2023年广西南宁市宾阳中学物理高二上期末考试试题含解析.doc

2023年广西南宁市宾阳中学物理高二上期末考试试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．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、下列各图中正确的是（　　）
A. B.
C. D.
2、一根粗细均匀的镍铬丝，电阻率为ρ，横截面的直径是d，电阻是R。把它拉成直径为的均匀细丝后，它的电阻率和电阻为（设温度不变）（　　）
A.ρ、10－3R B.104ρ、104R
C.ρ、 D.ρ、104R
3、如图，两个固定正点电荷相距L，电荷量均为q(q>0，q远大于电子电量)，两个点电荷中点为O点，A点为两点电荷中垂线上一点．静电力常量为k，不计重力．下列说法正确的是（ ）

A.若A点由静止释放一电子，电子将做匀加速运动
B.在两点电荷产生的电场中，O点的电场强度大小为零
C.在两点电荷产生的电场中，O点的电势最高
D.过O、A两点的直线位于同一等势面上
4、如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )

A. B.
C. D.
5、如图所示，AB是点电荷电场中的一根电场线，在线上O点放一个自由的负电荷后，它将沿电场线向B运动，则下列判断中正确的是（ ）

A.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力越来越小
B.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力大小变化无法确定
C.电场线方向由A指向B，该电荷受到的电场力大小不变
D.电场线方向由B指向A，该电荷受到的电场力越来越大
6、如图所示为“感受向心力”的实验，用一根轻绳，一端栓着一个小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力．下列说法正确的是

A.只减小旋转角速度，拉力增大
B.只加快旋转速度，拉力减小
C.只更换一个质量较大的小球，拉力增大
D.突然放开绳子，小球仍做曲线运动
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，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置) （）

A.向右匀速运动 B.向左减速运动
C.向右减速运动 D.向右加速运动
8、将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是( )
A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率
C.感应电流的大小 D.流过导体某横截面的电荷量
9、如图所示，虚线代表电场中三条电场线，实线为一带电质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知( )

A.带电质点通过P点电势较高
B.带电质点通过Q点时动能较小
C.带电质点通过P点时电势能较大
D.带电质点通过Q点时加速度较小
10、如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)．下列判断正确的是(　　)

A.小球带正电
B.当滑片P从a向b滑动时，细线的偏角θ变大
C.当滑片P从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下
D.当滑片P停在b处时，电源的输出功率一定大于滑片P在a处时电源的输出功率
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）某同学现有以下器材，他希望利用它们来测量某电池的电动势和内阻

A．被测电池（电动势在10V～15V之间，内阻未知）
B．电阻箱（0～20Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值20Ω）
D．定值电阻R0（阻值5Ω）
E．电流表A1（量程3A，内阻忽略不计）
F．电流表A2（量程0.6A，内阻忽略不计）
G．电键
H．导线若干
实验中用到了包括电池和定值电阻R0在内的六种实验器材，并利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数和外电路电阻R（R0除外）的关系图线，即图线，如图所示．则根据上述条件分析该同学在实验过程中：
①实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择___________________；
②在虚线框内画出实验原理图（请在图中表明所选器材的符号）______；
③根据图线求出电池的电动势为________V，内阻为________Ω
12．（12分）两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直导轨平面。两导轨间距为L，左端接一电阻R，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab如图所示放置，开始时ab棒不导轨垂直，在ab棒绕a点紧贴导轨以角速度顺时针旋转90°的过程中，通过电阻R的电流方向为_________（填“由上到下”或者“由下到上”）；电动势的最大值为_________；通过电阻R的电荷量是_________。

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】AB．根据右手定则，可知A选项磁场是逆时针方向；B选项螺线管内的磁场方向应该向右，AB错误；
CD．由左手定则可知C选项画图正确，D选项受洛伦兹力方向应该向左，C正确，D错误。
故选C。
2、D
【解析】导线的拉伸不会影响电阻率，所以电阻率不变。横截面直径为d镍铬丝拉制成直径为的均匀细丝后，根据

得知，横截面积变为原来的，镍铬丝的体积不变，则长度变为原来的100倍，由电阻定律

分析可知电阻变为原来的10000倍，即为104R，故ABC错误，D正确。
故选D。
3、B
【解析】等量同种电荷连线的中垂线上，电场线由中点O指向上下两侧，顺着电场线电势逐渐降低
【详解】两点荷连线的中垂线上个点的场强不相同，若在A点由静止释放一电子，电子将做变加速运动，选项A错误；根据场强叠加可知，在两点电荷产生的电场中，O点的电场强度大小为零，选项B正确；在两点电荷产生的电场中，在两电荷连线的中垂线上，O点的电势最高，选项C错误；从O到A电势逐渐降低，选项D错误；故选B.
【点睛】本题考查电场的叠加，注意电场强度时矢量，合成遵循平行四边形定则；电势是标量，合成遵循代数法则
4、A
【解析】由楞次定律可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场，即螺线管中电流应增大；而螺线管中的电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，故A正确，BCD错误
5、B
【解析】根据题意，负电荷由静止开始从O运动到B，负电荷所受电场力方向从O到B，而场强方向与负电荷所受的电场力方向相反，则知场强方向由B指向A，由于电场线的分布情况未知，场强如何变化无法确定，电场力大小如何变化也无法确定，故B正确，ACD错误。
故选B
6、C
【解析】AC．由题意，根据向心力公式

与牛顿第二定律，则有

只减小旋转角速度，拉力减小，只更换一个质量较大的小球，拉力增大，A错误C正确；
B．只加快旋转速度，由

知拉力增大，B错误；
D．突然放开绳子，小球受到的合力为零，将沿切线方向做匀速直线运动，D错误。
故选C。

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】根据棒的切割磁感线，依据右手定则可确定感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律来确定感应电流的大小；从而由右手螺旋定则来确定线圈M的磁通量的变化，再根据楞次定律，即可确定线圈N中的感应电流的方向
【详解】若要让N中产生逆时针的电流，M必须让N中的磁场“减小”或“×增大”所以有以下两种情况.
垂直纸面向外的磁场（）且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左减速运动；
同理，垂直纸面向里的磁场（×）且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右加速运动；故B，D正确，A，C错误；
故选BD.
【点睛】考查右手定则、法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则与楞次定律的应用，注意各定律的作用，同时将右手定则与左手定则区别开
8、AD
【解析】根据产生感应电流的条件分析有无感应电流产生．再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值
【详解】A．当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流．条形磁铁第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢．条形磁铁第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，故A正确；
B．根据法拉第电磁感应定律第二次线圈中产生的感应电动势大，则磁通量变化率也大，故B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律第二次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第二次感应电流大，即I2＞I1，故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值，由于磁通量变化量相同，电阻不变，所以通过导体横截面的电荷量不变，故D正确
所以AD正确，BC错误
9、BD
【解析】由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大
【详解】A、B、C项：粒子从P到Q，电场力做负功，电势能增大，动能减小，由于不知粒子的电性和电场线方向，所以无法确定电势的高低，故A、C错误，B正确，；
D项：电场线越密的地方场强越大，电荷受的电场力越大，加速度越大，所以带电质点通过Q点时加速度较小，故D正确
故选BD
【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化
10、AC
【解析】A.由图，A板带正电，B带负电，电容器内电场方向水平向右．细线向右偏，电场力向右，则小球带正电．故A正确.
B.滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U=E-Ir变小，两定值电阻电压之和减小，R1两端电压减小，电容器电压变小，两板间场强减小，则细线偏角变小，故B错误
C.滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下．故C正确
D.根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大．外电阻大于内阻，外电阻减小，输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小．本题，不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率的大小，故D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.电阻箱 ②. ③.12 ④.1
【解析】①根据实验器材选择测量电源电动势与内阻实验所需实验器材；
②根据所选实验器材作出实验电路图；
③根据实验电路，由欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图象与函数表达式求出电源电动势与内阻；
【详解】①测电源电动势与内阻，由题意可知，实验中有两个未知内阻的电流表、一个电阻箱、一个滑动变阻器与一个定值电阻，没有电压表，两电流表内阻未知，不能用电流表与定值电阻组成电压表测电压，因此不能用伏安法测电源电动势与内阻，应该用安阻法测电源电动势与内阻，需要的实验器材是：电阻箱
②电源电动势约为10V-15V，为了保护电路安全、进行多次实验测出多组实验数据，电流表应选A1，安阻法测电源电动势与内阻的实验电路如图所示：

③由实验电路可知，在闭合电路中，电源电动势：E=I（r +R0+R），则，由图所示图象可知，图象的截距，图象的斜率，则电源电动势E==12V，电源内阻：r=bE-R0 =0.5×12-5=1Ω

【点睛】本题考查了测电源电动势与内阻实验，要掌握测电源电动势与内阻实验的常用实验方案：伏安法、安阻法、伏阻法，要掌握各种实验方案的实验原理、实验器材、实验电路、实验步骤与实验数据的处理方法
12、 ①.由上到下 ②. ③.
【解析】[1][2]．由右手定则可知，通过电阻R的电流方向为由上到下；电动势的最大值为
；
[3]．第一阶段：平均电动势

通过R的电荷量

第二阶段ab棒脱离导轨后，电路中没有电流．所以总电量：

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