2023年河南省许昌市许昌实验中学高二物理第一学期期末经典试题含解析.doc

2023年河南省许昌市许昌实验中学高二物理第一学期期末经典试题
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、不计空气的作用，小球沿固定光滑斜面下滑的过程中受到的作用力共有（　　）

A.一个 B.两个
C.三个 D.四个
2、如图所示，在竖直放置间距为的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场．有一质量为，电荷量为的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为．则点电荷运动到负极板的过程

A.加速度大小为
B.所需的时间为
C.下降的高度为
D.电场力所做的功为
3、如图所示电路中，A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，若将滑动片P向下滑动，则（ ）

A.A灯变亮
B.B灯变亮
C.总电流变小
D.R1上消耗功率变大
4、在如图所示的电路中E为电源，其内阻为r，R1为定值电阻（R1＞r），R2为电阻箱，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表，A为理想电流表，闭合开关后，下列说法正确的是（　　）

A.用光照射，电流表示数变小
B.用光照射，电压表示数变小
C.将电阻箱阻值变大，电流表示数变大
D.将电阻箱阻值变大，电压表示数变大
5、某学校创建绿色校园，如图甲为新装一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变．如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）．现增加光照强度，则下列判断正确的是：（ ）

A.电源路端电压不变
B.B灯变暗，A灯也变暗
C.R0两端电压变小
D.电源总功率不变
6、我们位于地球的北半球，曾经在教室的天花板上装有吊扇．假设吊扇的各叶片水平，只考虑该处地磁场的竖直分量，设地磁场磁感应强度的竖直分量的大小为B，叶片的长度为L，中间圆盘半径为R．电扇使用时转动的频率为f，逆着地磁场竖直分量的方向看吊扇，其叶片按逆时针方向转动，叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，用E表示每个叶片上的感应电动势，则 （ ）

A.E=πf (L + R )LB ，且a点电势高于b点电势
B.E=2πf(L –R )LB ，且a点电势高于b点电势
C.E=2πfL ( L - 2R ) B ，且a点电势低于b点电势
D.E=πfL ( L + 2R ) B ， 且a点电势低于b点电势
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、有一电流计，内阻Rg＝25 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，现对它进行改装，下列说法正确的是(　　)
A.把它改装成量程为0.6 A的电流表，需与它并联一个0.126 Ω的电阻
B.把它改装成量程为0.6 A电流表，需与它串联一个0.126 Ω的电阻
C.把它改装成量程为3 V的电压表，需与它并联一个975 Ω的电阻
D.把它改装成量程为3 V的电压表，需与它串联一个975 Ω的电阻
8、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输送功率增大为原来2倍，下列说法中正确的有( )

A.升压变压器的输出电压增大为原来2倍
B.输电线上的电流增大为原来的2倍
C.输电线上损耗的功率增大为原来的4倍
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
9、如图所示的U-I 图象中，直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U-I图线．用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（ ）

A.R 的阻值为1.5Ω
B.电源电动势为3.0V，内阻为1.5Ω
C.电源的输出功率为3.0W
D.电阻R 消耗的功率为1.5W
10、一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻为r，当空载的电动观光车以速度v在平直公路上匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动机线圈电阻为R，司机与电动车总重力为mg，电动车受到的阻力是总重力的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则（）
A.电源输出功率为为EI B.电源效率为×100%
C.电动机的输出功率为 D.电动机发热功率EI－I2r
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）为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：
A．6.3V蓄电池；
B．干电池一节；
C．电压表V(0～3V～15V，内阻约为3kΩ，15kΩ)；
D．电流表A(0～0.6A～3A，内阻约为10Ω，2Ω)；
E．电流表G(满偏电流3mA，内阻Rg＝10Ω)；
F．变压器
G．滑动变阻器(0～20Ω)；
H．滑动变阻器(0～1000Ω)；
I．电阻箱(0～9999Ω)；
J．开关、导线
（1）用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻时，应选用的变阻器是________(用代号回答)
（2）根据实验要求，用笔画线代替导线在图上连线__________

（3）某次实验记录如下：
实验次数
1
2
3
4
5
电流表示数/A
0.24
0.50
0.70
1.10
1.50
电压表示数/V
1.30
1.10
0.95
0.60
0.30

根据表中数据在坐标图上画出U－I图线_______，由图可求得E＝________V，r＝________Ω.
（4）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)
（5）如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图_________
12．（12分）某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象
（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱______相连，指示灯的接线柱D应与接线柱______相连（均选填“A”或“B”）
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将______，继电器的磁性将______（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到______℃时，警铃报警

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】地球表面的一切物体都受到重力；物体与斜面之间相互挤压，故一定受到支持力；光滑表示没有摩擦力；故物体只受重力和支持力，即受两个力作用，故B正确，ACD错误。
故选B。
2、B
【解析】点电荷在电场中的受力如图所示，

点电荷所受的合外力为
由牛顿第二定律得故A错；
点电荷在水平方向的加速度为，由运动学公式d/2=a1t2/2,所以，故B正确，
点电荷在竖直方向上做自由落体运动，所以下降的高度，故C错误；
由功公式W=Eqd/2,故D错误
【点睛】由于电荷水平方向和竖直方向都受到力的作用，根据水平方向上的运动求出运动时间，再结合竖直方向上自由落体运动求出下落的高度
3、D
【解析】将滑动片向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，总电流I增大，则R1上消耗功率变大，路端电压，I增大，U减小，则A灯变暗，B灯与变阻器并联的电压，I增大，则U并减小，所以B灯变暗，故D正确，ABC错误；
故选D
【点睛】对于电路中动态变化分析问题，一般先确定局部电阻的变化，再确定总电阻的变化，到总电流、总电压的变化，再回到局部电路研究电压、电流的变化
4、C
【解析】A、用光照射，阻值减小，则电路总电阻减小，干路总电流增大，路段电压减小，两端电压增大，则并联部分电压减小，则通过电流减小，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数增大，故AB错误；
C、将变阻箱阻值变大，则电路总电阻变大，干路总电流减小，路端电压增大，两端电压减小，则并联部分电压增大，则通过电流增大，即电流表示数增大，电压表示数减小，故C正确，D错误
5、B
【解析】光照增强时，Rt阻值变小，干路电流变大，内电压变大，外电压变小，故A灯变暗．由于，变大，变小，故变大．由于变大，变小，由，可知变小，故B灯变暗，综上分析，B正确
6、D
【解析】根据题意应用右手定则可以判断出电势高低．应用E=BLv求出感应电动势大小
【详解】教室在北半球，地磁场竖直分量方向竖直向下，由右手定则可知，a点电势低，b点电势高．叶片转动的角速度：ω=2πf，叶片的感应电动势：；故选D.
【点睛】风扇转动时叶片切割磁感线产生感应电动势，应用右手定则与E=BLv可以解题，注意切割磁感线的速度要取叶片两端点线速度的平均值

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】AB．把电流表改装成的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值：

故A正确，B错误；
CD．把电流表改装成的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：

故C错误，D正确
【点睛】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题
8、BCD
【解析】A．输入电压决定输出电压，发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误；
B．输出功率决定输入功率，根据：

可知升压变压器输出电压不变，功率变为原来2倍，输电线上的电流变为原来的2倍，故B正确；
C．根据电功率的表达式：

可知输电线上电阻不变，电流变为原来的2倍，则输电线上消耗的功率增大为原来的4倍，故C正确；
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例：

输电线上电流增大，占比增大，故D正确。
故选BCD
9、ABD
【解析】A、由两图线的交点知， ，故A正确；
B、直线I在纵轴上的截距为电动势，即E=3V，斜率的绝对值为内阻，即，选项B正确；
CD、电源的输出功率P=UI=1.5W，也等于电阻R消耗的功率，选项C错误，D正确
10、BC
【解析】A．电源输出功率为为EI-I2r，选项A错误；
B．电源效率为
×100%
选项B正确；
C．电动车匀速运动，牵引力等于阻力，即F=kmg，则电动机的输出功率为

选项C正确；
D．电动机发热功率I2R，选项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.G ②.如图所示：

③.如图所示：

④.1.50 ⑤.0.80 ⑥.偏小 ⑦.偏小 ⑧.如图所示：
或
【解析】实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器，有利于电流的变化和表的读数；
在实物图中先连接其中一个支路，再并联另一支路，注意实物图的连接注意事项；
在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小；
【详解】（1）滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G正确；
（2）滑动变阻器采用限流式接法，电源的内阻是比较小的，为了减小误差，相对电源，安培表采用外接法，如图所示：

（3）描点作图如图所示：

图线与纵轴的交点即为电源的电动势
电池内阻；
（4）因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，故所测电动势小于真实值，内阻也小于真实值，即测得的电动势和内阻都偏小；
（5）如果实验中电压表坏了，将电流表G和电阻箱串联改装成电压表，运用伏安法原理进行实验，也可以直接将电阻箱和安培表串联运用安阻法进行实验，如图所示：
或
【点睛】本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义，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，本接法虽然电动势和内电阻均偏小，但由于误差均较小，故实验中我们一般采取本方法
12、 ①.B ②.A ③.减小 ④.增大 ⑤.80
【解析】（1）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题；
【详解】（1）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（2）分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
当线圈中的电流时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警，则控制电路的总电阻
因此热敏电阻
由图乙可知，此时，所以，当温度时，警铃报警
【点睛】本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的计算，综合性比较强，解题时要仔细分析

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