河南省林州市一中2023年高二上物理期末综合测试试题含解析.doc

河南省林州市一中2023年高二上物理期末综合测试试题
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、如图所示，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点，已知A、B、C、F点的电势分别为-1 V、1 V、2 V、3 V，则H点的电势为( )

A.-1 V
B.1V
C.2V
D.3V
2、如图所示装置中，一个足够长的光滑水平导轨与一理想变压器的原线圈相连，导体棒ab放在导轨上并处于匀强磁场中，副线圈上连接有灯泡L和电容器C，其余一切电阻不计．则下列说法正确的是

A.若ab棒向右做匀速直线运动，则灯泡L中有c→d的电流
B.若ab棒向右做匀速直线运动，则电容器C下极板带正电
C.若ab棒向左做匀加速直线运动，则灯泡L中有d→c的电流
D.若ab棒向左做匀加速直线运动，则电容器C上极板带正电
3、如图所示，质量为m物块（视为质点）带正电Q，开始时让它静止在倾角=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为的匀强电场（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H．释放后，物块落地时的电势能为，物块落地时的速度大小，则（ ）

A. B.
C. D.
4、下列有关磁场的说法中正确的是 （ ）
A.某处磁感应强度的大小跟放在该处的通电导线受力的大小、电流大小和导线长短有关
B.磁场中某处磁感应强度的方向就是位于该处的通电导线所受安培力的方向
C.磁感线切线方向表示磁场方向，其疏密表示磁感应强度的大小
D.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
5、环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（　　）

A.感应电流大小恒定，顺时针方向
B.感应电流大小恒定，逆时针方向
C.感应电流逐渐增大，逆时针方向
D.感应电流逐渐减小，顺时针方向
6、两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示。两通电导线各自在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则下列说法正确的是

A.等边△ABC区域中（包括边界）没有磁感应强度为零的点
B.在C处磁场的总磁感应强度方向垂直于AB连线向下
C.在C处磁场的总磁感应强度大小是B0
D.在C处磁场方向与AB连线的中垂线方向垂直
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，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ）

A.开关K合上瞬间，A、B两灯同时亮起来
B.K合上稳定后，A、B同时亮着
C.K断开瞬间，A、B同时熄灭
D.K断开瞬间，B立即熄灭，A过一会儿再熄灭
8、小明把前面推理的方法称之为“倍增法”。说起科学方法，小明对"对称法"情有独钟，比如说，一个均匀带电的球壳，其球心处的电场强度不能指向任何特殊的方向，否则就格外偏袒了这个特殊的方向，因此，球心处的电场强度就只能是零。小明设想了如下图所示的一个情景，四根相同且通有同样大小同样方向电流I的平行直导线的中点分别固定在一个正方形的四个顶点上，导线与正方形所在平面垂直，图中O点为正方形的中心，并作了如下一些分析，你认为正确的有

A.O点的磁感应强度一定是零
B.O点的磁感应强度可能垂直正方形所在平面向里或向外
C.若四根导线中的电流都反向但大小I保持不变，则O点的磁感应强度也反向
D.最上面那根导线中的电流大小I不变但是方向反向，则可将该导线想象成通有原方向的大小为I的电流和反方向的大小为2I的电流的叠加，则O点处的磁感应强度等于只有最上面那根导线、且其中只通有反方向大小为2I的电流时在O点产生的磁感应强度
9、闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直，规定垂直纸面向外为磁场的正方向，abcda方向为电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，磁感应强度B随时间变化的规律如图2所示，关于线框中的电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列说法正确的是( )

A.
B.
C.
D.
10、如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（）

A.此电源的内阻为Ω
B.灯泡D1的额定电压为3V，额定功率为6W
C.把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大
D.由于小灯泡D1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用
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）某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有：
小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)
电压表V (量程3V，内阻3kΩ)
电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)
固定电阻(阻值1000Ω)
滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)
电源E(电动势5V，内阻不计)
开关S，导线若干
（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图____
（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻___(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率____(填“增大”“不变”或“减小”)
（3）用另一电源(电动势4V，内阻1.00Ω)和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率，闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为___W．(结果均保留2位有效数字)
12．（12分）小明用如图所示的装置研究“电磁感应现象”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。
（1）要想使电流计指针发生偏转，小明进行了以下4种操作，其中可行的是____（选填选项前的字母）。

A.螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
（2）在（1）的研究中，小明发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据（1）中的操作，那么感应电流方向与下列哪些因素有关_________________（选填选项前的字母）。
A.磁铁的磁性强弱
B.磁铁运动的方向
C.磁铁运动的速度大小
D.螺线管的匝数
（3）小明又将实验装置改造，如图所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是______（选填选项前的字母）

A.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
B.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
（4）在（3）研究中，闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？___________________________。
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、C
【解析】在匀强电场中，由公式U=Ed知，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等．由于GH∥AB，且GH=AB，则有φG-φH=φB-φA；代入数据解得：φH=φG+φA-φB=φG -2V；同理，φB-φC=φF-φG；解得，φG=φF+φC-φB=3V+2V-1V=4V；解得φH=2V，故选C
【点睛】本题关键要明确匀强电场中沿着不与场强垂直方向前进相同距离，电势降落相等，同时要熟悉匀强电场中等势面和电场线的关系，然后结合几何关系分析
2、D
【解析】理想变压器是根据磁通量的变化来工作的，当原线圈的磁通量恒定时，副线圈是没有感应电流的，根据变压器的工作的原理，运用楞次定律和右手定则、安培定则结合分析原线圈中的电流的变化情况即可得出结论
【详解】AB．若棒匀速运动，则棒切割磁场产生的电流是恒定的，线圈产生的磁通量也是恒定的，不会引起副线圈的磁通量的变化，所以副线圈不会有感应电流产生，所以副线圈的电流为零，灯泡不亮，电容器不带电．故A、B均错误；
CD．若棒向左做匀加速直线运动，由右手定则判断可知，棒中产生由的感应电流，而且感应电流增大，感应电流通过原线圈，根据安培定则可知，原线圈中产生向上的磁场，而且磁场不断增强，则穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律判断得知，副线圈中产生向上的螺旋式电流，灯泡中有的电流，电容器上极板带正电，故D正确，C错误
【点睛】变压器只能在交流电路中工作，变压器是根据磁通量的变化来工作的，知道变压器的工作的原理就可以解决本题
3、C
【解析】正电荷所受电场力的方向水平向左，电场力做正功，电势能减小了mgH，电势能的变化，而电势能，由此可知，电势为零的地方，电荷的电势能也为零，故，AB选项错误；由动能定理，解得，选项C正确，选项D错误.
考点：动能定理
【名师点睛】①电场力做功和电势能的关系为,电场力做了多少功，电势能就减少多少，克服电场力做了多少功，电势能就增加多少
②电势能的变化，而电势能，由此可知，电势为零的地方，电荷的电势能也为零
4、C
【解析】磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度．比值与磁场力及电流元均无关．电流元所受磁场力是由左手定则来确定
【详解】磁感应强度的大小跟垂直放在磁场中的通电导线受力的大小没有关系，与通电导线电流大小也没有关系，它由磁场的性质决定,故A、D都错误；
垂直与磁场方向放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故B错误；
磁感线切线方向表示磁场方向，其疏密表示磁感应强度的大小，C正确
【点睛】磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关
5、B
【解析】试题分析：在第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，所以B正确，ACD错误．故选B
考点：楞次定律
【名师点睛】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，并理解法拉第电磁感应定律的内容,变化的磁场产生电场，而均匀变化的磁场产生恒定的电场
6、D
【解析】A．直导线A与B在AB连续的中点处，A与B产生的磁感应强度大小相等，方向相反，合磁感应强度是0，故A错误；
BCD．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方向向右，如图，根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度为

方向水平向右，故BC错误；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、AD
【解析】当把开关闭合时，线圈产生自感电动势，在线圈和A的两端会分担电压，A会亮起来，B的电流等于A和线圈电流之和，B也会亮起来．所以A选项正确．开关闭合等电路稳定后，由于线圈不再产生自感，而且线圈没有电阻，仅相当于导线，所以A被短路,A灯不亮B灯亮．所以B选项错误．开关断开的瞬间，线圈产生自感，并且与A形成闭合回路，所以A灯会重新亮一会在熄灭，而B灯马上熄灭，所以C选项错误D选项正确．答案选AD
8、AD
【解析】AB．由右手螺旋定则可知，四根通电导线在O点的产生磁感应强度方向对称分布在正方形平面内，依据矢量的合成法则，则O点的磁感应强度一定是零，故A正确，B错误；
C．若四根导线中的电流都反向但大小I保持不变，同理，四根通电导线在O点的产生磁感应强度方向仍对称分布在正方形平面内，则O点的磁感应强度仍为零，故C错误；
D．最上面那根导线中的电流大小I不变但是方向反向，依据矢量叠加法则，则可将该导线想象成通有原方向的大小为I的电流和反方向的大小为2I的电流的叠加，则O点处的磁感应强度等于只有最上面那根导线、且其中只通有反方向大小为2I的电流时在 O 点产生的磁感应强度，故D正确。
故选AD。
9、AD
【解析】AB．由图示B-t图象可知，0～1s时间内，B增大，增大，由楞次定律可知，感应电流是顺时针的，为正值；1～2s磁通量不变，无感应电流；2～3s，B的方向垂直纸面向外，B减小，减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的；3～4s内，B的方向垂直纸面向里，B增大，增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流是负的，A正确，B错误。
CD．由左手定则可知，在0～1s内，ad受到的安培力方向：水平向右，是正的，1～2s无感应电流，没有安培力，2～4s时间内，安培力水平向左，是负的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势

感应电流

由B-t图象可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力F=BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，C错误，D正确。
故选AD
【点睛】本题考查了判断I-t图象与F-t图象是否正确，分析清楚B-t图象、应用楞次定律、法拉第电磁感应定律、安培力公式即可正确解题；此题也可以判断电流和安培力的方向直接通过排除法
10、BC
【解析】A项：由图读出：电源的电动势，内阻，故A错误；
B项：两图线交点表示小灯泡D1与电源连接时的工作状态，此时灯泡的电压U=3V，电流I=2A，功率为P=UI=6W，由于小灯泡D1正常发光，则灯泡D1的额定电压为3V，功率为6W，故B正确；
C项：灯泡D1的电阻，的灯泡D2的电阻为，可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，知把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大，故C正确；
D项：灯泡是纯电阻，欧姆定律仍适用，图象为曲线是由灯泡电阻随温度的增大而增大，故D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.电路图见解析； ②.增大； ③.增大； ④.0.39
【解析】（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；

（2）[3][4]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
（3）[5]．当滑动变阻器的阻值最大为9.0Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E=U+I（R+r）得
U=-10I+4，
作出图线①如图所示．由交点坐标可得U1=1.78 V，I1=221 mA，
P1=U1I1≈0.39 W；

12、 ①.AB ②.B ③.AD ④.螺线管B中磁通量不变，则无感应电流产生
【解析】(1)[1]A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故A正确；
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故B正确；
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故C错误；
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故D错误。
故选AB。
(2)[2]根据（1）中的操作可知，在磁铁插入或拔出螺线管时，电流计指针偏转方向不同，说明，感应电流方向与磁铁运动方向有关，故B正确。
故选B。
(3)[3]AB．螺线管A的磁性变强或变弱时，穿过线圈B的磁通量变大或变小，由楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向相反，所以螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向，故A正确，B错误；
CD．螺线管A的磁性强弱变化越快，由法拉第电磁感应定律可知，线圈B中产生的感应电动势越大，感应电流越大，所以螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小，故C错误，D正确。
故选AD。
(4)[4]闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但螺线管B中的磁通量不变，则无感应电流产生。

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