湖北省武汉市第六中学2023年高二物理第一学期期末统考试题含解析.doc

湖北省武汉市第六中学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、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L＝0.2 m，导线中电流I＝1 A．该导线所受安培力F的大小为( )

A.0.01 N B.0.02 N
C.0.03 N D.0.04 N
2、如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置，电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（　　）

A.d随U1变化，d与U2无关
B.d与U1无关，d随U2变化
C.d随U1变化，d随U2变化
D.d与U1无关，d与U2无关
3、2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个实验，下列说法中正确的是

A.闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大
B.闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大
C.闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，伏特表的示数减小
D.闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，安培表的示数减小
4、如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.2Ω，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M的线圈电阻R=0.25Ω，则电动机的输出功率为

A 48W B.64W
C.80W D.16W
5、下列能源中属于常规能源的是（ ）
A.太阳能 B.天然气
C.核能 D.地热能
6、如图所示，边长为L的正方形导线框abcd处于磁感应强度为B0的匀强磁场中，bc边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度ν匀速向右拉出磁场：二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度的变化率为

A. B.
C. 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、如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）自左以初速度在金属板上向右运动，在运动过程中（　　）

A.小球做先减速后加速运动 B.小球做匀速直线运动
C.小球受到的静电力对小球先做负功，后做正功 D.小球受到的静电力对小球做的功为零
8、如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若

A.金属环向左侧直导线靠近，穿过环的磁通量增加

B.金属环向右侧直导线靠近，穿过环的磁通量减小
C.金属环向上运动，环上无感应电流
D.金属环向下运动，环上的感应电流方向为顺时针方向
9、我们通常用阴极射线管来研究磁场对运动电荷的作用，图为阴极射线管的示意图，两个电极的连线沿x轴方向．玻璃管内部已抽成真空，当两个电极连接到高压电源两端时，阴极会发射电子，电子在电场的加速作用下，由阴极沿x轴方向飞向阳极，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹．要使电子束的径迹向z轴正方向偏转，下列措施中可采用的是

A.加磁场，磁场方向沿x轴正方向
B.加磁场，磁场方向沿y轴负方向
C.加电场，电场方向沿z轴正方向
D加电场，电场方向沿z轴负方向
10、如图所示，MN是负点电荷电场中的一条电场线，一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（）

A.带电粒子从a到b运动的过程中动能逐渐减小
B.带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能
C.负点电荷一定位于N点右侧
D.带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度
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）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是______mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是______mm

12．（12分）手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池．某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻．蓄电池的电动势约为3 V.
A．量程是0.6 A，内阻约为0.5 Ω的电流表；
B．量程是3 V，内阻是6 kΩ的电压表；
C．量程是15 V，内阻是30 kΩ的电压表；
D．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；
E．阻值为0～10 Ω，额定电流为2 A的滑动变阻器；
F．定值电阻4 Ω，额定功率4 W；
G．开关S一个，导线若干
（1）为了减小实验误差，电压表应选择______填器材代号)，图甲中的导线应连接到_______(选填“①”或“②”)处，改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择_______(填器材代号)

（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U­I图线如图乙所示，由图线可得该蓄电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______Ω.(结果保留两位有效数字)

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、D
【解析】根据F=BIL可知导线所受安培力F的大小为F=0.2×1×0.2N=0.04N，故选D.
2、A
【解析】设带电粒子经电压为U1的电场加速后速度为v0，由动能定理，有

带电粒子在电势差为U2的电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成沿初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有

粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有

所以

又因为半径公式

则有

故d与m，v0成正比，与B，q成反比，即d只与U1有关，与U2无关，故A正确，BCD错误。
故选A。
3、A
【解析】由图可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大；
AB．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小即安培表示数减小，由内电压和滑动变阻器电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知伏特表的示数增大，故A正确，B错误；
CD．磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数不变，故CD错误
【点睛】本题要求同学们能读懂各个图象的物理意义，变化规律，知道磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大
4、A
【解析】由题可知，电路中路端电压为：U=8V
电路中的总电流为：

通过灯泡的电流为：

通过电动机的电流为：
IM=I-IL=8A
电动机的热功率为：

电动机输出功率为：
P出=UIM-P热=8×8W-16W=48W；
A．48W，与结论相符，选项A正确；
B．64W，与结论不相符，选项B错误；
C．80W，与结论不相符，选项C错误；
D．16W，与结论不相符选项D错误；
故选A.
5、B
【解析】新能源又称非常规能源．是指传统能源之外的各种能源形式．指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等．所以天然气为常规能源，选B.
6、A
【解析】仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为 E=BLv；仅使磁感应强度随时间均匀变化产生的感应电动势为，根据感应电流大小相等，感应电动势大小相等，即可求解
【详解】仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为 E1=B0Lv；仅使磁感应强度随时间均匀变化产生的感应电动势为；据题线框中感应电流大小相等，则感应电动势大小相等，即E1=E2．解得，故选A

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、BD
【解析】金属板处于静电平衡状态，表面为等势面，因此小球受到的静电力不做功，小球电势能保持不变；电场力的方向与金属板表面垂直，故小球受到的合外力为零，小球做匀速直线运动，故BD正确，AC错误；
故选BD
8、AC
【解析】由题中“一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内”可知，本题考查闭合线圈磁通量变化以及感应电流方向，根据楞次定律和通电导线磁场分布规律可分析本题
【详解】AB、根据通电导线磁场分布规律可知，在两根通电导线中间，及分布垂直纸面向外的磁场也分布垂直纸面向里的磁场，并且在中间位置，磁通量为零，因此金属环无论向左向右移动，磁通量均增加，故A正确B错误；
CD、因为金属环内磁通量为零，根据对称性，金属环上下移动磁通量不会发生变化，根据楞次定律可知，无感应电流产生，故C正确D错误
9、BD
【解析】负电荷在电场中的受力应该和电场方向相反，而在磁场中的受力要根据左手定则来判断，由于向上偏转则受力向上可判断出磁场的方向
【详解】电子带负电，要是负电荷向上偏转，根据左手定则可知应该加沿y轴负方向的加磁场，若加电场，根据负电荷受力和场强方向相反可知应该加沿电场方向沿z轴负方向的电场，故BD对；AC错；
故选BD
10、AD
【解析】详解】A．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，对带电粒子做负功，其动能减小．故A正确；
B．电场力对带电粒子做负功，电势能增大，则带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，故B错误；
CD．带正电粒子的电场力向左，电场线由N指向M，说明负电荷在直线MN左侧，a点离点电荷较近，a点的电场强度大于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C错误D正确。
故选AD。

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、 ①.10.50 mm ②.1.732mm（1.729—1.733都可）
【解析】游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为10.50mm；螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×23.2mm=0.232mm，所以最终读数为1.732mm（1.729到1.733均可）
考点：游标卡尺、螺旋测微器
【名师点睛】螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读
12、 ①.B ②.① ③.E ④.3.2 ⑤.1.3
【解析】（1）[1]由于电源电动势大约3V，故电压表应该选择B；
[2]蓄电池的内阻较小，故导线应该接在①处；
[3]电流表量程为0.6A，故滑动变阻器应该选择E。
（2）[4][5]由闭合电路欧姆定律可得

故该图像与纵轴的交点为电动势，该直线的斜率为，由图中可得

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