湖南省桃江县一中2023年物理高二上期末统考试题含解析.doc

湖南省桃江县一中2023年物理高二上期末统考试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场．一带电粒子从a点沿ad方向射入磁场，当速度大小为v1时，粒子从b点离开磁场；当速度大小为v2时，粒子从c点离开磁场，不计粒子重力，则v1与v2的大小之比为（）

A.1：3 B.1：2
C.2：1 D.3：2
2、如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B,则O处磁感应强度（）

A. B.
C. D.
3、如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向垂直纸面向外的电流，ac⊥bd，且ab＝ad＝ac，则a点处磁感应强度的方向为（　　）

A.沿纸面由a向b
B.沿纸面由a向c
C.垂直于纸面向外
D.垂直于纸面向里
4、如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带电质点（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P，Q是这条轨迹上的两点，据此可知 ( )

A.a、b、c三个等势面中，a的电势最高
B.电场中Q点处的电场强度大小比P点处大
C.该带电质点在P点处的动能比在Q点处大
D.该带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
5、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，已知该元件的载流子为自由电子，下列说法中不正确的是

A.电势差UCD＞0
B.电势差UCD＜0
C.形成电势差UCD是因载流子受到磁场力而偏转
D.电势差UCD稳定时，是因电场力与磁场力达到平衡
6、如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则

A直线a位于某一等势面内，
B.若电子由M点运动到Q点，电势能减少
C.直线c位于某一等势面内，
D.若电子由P点运动到Q点，电势能增加
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、如图，长直通电导线与矩形线圈abcd处于同一平面，电流方向向上．下列说法中正确的是（ ）

A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是
B.若线圈竖直向下运动，无感应电流产生
C.当线圈以ab边为轴转动时（小于），其中感应电流方向是
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是
8、一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是(　　)
A.将电压变为U/2
B.将带电荷量变为2Q
C.将极板正对面积变2S
D.将两极间充满介电常数为2的电介质
9、如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N分别为两轨道的最低点，则（　　）

A.两小球到达轨道最低点的速度vM＝vN
B.两小球到达轨道最低点的速度vM>vN
C.在磁场和电场中小球均能到达轨道的另一端
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端
10、有关磁场的物理概念，下列说法中正确的是（　　）
A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量
B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关
C.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关
D.磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小
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）（1）某同学用螺旋测微器测量一物体的直径，读出图中的示数为_____mm。

（2）在测量电源电动势和内电阻的实验中，有
电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；
滑动变阻器R（10Ω，2A）。
为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。

①在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U－I图线，由图可得该电源电动势E=____V，内阻r=______Ω。（结果保留两位有效数字）

②一位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是______。
A.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值
12．（12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=___

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、A
【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。
【详解】依题意，画出两种情况的轨迹如图：

设边长为a，由几何关系可得：

可知，两半径之比为：
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式：

可得，两速度之比为：。
故选A。
2、B
【解析】根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向右，大小为B；下面左边导线产生的B方向斜向右下方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B，方向水平向右，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向水平向右，B正确，ACD错误
3、A
【解析】先用安培定则确定三根通电直导线在a点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小和方向，从而作出判断；
【详解】根据安培定则知：直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反，大小相等，则合磁场为零；而直导线c在a点产生磁场，方向沿纸面由a向b，即为沿纸面由a向b，故A正确，BCD错误
【点睛】解决本题时要知道磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量，它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则
4、C
【解析】电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于不知道质点带正电还是带负电，因此无法确定电场的方向，无法判断电势的高低，故A错误．等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，故B错误．从P到Q过程中运动的方向与电场力的方向之间的夹角是钝角，所以电场力做负功，电势能增加，所以带电质点在P点处的动能比在Q点处大；而在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故C正确，D错误．故选C
5、A
【解析】AB.根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则UCD<0，故A错误，B正确；
C.因为载流子在磁场中受到磁场力偏转，C表面带负电，D表面带正电，使C、D表面之间形成电势差，故C正确；
D.C、D表面之间形成电势差，使载流子受到与磁场力方向相反的电场力，当两力达到平衡时，电势差UCD达到稳定，故D正确。
本题选择错误答案，故选：A
6、C
【解析】电子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，说明电势能增加相等，据此分析电势高低.
【详解】A、C、据题，电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则电势能增加相等，所以电势降低，电场线方向向下，且N、P两点的电势相等，d位于同一等势面内，根据匀强电场等势面分布情况知，直线c位于同一等势面内，则有故A错误，C正确.
B、由上分析知，直线c是等势面，所以电子由M点运动到Q点，电场力不做功，电势能不变；故B错误.
D、由于电子由P点运动到Q点的过程中，电势升高，电势能减小，故D错误.
故选C.
【点睛】解决本题的关键要抓住电场力做功与电势能变化的关系，知道正电荷在电势高处电势能大

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、BCD
【解析】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．根据楞次定律判断感应电流的方向
【详解】A.当导线框向右平移时，穿过线圈的磁通量垂直纸面向里且减少，根据右手螺旋定则与楞次定律可知，感应电流方向是a→b→c→d→a，即顺时针方向．故A错误；
B.若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生．故B正确；
C.当线圈以ab边为轴转动时(小于90∘)，穿过线圈的磁通量垂直纸面向里且减少，根据右手螺旋定则与楞次定律可知，感应电流方向是a→b→c→d.故C正确；
D.当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量垂直纸面向里且增大，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是a→d→c→b.故D正确
故选BCD
8、CD
【解析】AB．电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A、B不正确；
CD．根据公式C＝可知选项C、D正确。
故选CD。
9、BD
【解析】AB．小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以满足机械能守恒。在电场中受的电场力向左，下滑过程中电场力做负功，所以到达最低点时速度关系为vM>vN，选项A错误，选项B正确；
CD．整个过程小球在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以满足机械能守恒，能到达轨道的另一端；在电场中受的电场力向左，整个过程中电场力都做负功，机械能守恒减少，小球不能到达轨道的另一端，选项C错误，D正确。
故选BD。
10、ABD
【解析】A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量。故A正确；
B．磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，跟产生磁场的电流方向有关。故B正确；
C．磁感应强度的方向是由磁场本身决定的，与放入磁场中的受磁场力作用的电流方向无关。故C错误；
D．磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小。故D正确。
故选ABD。

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、 ①.9.202（9.201~9.204） ②.1.5 ③.1.0 ④.AC
【解析】（1）[1]螺旋测微器的转动刻度共50格长0.5mm，故精确度为0.01mm，格数估读到0.1格，则物体的直径为
d=9mm+20.2×0.01mm=9.202mm(9.201-9.204)
（2）①[2]根据闭合电路的欧姆定律可知，

则图像的纵截距表示电源的电动势，可得：
E=1.5V
[3]图像的斜率为内阻：

②[4]AB．电流表的内接法产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用，故A正确，B错误；
CD．可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值，故C正确，D错误。
故选AC。
12、 (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

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