2023年北京市西城区第8中学高二上物理期末经典试题含解析.doc

2023年北京市西城区第8中学高二上物理期末经典试题
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、竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a，电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面下摆（如图所示）。当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为（ ）

A.2Bav B.
C. D.Bav
2、如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．O为MN的中点，c、O、d在M、N的连线上，a、b位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是

A.O点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
D.b、d两点处磁感应强度的方向不同
3、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（　　）

A.电压表的示数减小 B.灯泡L变暗
C.R1电流变化量比R3电流变化量小 D.R1电压变化量比R2电压变化量大
4、如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向．则在线框中产生的感应电流随时间变化的关系可能为图中的

A. B.
C. D.
5、如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　)

A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
6、静电计可以用来测量电容器的电压．如图把它的金属球与平行板电容器一个极板连接，金属外壳与另一极板同时接地，从指针偏转角度可以推知两导体板间电势差的大小．现在对电容器充完点后与电源断开，然后将一块电介质板插入两导体板之间，则

A.电容C增大，板间场强E减小，静电计指针偏角减小
B.电容C增大，板间场强E增大，静电计指针偏角减小
C.电容C增大，板间场强E增大，静电计指针偏角增大
D.电容C增大，板间场强E减小，静电计指针偏角增大
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、在收音机线路中经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级需要把低频成分和高频成分分开只让高频成分输入给下一级，采用了如图所示的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（　　）

A.a是电容器 B.b是电容器
C.a是电感线圈 D.b是电感线圈
8、如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝200sin(100πt)V，电压表、电流表都为理想电表．下列判断正确的有（）

A.电流频率为50 Hz
B.输入电压有效值为200V
C.S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D.若变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
9、某种材料的圆柱形导体的长度为L，横截面的直径为d，导体两端所加电压为U，当这三个物理量中仅有一个物理量改变时，关于导体中自由电子定向运动的平均速率，下列说法正确的是
A.电压变为2U，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍
B.导体的长度变为2L，导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的1/2
C.导体横截面的直径变为2d，导体中自由电子定向运动的平`均速率变为原来的1/2
D.导体横截面的直径变为d/2，导体中自由电子定向运动的平均速率不变
10、法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）

A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
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）质量为m，带电量为q电子以速度v垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中．则电子作圆周运动的半径为_____________；周期为_________；
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．（10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
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）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、B
【解析】当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：

此时电路总电阻为：

电路电流为：

AB两端的电压是路端电压，AB两端的电压大小为：
U=IR外=
故选B.
2、B
【解析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成
【详解】根据右手螺旋定则，M处导线在o点产生的磁场方向水平向左，N处导线在o点产生的磁场方向水平向左，合成后磁感应强度不等于0，故A错误．M在a处产生的磁场方向垂直于aM偏上，在b出产生的磁场方向垂直bM偏下，N在a处产生的磁场方向垂直于aN偏下，在b处产生的磁场方向垂直于bN偏上，根据平行四边形定则，知a处的磁场方向水平向左，b处的磁场方向水平向左，且合场强大小相等，故B正确．M在c处产生的磁场方向水平向左，在d处产生的磁场方向水平向左，N在d处产生的磁场方向水平向左，在c处产生的磁场方向水平向左，根据场强的叠加知，c、d两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误．b、d两点处磁感应强度的方向均是水平向左，选项D错误；故选B
【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成
3、C
【解析】A．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据

可知R1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A错误；
B．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：

故通过R2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L变亮，故B错误；
C．电路中并联部分电压减小，通过R2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量，故C正确；
D．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R1电压变化量比R2电压变化量小，故D错误；
故选C。
4、A
【解析】楞次定律指出感应电流的效果，总是阻碍磁通量的变化，感应电流变化的结果总是阻碍引起磁通量变化的原因，根据楞次定律可知电流的方向
【详解】由于磁场是均匀变化的所以产生的电流应该是恒定电流，根据楞次定律可知，感应电流方向没有发生变化，故A对；BCD错误；
故选A
5、C
【解析】①②．通电直导线周围产生的磁场由安培定则，右手握住导线，大拇指指向电流方向，则四指弯曲的方向为磁场方向，故①正确，②错误；
③④．场源为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，右手螺旋定则判断出③错误，④正确。
故选C。
6、A
【解析】在平行板电容器两极板间插入电介质，根据电容的决定式C=，可知电容C增大，因切断电源，则两极板所带电荷量Q一定，由电容的定义式C=Q/U得知，U减小，所以静电计指针偏角减小，根据E=U/d知电场强度E减小，故A正确，BCD错误；故选A.
【点睛】本题的解题关键是要掌握电容的决定式C=和电容的定义式C=Q/U，并抓住电容器的电量不变进行分析

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】根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈
A.a是电容器与分析不相符，故A项与题意不相符；
B.b是电容器与分析相符，故B项与题意相符；
C.a是电感线圈与分析相符，故C项与题意相符；
D.b是电感线圈与分析不相符，故D项与题意不相符
8、AD
【解析】A．电流频率为：

A正确；
B．输入电压的有效值为：

B错误；
C．由于线圈匝数不变，原线圈电压不变，故副线圈电压不变；变阻器的滑片向下滑动时，电阻变小，所以副线圈电流变大，原线圈电流变大，即两电流表的示数都变大，C错误；
D．滑动变阻器滑片不动，电阻不变，S由a处打到b处，副线圈匝数变小，原线圈电压不变，匝数不变，由：

可知副线圈电压变小，即电压表V2的示数变小，又由欧姆定律：

可知副线圈电流即电流表A2的示数变小；根据理想变压器两端功率相等有：

可知原线圈电流即电流表A1的示数变小，D正确。
故选AD。
9、ABD
【解析】电流的微观表达式为：I=neSv；根据欧姆定律得到电流：；根据电阻定律得到电阻：；最后联立分析即可
【详解】电压变为2U，根据欧姆定律，电流变为2I，根据电流的微观表达式为I=neSv，电子定向运动的平均速率变为2倍，故A正确；导体的长度变为2L，根据电阻定律，电阻变为2R；根据欧姆定律，电流变为I/2；根据电流的微观表达式为I=neSv，电子定向运动的平均速率变为0.5v；故B正确；导体横截面的直径变为2d，横截面积变为4倍，根据电阻定律，电阻变为0.25倍；根据欧姆定律，电流变为4倍；根据电流的微观表达式为I=neSv，电子定向运动的平均速率不变；故C错误；导体横截面的直径变为0.5d，横截面积变为0.25倍，根据电阻定律，电阻变为4倍；根据欧姆定律，电流变为0.25倍；根据电流的微观表达式为I=neSv，电子定向运动的平均速率不变；故D正确；故选ABD
【点睛】高中物理中涉及自由电荷定向移动速度的公式只有电流的微观表达式I=nqvS．本题考查欧姆定律、电阻定律和电流的微观表达式I=nqvS综合应用能力
10、AB
【解析】A.由电磁感应定律得
，，
故ω一定时，电流大小恒定，选项A正确；
B.由右手定则知圆盘中心为等效电源正极，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；
C.圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，选项C错误；
D.电流在R上的热功率

角速度加倍时功率变成原来的4倍，选项D错误。
故选AB。

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. ②.
【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，周期

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）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
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) (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