山西省同煤二中联盟体2023年高二上物理期末学业水平测试试题含解析.doc

山西省同煤二中联盟体2023年高二上物理期末学业水平测试试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、在如图所示的各电场中，a、b两点的电场强度相同的是（　　）
A. B.
C. D.
2、如图甲所示，一电子仅在电场力作用下从A点沿直线运动到B点，其速度随时间变化的图象如图乙所示．设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则

A.EA=EB B.EA<EB
C.φA=φB D.φA<φB
3、电磁炮是目前许多国家热衷发展的一种新式武器，其工作原理如图所示。当两平行导轨接入电源时，强电流从一导轨流入，经滑块（炮弹）从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，磁感应强度大小与电流成正比。通有电流的滑块在安培力的作用下（不计阻力）加速一段距离后，炮弹会以很大的动能射出。关于电磁炮，下列说法正确的是（　　）

A.当水平放置的平行导轨通有如图所示的电流时，导轨间的磁场方向竖直向下
B.当回路中电流一定时，炮弹将做匀加速直线运动
C.若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍
D.若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍
4、有一个电子射线管（阴极射线管），放在一通电直导线的上方，发现射线的径迹如图所示，则此导线该如何放置，且电流的流向如何（ ）

A.直导线如图所示位置放置，电流从B流向A
B.直导线如图所示位置放置，电流从A流向B
C.直导线垂直于纸面放置，电流流向纸内
D.直导线垂直于纸面放置，电流流向纸外
5、带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场，如图所示，运动中粒子经过b点，Oa＝Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点垂直y轴进入电场，粒子仍能过b点，粒子重力不计，那么电场强度E与磁感应强度B之比为（　　）

A.v0 B.
C.2v0 D.
6、在地面上插入一对电极M、N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场．恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点．下列说法中正确的是（　　）

A.P点场强比Q点场强大
B.P点电势比Q点电势低
C.电子在P点的电势能比在Q点的电势能小
D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力变大
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、科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→＋＋4.9MeV和＋→＋X＋17.6MeV，下列表述正确的有（　　）
A.X是中子
B.Y的质子数是3，中子数是6
C.两个核反应都没有质量亏损
D.氘和氚的核反应是核聚变反应
8、正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图甲所示的方式连接，R=200Ω，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（ ）

A.交流电压表的读数是311V
B.交流电流表的读数是1.1A
C.R两端电压随时间变化的规律是
D.R两端电压随时间变化的规律是
9、如图所示，为一款手机电池的背面印有的一些符号和简单说明，下列说法正确的是（　　）

A.该电池的容量为1800mAh
B.该电池电动势为3.6V
C.该电池在正常工作时的额定电流为500mA
D.若电池以10mA的电流工作，可用50小时
10、以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点相同的物理量有（　　）
A电势 B.同一电荷所受电场力
C.电场强度 D.同一电荷所具有的电势能
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）在用伏安法测电池电动势和内电阻的实验中，一位同学记录了6组数据如下表：

（1）根据数据选定下列供选用的仪器，则：
电流表选________档 ，电压表选_________档 ，滑动变阻器选_________
①干电池(E=1.5V);
②直流电流表(0～0.60 A档，内阻约0.1Ω)，(0～3.00 A档，内阻约0.02Ω)；
③直流电压表(0～3.00 V档，内阻约5 kΩ)，(0～15.0 V档，内阻约25 kΩ,)；
④滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流为1.00 A) R2(0～1 000Ω，允许最大电流0.60 A)；
⑤开关一个，
⑥导线若干
（2）在图1所示的实物图中按所选规格连线_______________
（3）根据记录数据在图2所示的坐标纸上作U—I 图象，并根据图象求出E=___，r=___

12．（12分）如图所示，一段静止的长为L的通电导线，每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速度为v。现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，那么，导体中的电流大小为_________，这段导线受到的安培力大小为_________。

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．（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、D
【解析】AB．A图和B图中的ab两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同。故AB错误；
C．C图中的ab两点，b点的电场线比较密，所以b点的场强大。故C错误；
D．D图中的两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故D正确；
故选D。
2、D
【解析】从图象中可以看出，速度的变化率逐渐减小，即加速度逐渐减小，所以电场力就减小，电场强度就逐渐减小．同时带电粒子的速度增大，说明了电场力做正功，电势能减小
【详解】从图象中可以看出，速度的变化率逐渐减小，即加速度逐渐减小，所以电场力就减小，电场强度就逐渐减小，即EA>EB，故AB错误；电子的速度增大，说明了电场力做正功，电势能减小；电子带负电，所以电势升高φA＜φB．故C错误，D正确．故选D
【点睛】该题中，图象中看出速度的变化率逐渐减小，即加速度逐渐减小是解决问题的关键
3、B
【解析】A．根据安培定则可知，导轨上的电流在导轨平面产生的磁场方向向上，A错误；
B．炮弹在安培力的作用下运动，回路中电流一定，磁感应强度一定，根据牛顿第二定律

可知加速度恒定，所以炮弹做匀加速直线运动，B正确；
C．若只将电流增大2倍，磁感应强度也增大2倍，根据动能定理

可知动能变为原来的4倍，C错误；
D．若只将导轨长度增大2倍，根据动能定理可知炮弹射出的动能会变为原来的2倍，D错误。
故选B。
4、A
【解析】电子在磁场中运动，受到洛伦兹力作用而发生偏转，根据电子的偏转方向，判断出磁场方向，然后根据右手螺旋定则，判断出导线中电流方向；
【详解】电子运动方向从负极流向正极，根据左手定则，四指指向电子运动的反方向，即指向负极，大拇指指向电子偏转方向，由此得出导线上方磁场方向垂直纸面向里，因此直导线必须如图所示的放置，根据右手螺旋定则可知，导线AB中的电流方向从B指向A，故A正确，B、C、D错误；
故选A
【点睛】关键是根据粒子偏转判断洛仑兹力方向，通电直导线的电流方向根据磁场方向和右手螺旋定则来判断
5、C
【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，O为圆心，故有
Oa＝Ob＝
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，故有
Ob＝v0t，Oa＝t2
联立以上各式，解得＝2v0。
故选C。
6、C
【解析】电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，A错误；该电场与等量异种点电荷的电场相似，根据等量异种点电荷的特点可知，MN的中垂线为一个等势面，然后根据沿电场线方向电势降低可知P点电势一定高于Q点电势，B错误；P点电势高于Q点电势，即．由电势能公式，可知由于电子带负电，，所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能，C正确；由于该电场是非匀强电场，从N到M的过程E先减小后增大，由F=qE可知，电子所受的电场力也是先减小后增大，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】A．由＋→＋X＋17.6MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，A正确；
B．再由X＋Y→＋＋4.9MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，Y的质量数为6，电荷数为3，即其质子数为3，中子数也为3，B错误；
C．由于两个反应中都释放了能量，因此根据爱因斯坦质能方程可知，两个反应中都存在质量亏损，C错误；
D．根据核聚变反应的定义可知，氘和氚反应生成了一个核，D正确。
故选AD。
【考点定位】
8、BD
【解析】 A.最大值为311V，则有效值为，则A错误, B.电流的有效值为：，则B正确．C.D.由图知周期为T=0.02S，则，则电压随时间变化的规律是，则C错误，D正确.故选BD.
考点：考查正弦式电流的图象和三角函数表达式
【名师点睛】理解交流电电压表达式的物理意义，本题即可得到解决
9、BD
【解析】A．该电池的容量为，A错误；
B．该电池的电动势为3.6V，B正确；
C．上面没有显示手机的额定功率，所以不能计算电池正常工作时的额定电流，C错误；
D．若电池以10mA的电流工作，其工作时间为

D正确。
故选BD。
10、AD
【解析】A．以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，A正确；
C．以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同，C错误；
B．由

可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，B错误。
D．由

电势相同，同一电荷具有相同的电势能， D正确。
故选AD。

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).0～0.60 A (2).0～3.00 V (3).0～10Ω (4).图见解析 (5).1.45V (6).0.70
【解析】（1）干电池电动势约为1.5V，电压表应选0～3.00V挡位，根据实验数据得出最大电流为0.57A，因此电流表应选0～0.60A挡位；干电池电动势约为1.5V，电流表量程为0.6A，电路最小电阻约为：R=2.5Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选0～10Ω；
（2）应用伏安法测电源电动势与内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示：

故实物图如图所示：

（3）利用表中坐标值，采用描点法并连线得图象如图所示；

由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir，再由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势故电源的电动势为1.45V；
而图象的斜率表示电源的内阻，；
【点睛】本题考查了实验器材的选取、作实验电路图、求电动势与内阻，知道实验器材的选取原则、知道实验原理、掌握应用图象法处理实验数据的方法即可正确解题．在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的
12、 ①.nev ②.nevBL
【解析】[1]每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为

[2]磁场对这段导线的安培力

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