2023年山东省聊城第一中学老校区高二上物理期末学业水平测试试题含解析.doc

2023年山东省聊城第一中学老校区高二上物理期末学业水平测试试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图所示，xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，第二、四象限内没有磁场．一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab，其圆心在原点O，开始时导体环在第四象限，从t＝0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动．若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中，正确的是(　　)

A. B.
C. D.
2、如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b两个带电粒子以相同的速度从电场中M点沿等势线1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内，以下说法正确的是(　　)

A.a受到的电场力较小，b受到的电场力较大
B.a的速度将减小，b的速度将增大
C.a一定带正电，b一定带负电
D.a、b两个粒子所带电荷电性相反
3、在国际单位制中，电荷量的单位是　　
A.安培 B.库仑
C.伏特 D.特斯拉
4、如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内紧靠导线但不接触，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（　　）

A.穿过线框内的磁通量变小
B.线框所受安培力的方向始终竖直向上
C.线框中感应电流方向发生变化
D.线框的机械能守恒
5、如图，为两根相互平行的通电直导线a、b的横截面图，a、b的电流方向已在图中标出（）

A.导线a磁感线沿逆时针方向，导线a、b相互吸引
B.导线a磁感线沿顺时针方向，导线a、b相互吸引
C.导线a磁感线沿逆时针方向，导线a、b相互排斥
D.导线a磁感线沿顺时针方向，导线a、b相互排斥
6、如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×10－8 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为(　　)

A.2.0×10－8 J B.－2.0×10－8 J
C.1.60×10－7 J D.－4.0×10－8 J
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、电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积），为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）图中流量计的上、下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得（）

A.流量为
B.流量为
C.若将污水浓度变大，则上下两板间电势差将变大
D.若流量越大，则上下两板间电势差将变大
8、用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率则

A.圆环中产生逆时针方向的感应电流
B.圆环具有扩张的趋势
C.圆环中感应电流的大小为
D.图中a、b两点间的电势差
9、一段长为L的通电直导线，设单位长度导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量都是e，它们的定向移动速度大小为v，现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，已知这段导线受到安培力为F，则导线中每个自由电子受到的洛伦兹力　　
A.大小为evB，方向和安培力F方向相反
B.大小为evB，方向和安培力F方向一致
C.大小为，方向和安培力方向一致
D.大小为，方向和安培力F方向一致
10、如图所示，斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为+Q小滑块从斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，小球将飞离斜面，在此过程中（　　）

A.斜面光滑时飞离斜面瞬间的速度比粗糙时大
B.斜面光滑时在斜面上运动的时间比粗糙时短
C.斜面光滑时在斜面上运动的位移比粗糙时大
D.斜面光滑时在斜面上运动的位移比粗糙时小
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）用伏安法测量一个阻值未知的电阻Rx，先用多用表的欧姆挡粗略测量其阻值，具体做法是：把多用表的选择开关置于“10”挡，然后将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使得表针指向“0Ω”．将红、黑表笔分别与被测电阻Rx两侧接触，结果发现，指针最终停留在欧姆表的“0”和“1”刻度之间

（1）关于欧姆表的使用以及被测电阻Rx的阻值，下面说法正确的是___
A.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“1000”挡
B.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“100”挡
C.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“1”挡
D.使用欧姆挡测电阻时，每次更换倍率后都应该重新进行“欧姆调零”操作
（2）若给出的实验器材中有：干电池组（电动势6V），一只阻值为2.9104Ω的定值电阻R，一个最大阻值为20Ω的滑动变阻器，还有两只电流表，其中电流表A1的量程为0.6A，内阻大约为0.1Ω，电流表A2的量程为0.1mA，内阻为1000Ω，根据所给实验器材完成电路图的实物连接___
（3）若改变滑动变阻器的滑动触头，发现当电流表A1的读数为0.4A时，电流表A2的指针正好偏转了满刻度的，在这种情况下，被测电阻Rx的测量值为___Ω（保留一位有效数字）
12．（12分）要减少电能输送时的损失，有两个途径：（1）、___________（2）、___________
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，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）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

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】在内，向外的磁通量增加，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值．oa中产生的感应电动势均为感应电流大小为；内，向外的磁通量减少，则感应电流磁场向外，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，为正值．ob中产生的感应电动势均为感应电流大小为；向里的磁通量增加，则感应电流磁场向外，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，为正值．oa中产生的感应电动势均为感应电流大小为；内，向里的磁通量减少，则感应电流磁场向里，根据右手定则判断可知，线框中感应电流的方向为顺时针方向，为负值．ob中产生的感应电动势均为感应电流大小为.所以D正确
2、D
【解析】A．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，越向左场强越小，越向右场强越大，故a出发后的一小段时间内其所处的位置的场强越来越小，而b出发后的一小段时间内其所处的位置场强越来越大，所以出发后的一小段时间内a受到的电场力变小，b受到的电场力变大。但是不知道ab两电荷的电量关系，不能比较ab两点荷所受电场力的大小，故A错误。
B．由于出发后电场力对两电荷都做正功，故两电荷的动能都越来越大，则两个电荷的速度都越来越大，故B错误。
C．由于不知道场强的方向，故不能确定电场力的方向与场强方向的关系，所以不能确定ab两电荷的电性。故C错误。
D．由于两电荷所受的电场力的方向相反，故a、b两粒子所带的电荷的电性相反。故D正确。
故选D。
3、B
【解析】电学中各个物理量都有自己的国际单位；电荷量的国际单位是库仑，简称库，符号为C
【详解】电荷量的国际单位是库仑，简称库，符号为C．故B正确，ACD错误；故选B
4、B
【解析】A、由图示可知，线框下落过程中，穿过线框的磁通量先减小、然后再增大，故A错误；
B、在整个过程中，线框一直下落，为阻碍线框的下落，由楞次定律可知，线框受到的安培力一直向上，线框所受安培力方向不变，故B正确；
C、由右手定则可知，在导线上方磁感应强度向外，在导线下方，磁感应强度向里，开始磁场方向向外，磁通量减少，由楞次定律可得，感应电流沿逆时针方向，后来原磁场方向向里，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，感应电流方向不变化，故C错误；
D、在线框进入或离开磁场过程中，线框中产生感应电流，机械能转化为电能，线框的机械能减小，故D错误；
5、D
【解析】根据右手螺旋定则可判断：导线a磁感线沿顺时针方向，再利用左手定则可判断：导线b受到了向右的安培力，力是相互的所以导线a、b相互排斥，故D正确；ABC错误；故选D
6、B
【解析】由图可知，电场线的方向向外，所以A点的电势大于B点的电势，所以AB之间的电势差为：U=2V；由电场力做功的公式有：W=qU=-1.0×108C×2V=-2.0×108J，故B正确，ACD的错误；故选B
【点睛】本题考查W=Uq的应用，要注意在处理电场力做功的问题时，经常与重力做功相对应来考虑，都与始末位置有关，并且都满足：做正功时势能减小，做负功时势能增加

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．最终稳定时有：

则

根据电阻定律

则总电阻

所以

解得

所以流量

故A正确，B错误；
CD．由上分析可知，那么上下两极间的电势差

故C错误，D正确
故选AD。
【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及掌握欧姆定律和电阻定律的运用，注意电流方向的横截面积求解。
8、BD
【解析】A.磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为顺时针，故选项A不符合题意；
B.由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，故选项B符合题意；
C.由法拉第电磁感应定律可知：

线圈电阻，感应电流，故选项C不符合题意；
D.与闭合电路欧姆定律可知两点间的电势差为，故选项D符合题意；
9、BC
【解析】每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为，磁场对这段导线的安培力，则导线中每个自由电子受到的洛伦兹力，根据左手定则可知方向和安培力F方向一致，故BC正确，AD错误
10、BD
【解析】小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力、摩擦力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力减小，滑动摩擦力减小，当支持力减到0时，离开斜面
【详解】小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，由平衡条件得：mgcosθ=qvmB，解得：，故斜面光滑与粗糙时小滑块飞离斜面时速度相同，故A错误；斜面粗糙时平均加速度小，故加速到相同速度需要的时间长，故斜面光滑时在斜面上运动的时间比粗糙时短，故B正确；斜面粗糙时合力小，两种情况下滑块离开斜面时的速度相等，动能相等，根据动能定理可知，斜面磁场时滑块加速距离长，故斜面光滑时在斜面上运动的位移比粗糙时小，故C错误，D正确；故选BD
【点睛】解决本题的关键知道洛伦兹力的方向和洛伦兹力的大小以及能够正确的受力分析，理清物体的运动状况

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.CD ②. ③.5
【解析】（1）用欧姆表测电阻要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，根据题意分析答题
（2）没有电压表，可以把已知内阻的电流表与定值电阻串联改装成电压表测电压，另一个电流表测电路电流，根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图
（3）根据题意求出待测电阻两端电压，然后应用欧姆定律求出待测电阻阻值
【详解】（1）多用表的选择开关置于“×10”挡，测待测电阻阻值时，指针最终停留在欧姆表的“0”和“1”刻度之间，指针偏角太大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应选择欧姆×1挡，然后进行欧姆调零再测电阻阻值，故CD正确，AB错误；故选CD
（2）把已知内阻的电流表A2与定值电阻阻值串联测电压，由题意可知，滑动变阻器最大阻值远大于待测电阻阻值，滑动变阻器可以采用限流接法，实物电路图如图所示：

（3）待测电阻两端电压：U=IA2（Rg+R）=×0.1××10-3×（2.9×104+1000）=2V，
待测电阻阻值：；
【点睛】本题考查了欧姆表的使用方法与注意事项，要掌握常用器材的使用方法、注意事项与读数方法；把电流表与分压电阻串联可以把电流表改装成电压表；根据题意应用欧姆定律即可解题
12、 ①.减小输电线的电阻 ②.减小输送的电流
【解析】根据P损=I线2R线可知，要减少电能输送时的损失，有两个途径：（1）减小输电线的电阻；（2）减小输送的电流；

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、（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、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