湖南省长沙市明达中学2023年高二物理第一学期期末统考试题含解析.doc

湖南省长沙市明达中学2023年高二物理第一学期期末统考试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，如图所示．先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是（）

A.相互吸引，电流大加速度大
B.相互吸引，加速度大小相等
C.相互排斥，电流大的加速度大
D.相互排斥，加速度大小相等
2、某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中A、B、C、D 四个点。这四个电阻中阻值最大的是（）

A.A B.B
C.C D.D
3、关于电动势，下列说法正确的是（ ）
A.电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
B.所有电源的电动势都是1．5V
C.体积越大的电源，其电动势一定越大
D.不同电源的电动势不同
4、如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点．相同的带正电荷粒子，以相同的速率从P 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的．若将磁感应强度的大小 变为 B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于

A. B.
C. D.
5、如图，单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO＇轴匀速转动，角速度大小为ω，从线圈平面与磁场平行的位置开始计时．则

A.开始计时时刻穿过线圈的磁通量最大
B.感应电动势瞬时值表达式为
C.线框转动过程中产生电动势的最大值为BSω
D.线框转动过程中产生电动势的有效值为
6、下列关于摩擦力的说法中正确的是（　　）
A.有弹力必有摩擦力
B.有摩擦力必有弹力
C.滑动摩擦力的公式F=μFN中的压力FN一定等于重力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力可能相互平行
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，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路．调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m，电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回（不计重力），则下列说法正确的是（　　）

A.使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板
B.使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出
C.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板
D.使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出
8、如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下带电粒子（不计重力）以初速度v0沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t。在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，根据上述条件下列说法正确的是（）

A.该粒子带正电 B.带电粒子在磁场中运动的时间为
C.带电粒子在磁场中运动的半径为 D.带电粒子的比荷为
9、电阻R1、R2的I—U关系图象如图（甲）所示，现把它们串联成如图（乙）所示的电路，则

A.由甲图可知R1<R2
B.若电源两端的电压保持不变，要使R1的功率增大，变阻器R0的滑片应向右滑动
C.两电阻消耗的电功率P1>P2
D.调节R0，可以使R1、R2电压相等
10、如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，正方形单匝线框从左边界由静止开始匀加速穿过磁场区域，线圈的边长和磁场的宽度相等．从线框cd边刚进磁场开始计时，逆时针方向为电流的正方向，线框中的感应电流i、电功率P随时间t的变化图象可能正确的是　　

A. B.
C. D.
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）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为30kΩ，电压表的内阻约为10kΩ，电流表的内阻约为500Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，则图_____（填甲或乙）更接近待测电阻的真实值，且测量值_____（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

12．（12分）在远距离输电中，输送电压为220伏，输送电功率为44千瓦，输电线的总电阻为0.2欧，在使用原副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压，再用10：1的降压变压器降压方式送电时．输电线上损失的电压为______ V，损失的电功率为______ W
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】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，根据牛顿第二定律比较两个线圈的加速度大小
【详解】两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引．因为线圈1对线圈2的力和线圈2对线圈1的力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等．故B正确，ACD错误．故选B
【点睛】解决本题的关键掌握同向电流、异向电流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥
2、A
【解析】根据电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比可得，四个电阻的图象如下
图所示：

在图象中做一条竖线，即通过各电阻的电流相等。从图可知，通过它们的电流相等时，A的电压最大，BC相等，D最小，故BCD错误，A正确。
故选A。
3、D
【解析】A.根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir，电源正负极之间的电压指的是路端电压U，小于电源电动势；故A错误；
BD.不同的电源的电动势不同，故B错误，D正确；
D.电动势大小与电源体积无关，故C错误。
故选D。
4、C
【解析】设圆的半径为r;（1）磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界的交点，，如图所示；

所以粒子做圆周运动的半径R为：
磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，,如图所示；所以粒子做圆周运动的半径为：;带电粒子做圆周运动的半径为，由于v，m，q相等，则得：，故选C
考点：带电粒子扎起匀强磁场中得运动
【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中得运动问题；解题时关键是分析粒子做圆周运动临界圆状态，结合几何关系找到粒子做圆周运动的半径，然后结合半径表达式求解磁感应强度的关系
5、C
【解析】A项：由从线圈平面与磁场平行的位置开始计时可知，穿过线圈的磁通量为0，故A错误；
B项：感应电动势瞬时值表达式为，故B错误；
C项：线框转动过程中产生电动势的最大值为，故C正确；
D项：线框转动过程中产生电动势的有效值为，故D错误
故选C
6、B
【解析】摩擦力的产生必须要粗糙、弹力、有相对运动趋势或相对运动，三个条件必须同时具备．因此A错B对．滑动摩擦力的公式中的压力指的是正压力，若放在斜面上，则不等于重力，C错．弹力垂直于接触面，摩擦力平行于接触面，所以不可能，D错
【点睛】本题考查了弹力与摩擦力之间的区别与联系、弹力和摩擦力产生的条件

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、BC
【解析】AB．A、B两块平行金属间距为，粒子在极板间运动，应用能量守恒定律：

解得：

根据题意，粒子的初速度为时：

使粒子初速度变为时：

可知带电粒子将从B板中心小孔射出，A错误，B正确；
CD．使初速度v0和电压U都增加为原来2倍时：

可知带电粒子恰能到达B板，C正确，D错误。
故选BC
分卷II
8、AC
【解析】A．根据左手定则可知该粒子带正电，故A正确；
BCD．没有磁场时，粒子做匀速直线运动，故有

加上磁场后，轨迹如图

根据几何关系，则有带电粒子在磁场中运动的半径为

根据几何关系可知粒子转过的圆心角，粒子在磁场中做圆周运动的运动时间

粒子磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得带电粒子的比荷为

故C正确，B、D错误；
故选AC。
9、BC
【解析】I-U图象斜率的倒数等于电阻，根据斜率的大小可判断电阻的大小；要使R1的功率增大，电路中电流应增大，变阻器接入电路的电阻应减小，即可判断变阻器R0的滑片移动方向；两电阻串联电流相等，根据公式P=I2R分析两电阻功率的关系；根据欧姆定律分析电压关系
【详解】A、根据电阻的定义式，k是I−U图象的斜率，可知斜率k越大，R越小，所以，故A错误；
B、若电源两端的电压保持不变，要使R1的功率增大，电路中电流应增大，变阻器接入电路的电阻应减小，所以变阻器R0的滑片应向右移动，故B正确；
C、两电阻串联，电流相等，，根据公式分析可知：P1>P2，故C正确；
D、两电阻的电流相等，，根据欧姆定律U=IR可知，无论怎样调节R0，不可能使R1、R2电压相等，故D错误；
故选BC
10、AD
【解析】线框的速度：，感应电动势：，电功率：，故A正确，B错误；感应电流：，由右手定则碰撞，线框进入磁场过程电流沿逆时针方向，是正的，线框离开磁场过程，感应电流沿顺时针方向，是负的，故C错误，D正确．所以AD正确，BC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.甲 ②.大于
【解析】[1]由于待测电阻满足

所以电流表应用内接法，即Rx更接近真实值，故应选甲图
[2]根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为

即测量值大于真实值
12、 ①.4 ②.80
【解析】根据电压与匝数成正比，有，可得升压变压器的输出电压为U2=2200V，根据P=UI，输出电流为：，故电压损失为：△U=Ir=20A×0.2Ω=4V，电功率损失为：△P=I2r=202×0.2=80W

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