该电场是由一个点电荷激发的，那么这个点电荷带_______电，它位于图中的_________侧（填“左”或“右”）

12．（12分）某同学在做“测电源电动势与内阻”的实验中，可使用的器材有：

A．两只相同的毫安表（量程Ig＝3mA，内阻Rg＝1000Ω）；
B．滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；
C．滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；
D．各种规格的定值电阻R0；
E．电源E（电动势约为3.0V）；
F．开关、导线若干
由于给出的毫安表量程太小，该同学首先要把一只毫安表改装成量程为0.6A的电流表，他需要把阻值为__________Ω的定值电阻R0与毫安表并联（结果保留一位小数）.该同学将用如右上方的电路图进行实验，测定电源的电动势和内阻．在实验中发现变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，当滑片临近最右端时，电流表G2示数急剧变化．出现这种问题，应更换一个总阻值比原来______(选填“大”或“小”)的变阻器．在更换变阻器后,该同学连好电路，改变滑动变阻器滑片的位置，读出毫安表G1、G2的示数分别为I1、I2，并得到多组数据，建立直角坐标系，作出了I2和I1的关系图线，经拟合得到直线I2＝3.0mA－0.4I1 ,则得出电源电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω．（保留一位小数）
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、A
【解析】磁场的有效面积为，根据磁通量的定义，穿过该线圈磁通量为：
。
A.。与上述结论相符，故A正确；
B.Ba2。与上述结论不符，故B错误；
C.B（π-1）a2。与上述结论不符，故C错误；
D.B（2π-1）a2。与上述结论不符，故D错误。
故选：A
2、A
【解析】根据“重力mg分解为、两个力”可知，本题考查重力的作用效果分解问题，根据重力产生的两个作用效果(一个使物体下滑，一个压紧斜面),运用合力与分力的关系、平行四边形定则分析.
【详解】A．是重力沿着斜面的分力，是重力垂直斜面的分力，力、二个力的作用效果跟重力mg的作用效果相同；故A正确.
BC．是重力沿着斜面的分力，是重力垂直斜面的分力，力mg与和是合力与分力关系，因此物体只受重力和支持力两个力；故B错误，C错误.
D．是重力垂直斜面的分力，不是物体对斜面的压力；故D错误.
【点睛】光滑斜面上物体的重力mg按作用效果分解为沿斜面向下和垂直于斜面两个方向的分力，注意两个分力不是物体所受到的力，两分力共同作用效果与重力作用效果相同
3、B
【解析】速度时间图象的斜率表示加速度，根据图象求出t=0.4s和t=1.1s时的加速度，再根据牛顿第二定律求出单杠对该同学的作用力．根据加速度方向分析人的运动状态.
【详解】A、根据速度图象的斜率表示加速度可知，t=0.5 s时，他的加速度为0.3 m/s2，选项A错误；
B、t=0.4 s时他向上加速运动，加速度方向竖直向上，他处于超重状态，B正确；
C、t=1.1 s时他的加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力600 N，C错误；
D、t=1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，选项D错误；
故选B.
【点睛】根据速度–时间图象斜率代表加速度的特点，可以计算t=0.5s时的加速度；根据加速度的方向，可以确定他的超、失重状态.
4、D
【解析】A．若静电计指针偏角减小，则电容器的两极板间的电势差减小，说明电容器A板电势降低，A错误；
B．若B板向上移动一点时，即两极板的正对面积S减小，根据

知电容变小，电容器的带电量Q不变，根据

知电势差变大，静电计指针的偏转角度增大，B错误；
C．若B板向左移动一点，板间距离d增大，根据

知电容变小，电容器的带电量Q不变，根据

知电势差变大，所以静电计指针的偏转角度增大，C错误；
D．若在两板间插入有机玻璃板时，即介电常数变大，根据

知电容变大，电容器的带电量Q不变，根据

知电势差变小，静电计指针的偏角减小，D正确。
故选D。
5、D
【解析】变化的电场或运动的电荷都能产生磁场，运动的电荷和变化的磁场能够产生电场，但恒定的电场不能产生磁场，恒定磁场也不能产生电场．没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极
【详解】A.变化的电场能够产生磁场，而永久磁铁的磁场也是由运动的电荷(分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流)产生的，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的．一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．故A正确，C正确；
B.没有磁性的物体内部分子电流的取向是杂乱无章的，分子电流产生的磁场相互抵消，但当受到外界磁场的作用力时分子电流的取向变得大致相同时分子电流产生的磁场相互加强，物体就被磁化了，两端形成磁极．故B正确；
D.磁和电是两种不同的物质，故磁是磁，电是电．有变化的电场或运动的电荷就能产生磁场，但静止的电荷不能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场．同样恒定磁场也不能产生电场，故D错误
本题选择错误答案，故选D
6、B
【解析】根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向左，则磁场在C处相互叠加，根据几何关系知合磁感强度为B。
故选B

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、ACD
【解析】A．因为电流反向时，弹簧秤的读数F2＞F1，所以可以知道电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里，故磁场的方向可以确定，故A正确。
B．由于电流大小不知，所以无法确定磁感应强度的大小，故B错误；
CD.令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：
2F1=G-F
当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：
2F2=G+F
联立可得：棒的重力
G=F1+F2
安培力F的大小
F=F2-F1
因此可确定安培力的大小与铜棒的重力，故CD正确。
8、AC
【解析】本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点
解析 由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误
9、CD
【解析】单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，选项A错误；单晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属是多晶体，选项B错误；所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，选项C正确；液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化，选项D正确；故选CD.
10、BC
【解析】A．根据，可得

粒子获得的最大动能为

所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A错误；
B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；
C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足Eq＝qvB，即，粒子就能匀速通过速度选择器，故C正确；
D．线圈在极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，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、 (1).c (2).a (3).负 (4).右
【解析】如图，C处电场线最密，电场强度最大，电场最强，电场最弱的是A点；同时由图看出，电场线是汇聚的，该电场是由负电荷形成的，位于图中的右侧
点睛：本题考查对电场线物理意义的理解和应用能力．电场线表示电场的强弱和方向，电场线的疏密表示场强的相对大小，其切线方向表示电场的方向
12、 ①.5.0 ②.小 ③.3.0V ④.2.0
【解析】[1]已知量程Ig＝3mA，内阻Rg＝1000Ω, A，设电流表的量程扩大的倍数为，

并联的电阻为,根据并联电路的特点则有

解得=5.0
[2]当变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，变阻器的阻值逐渐减小，外电路电阻减小，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，说明变阻器的电阻接近零时，路端电压才接近电源电动势，出现这种问题，应更换一个总阻值比原来小的变阻器，
[3][4]G1示数是时,电路中的总电流是，由闭合电路的欧姆定律得

整理得

I2＝3.0mA－0.4I1
由I2和I1的关系图线得图线的截距b=3.0mA，斜率
A

解得V，
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、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