甘肃省兰州市西北师范大学附属中学2023年高二物理第一学期期末达标测试试题含解析.doc

甘肃省兰州市西北师范大学附属中学2023年高二物理第一学期期末达标测试试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，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、图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度方向是(　　)

A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
2、如图所示，已经充好电的平行板电容器与静电计连接在一起，固定B板，移动A板，下列现象正确的是(　　)

A.向右移动A板，静电计指针张角增大
B.向右移动A板，静电计指针张角不变
C.向上移动A板，静电计指针张角增大
D.向上移动A板，静电计指针张角不变
3、有一个电风扇,额定电压为U，额定功率为P，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是(　　)
A.
B.
C.
D.
4、如图所示，光滑水平面上停着一辆小车，小车的固定支架左端用不计质量的细线系一个小铁球．开始将小铁球提起到图示位置，然后无初速释放．在小铁球来回摆动的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A.小车和小球系统动量守恒
B.小球向右摆动过程小车一直向左加速运动
C.小球摆到右方最高点时刻，由于惯性，小车仍在向左运动
D.小球摆到最低点时，小车的速度最大
5、如图所示，磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流方向从a到b，导线所受安培力的方向是（ ）

A.向里 B.向外
C.向下 D.向上
6、如图所示，T和S是绕地球做匀速圆周运动两颗人造地球卫星，虚线为各自轨道，其中T为地球同步卫星．由此可以判定

A.T卫星可以相对地面静止在天津的正上方
B.T卫星的运行周期小于S卫星的运行周期
C.T卫星的运行速率大于S卫星的运行速率
D.T卫星、S卫星的运行速率均小于7.9km/s
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、如图为某款电吹风的电路图，为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。和分别是理想变压器的两个线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（ ）

热风时输入功率

冷风时输入功率

小风扇额定电压

正常工作时小风扇输出功率

A.吹冷风时触片与触点、接触
B.变压器原副线圈的匝数比
C.可由表格中数据计算出小风扇的内阻为
D.若把电热丝截去一小段后再接入电路，电吹风吹热风时的功率将变小，吹冷风时的功率不变
8、如图所示，一个正点电荷Q静止在正方形的一个角上，另一个带电粒子（可视为点电荷）射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c，粒子仅受静电力作用，则粒子由a经b运动到c的过程中，下列分析正确的有（ ）

A.a、b、c三点电势高低及场强大小的关系是：φa = φc>φb，Ea = Ec = 2Eb
B.粒子由a到b电势能增加，由b到c电场力做正功，在b点动能最小
C.粒子在a、b、c三处的加速度大小之比是1:2:1
D.改变粒子在a处的速度，有可能使其经过a、b、c三点做匀速圆周运动
9、将阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上，以下说法正确的是

A.电压的有效值为10V
B.该交流电的周期为0.02s
C.通过电阻的电流有效值为A
D.电阻消耗电功率为5W
10、电子感应加速器是利用感应电场来加速电子的一种设备．电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，当电磁铁通以变化的电流时，会在柱形电磁铁的两极间产生磁场，在磁场中安置一个环形真空管道作为电子运行的轨道，如图所示（图中上部分为主视图、下部分为俯视图）．当磁场发生变化时，产生的感应电场就会不断加速电子，电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动．下列说法正确的是

A.感生电场的方向为顺时针方向
B.感生电场的方向为逆时针方向
C.电磁铁中通入的电流应越来越强
D.电磁铁中通入的电流应越来越弱
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）为了研究某导线的特性，某同学所做部分实验如下：

(1)用螺旋测微器测出待测导线的直径，如图甲所示，则螺旋测微器的读数为_______mm；
(2)用多用电表直接测量一段导线的阻值，选用“×10”倍率的电阻档测量，发现指针偏转角度太大，因此需选择_______倍率的电阻档（选填“×1”或“×100”），欧姆调零后再进行测量，示数如图乙所示，则测量值为_______ Ω；
(3)另取一段同样材料的导线，进一步研究该材料的特性，得到电阻 R随电压U变化图像如图丙所示，则由图像可知，该材料在常温时的电阻为_______Ω；当所加电压为 3.00V时，材料实际消耗的电功率为_______W．（结果保留两位有效数字）
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）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
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）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、B
【解析】根据题意，由右手螺旋定则知a与c导线产生磁场正好相互抵消，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场方向相同都为竖直向下，则得磁场方向竖直向下。
故选B。
2、C
【解析】静电计测量两极板间的电压，电压越大，静电计张角越大；电压越低，静电计张角越小。
AB．向右移动A板，两板间的距离减小，根据公式

可知，电容增大，由于Q一定，再根据公式

可知，电压减小，所以静电计指针张角减小，A、B错误；
CD．向上移动A板，两板间的正对面积减小，根据公式

可知，电容减小，由于Q一定，再根据公式

可知，电压增大，所以静电计指针张角增大，C正确，D错误。
故选C。
3、B
【解析】A．电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为；由于是非纯电阻电路，故，故，故A错误；
BD．由于
，，
故
，
B正确D错误；
C．电风扇的功率为P，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，所以产生的热量：，C错误；
故选B。
4、D
【解析】A．小车与小球组成的系统在水平方向动量守恒，在竖直方向动量不守恒，系统整体动量不守恒，故A错误；
BCD．小球从图示位置下摆到最低点，小车受力向左加速运动，当小球到最低点时，小车速度最大．当小球从最低点向右边运动时，小车向左减速，当小球运动到与左边图示位置相对称的位置时，小车静止．故小球向右摆动过程小车先向左加速运动，后向左减速运动，小球摆到最低点时，小车的速度最大，故D正确，BC错误。
故选D。
5、D
【解析】由左手定则可知，导线所受安培力方向向上，故选D.
6、D
【解析】A项：地球同步卫星只能在赤道平面上空，所以不可能在天津的正上方，故A错误；
B项：由公式得：，由于T卫星的半径大于S卫星的半径，所以T卫星的运行周期大于S卫星的运行周期，故B错误；
C项：由公式得：，由于T卫星的半径大于S卫星的半径，T卫星的运行速率小于S卫星的运行速率，故C错误；
D项：由公式可知，由于T卫星和S卫星的半径都大于地球的半径，所以两都的速率都小于第一宇宙速度7.9km/s，故D正确
故选D

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．当电吹风机送出来的是冷风时，电路中只有电动机自己工作，触片P与触点b、c接触。故A正确；
B．根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系

故B正确；
C．小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率，因未说明小风扇的效率，所以不能计算小风扇的内阻。60Ω是风扇消耗的电能全部转化为内能时的电阻。故C错误；
D．根据公式可知，电源电压不变，电阻越小，电功率越大；所以把电热丝截去一小段后再接入电路，电吹风吹热风时的功率将变大。故D错误。
故选AB。
8、AB
【解析】电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故B点的电势高于ac两点的电势．应用牛顿第二定律求出加速度之间的关系.
【详解】根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故b点的电势低于ac两点的电势，即φa = φc>φb ；Ea=Ec=；Eb=，故A正确；电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，所以质点由a到b电场力做负功，电势能增加，动能减小；由b到c电场力做正功，动能增大，在b点动能最小；故B正确；粒子P在a、b、c三点时的加速度大小要根据库仑定律求出库仑力．由图可知，ra=rc=, 根据库仑定律：，可得：可知，加速度之比应为：2：1：2；故C错误；由带电粒子所受的电场力的方向可知，带电粒子abc三个点受到的电场力大小不相等，所以不可能其经过a、b、c三点做匀速圆周运动．故D错误．故选AB.
【点睛】本题属于电场中轨迹问题，考查分析推理能力．根据轨迹的弯曲方向，判断出电荷受到的电场力指向轨迹内侧．进而判断出电荷是负电荷
9、CD
【解析】A、由图象可知，交流电压最大值为10V，有效值；故A错误.
B、根据图象可直接读出交流电的周期；故B错误.
C、由欧姆定律可知，通过电阻的电流；故C正确.
D、电阻的电功率为；故D正确.
故选CD.
10、AC
【解析】感应电流的的磁场总是阻碍原磁通量的变化，可以判断磁场在如何变化，几何楞次定律来判断即可
【详解】AB、根据题意电子在真空管中沿逆时针方向做圆周运动且产生的感应电场就会不断加速电子，即电子受到的电场力方向为逆时针，根据电场力与负电荷运动方向相反可知电场方向应该是顺时针，故A对；B错
CD、由于电场方向是顺时针，所以感应电流方向也是顺时针，可知感应磁场方向向下，和原磁场方向相反，结合楞次定律可知原磁场在增强，所以电磁铁中通入的电流应越来越强，故C对；D错；
故选AC
【点睛】根据楞次定律可以判断感应电流的方向即应磁场的方向，要灵活运用楞次定律解题

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、 ①.1.731（1.730—1.733） ②.×1 ③.22 ④.1.5 ⑤.0.78（0.70—0.80均给分）
【解析】(1)[1]由图可知，螺旋测微器的示数为：d=1.5+23.0×0.01mm=1.730mm；
(2)[2]角度偏转太大，则说明示数太小，阻值太小，应换用小倍率档位，故选用×1档；
[3]由图可知，电阻值为：22×1=22Ω；
(3)[4]由图可知，常温不加电压时，电阻为1.5Ω；
[5]加电压为3V时，电阻为11.5Ω；则功率：

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、 (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
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）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