云南省昆明市官渡区第一中学2023年高二物理第一学期期末统考试题含解析.doc

云南省昆明市官渡区第一中学2023年高二物理第一学期期末统考试题
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、一匝数n=10矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电电动势瞬时值的表达式，下列说法正确的是（ ）
A.该交流电的频率是50Hz
B.电动势的有效值是220V
C.当时，电动势的瞬时值为0
D.穿过线圈的磁通量最大值为4Wb/s
2、一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为，当该线圈与一阻值为8Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是(　　)
A.t＝0时，线圈平面位于中性面
B.t＝0时，穿过线圈的磁通量为0
C.电阻的热功率为16 W
D.用电压表测路端电压时读数为11.3 V
3、1797年至1798年，英国物理学家卡文迪许完成了一项伟大的实验——在实验室中完成了测量两个物体之间万有引力的实验，他把这项实验说成是“称地球的重量”（严格地说应是“测量地球的质量”），在这个实验中首次测量出了
A.地球表面附近的重力加速度
B.月球的公转周期
C.月球的质量
D.引力常量
4、一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R.把它拉制成直径为的均匀细丝后，在温度不变的情况下，它的电阻变为( )
A.10000R B.100R.
C. D.
5、关于点电荷，下列说法正确的是(　　)
A.只有体积很小的带电体才可以看作点电荷
B.只有球形带电体才可以看作点电荷
C.带电体能否被看作点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体的形状
D.一切带电体都可以看作点电荷
6、A、B、C三点在同一直线上，AB:BC=1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为 （ ）
A.-F/2 B.F/2
C.-F D.F
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，竖直向上的匀强电场中，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于N点且弹簧恰好处于原长状态。保持小球的电荷量不变，现将小球提高到M点再由静止释放。则释放后，小球从M运动到N的过程中（）

A.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变
B.小球运动的速度先增大后减小
C.弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量
D.小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量
8、如图所示，质量为m的物体，从半径为R的光滑半圆槽的最上端由静止滑下，则下列说法中正确的是（　　）

A.若圆槽不动，m可滑到右边的最高点
B.若地面光滑，m也可滑到右边的最高点
C若圆槽不动，m滑动过程中机械能守恒
D.若地面光滑，m和半圆槽在滑动过程中机械能守恒，动量也守恒
9、如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω。螺线管所在空间存在水平向右的磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A.电阻R的电流方向是从C到A
B.感应电流的大小随时间均匀增大
C.电阻R两端的电压为6V
D.经过电阻R的电流大小为1.2A
10、如图所示，分界线MN上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，一质量为m，电荷为q的带电粒子（不计重力）从O点出发以一定的初速度v0沿纸面垂直MN向上射出，经时间t又回到出发点O，形成了图示心形图案，则

A.粒子一定带正电荷
B.MN上下两侧的磁场方向相同
C.MN上下两侧的磁感应强度的大小B1:B2=1:2
D.时间
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）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。

（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑤先________，再放开________，让其带动纸带一起运动；中间与滑块2相撞并粘在一起运动；
⑥取下纸带，重复步骤④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示；
⑦测得滑块1的质量310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量205g
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s（保留三位有效数字）
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________
12．（12分）中学物理实验室中有一个标准的20分度的游标卡尺，某次测量中，其游标尺部分的第17小格刻度线与主尺4cm刻度线对齐，则游标卡尺的读数为_______cm。
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、C
【解析】A．由交流电电动势瞬时值的表达式可读出角速度

则该交流电的频率是，故A错误；
B．由交流电电动势瞬时值的表达式可得电动势的最大值，则其有效值为

故B错误；
C．当时，带入到瞬时表达式可得

故C正确；
D．由电动势的最大值

可得穿过线圈的磁通量最大值为

故D错误。
故选C。
2、A
【解析】因为电动势的表达式是正弦函数，所以是从中性面开始计时的，故A正确；t=0时，线圈处于中性面，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，故B错误；由题意可知，电动势的有效值为10V，所以电路中的电流为：，所以电阻的热功率为，故C错误；用电压表测路端电压时读数为U=IR=8V，故D错误．故选A
【点睛】本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，知道电动势的表达式是正弦函数，从中性面开始计时的，此时磁通量最大，根据求解电功率，电压表和电流表测量的都是有效值
3、D
【解析】英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能“称地球的重量”的人；
【详解】1797年至1798年，英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，根据万有引力等于重力，有：，则地球的质量，由于地球表面的重力加速度和地球的半径已知，所以根据公式即可求出地球的质量，因此卡文迪许被人们称为能“称地球的重量”的人，故选项D正确，ABC错误
【点睛】解决本题的关键掌握万有引力等于重力，以及知道卡文迪许测量出了万有引力常量即可
4、A
【解析】镍铬丝的横截面的直径为d，横截面积为S1=，由数学知识得知，直径变化后横截面积是S2=，由于镍铬丝的体积不变，由长度变为原来的100倍，根据电阻定律R=ρ得到，电阻是原来的10000倍，即为10000R．故选A
5、C
【解析】当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以简化为点电荷；与带电体的大小、形状无关。
A.只有体积很小的带电体才可以看作点电荷与分析不符，故A错误。
B.只有球形带电体才可以看作点电荷与分析不符，故B错误。
C.带电体能否被看作点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体的形状与分析相符，故C正确。
D.一切带电体都可以看作点电荷与分析不符，故D错误。
6、B
【解析】设AB的距离为r，在A处放电荷量为＋q的点电荷，在B处放电荷量为Q的点电荷，据库仑定律有：；移去A处电荷，在C处放－2q的点电荷，该电荷受到的电场力为：，据同种电荷相斥，异种电荷相吸可知，两力方向相同．故选项B正确

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、CD
【解析】小球静止时位于N点且弹簧恰好处于原长状态，可知小球所受的重力与电场力等大反向；
A．小球从M运动到N的过程中，由于有电场力做功，故小球和弹簧系统的机械能不守恒，小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的，故A错误；
B．释放后小球从M运动到N过程中，合力等于弹簧的拉力，做正功，故动能一直增加，即球一直加速，故B错误；
C．释放后小球从M运动到N过程中，重力和电场力平衡，等效与只有弹簧弹力做功，故弹簧弹性势能和球动能之和保持不变，即弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量，故C正确；
D．重力做功等于重力势能的减小量，克服电场力做功等于电势能的增加量，重力和电场力平衡，故小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量，故D正确；
故选CD。
8、ABC
【解析】ABC．不论圆槽不动还是地面光滑，小球和圆槽组成的系统机械能守恒，选取地面为零势能面，系统从初状态静止开始运动，末状态一定能够再次静止，由于机械能守恒，小球在初末状态的重力势能一定相等，所以小球一定能滑到圆槽右边的最高点，ABC正确；
D．地面光滑，系统的机械能守恒，系统在水平方向不受外力，所以动量在水平方向守恒，D错误。
故选ABC。
9、AD
【解析】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A，故A正确；
BCD．根据法拉第电磁感应定律有

由图2可知，

代入数据解得

由闭合电路欧姆定律得

因此感应电流的大小是恒定的，螺线管两端的电压是外电压为

故BC错误，D正确。
故选AD。
10、BD
【解析】A.题中未提供磁场的方向和绕行的方向，所有不能用洛仑兹力充当圆周运动的向心力的方法判定电荷的正负，故A错误；
B.粒子越过磁场的分界线MN时，洛仑兹力的方向没有变，根据左手定则可知磁场方向相同，故B正确；
C.设上面的圆弧半径是r1，下面的圆弧半径是r2，根据几何关系可知r1:r2=1:2；洛仑兹力充当圆周运动的向心力，解得：，所以B1:B2=r2:r1=2:1，故C错误；
D.由洛仑兹力充当圆周运动的向心力，周期T=2πr/v，得；带电粒子运动的时间t=T1+T2/2=，由B1:B2=2:1得t=，故D正确
故选BD.
点睛：带电粒子在磁场中的绕行方向相同未知，磁场的方向未知，所有不能用洛仑兹力充当圆周运动的向心力的方法判定电荷的正负；粒子越过磁场的分界线MN时，洛仑兹力的方向没有变，但是半径不同，所以磁场方向相同，强度不同；由图可确定半径之比，根据磁感强度与半径的关系可求磁感强度之比．由带电粒子运动时间与周期的关系，结合磁感强度之比可求运动总时间

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.接通打点计时器的电源 ②.放开滑块 ③.0.620 ④.0.618 ⑤.纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】（1）[1][2]根据打点计时器使用可知，接通打点计时器的电源，后放开滑块；
（2）[3]放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为

滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s；
[3]碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为

（3）[4]结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。
12、385
【解析】[1]游标尺上有20个等分刻度，总长为19mm，则两个刻度之间的距离为

若开始游标尺的零与主尺的零对齐，则当游标尺向前移动0.05mm时，游标尺的第一个刻度与主尺的某一刻度对齐，根据游标卡尺的构造可知，游标尺上两个刻度之间的距离为0.95mm，游标尺部分的第17小格刻度线与主尺4cm刻度线对齐，则游标卡尺的读数为
。

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