湖南省长沙市实验中学2023年高二上物理期末联考试题含解析.doc

湖南省长沙市实验中学2023年高二上物理期末联考试题
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、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机，电阻r＝1 Ω的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，滑动变阻器R的最大阻值为6 Ω，滑片P位于滑动变阻器距下端处，定值电阻R1＝2 Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T＝0.02 s．闭合开关S，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转动过程中理想电压表示数是5 V．下列说法正确的是(　　)

A.电阻R1消耗的功率为W
B.0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零
C.线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是V
D.线圈从开始计时到s的过程中，通过R1的电荷量为C
2、了解物理规律的发展过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．则以下符合事实的是
A.丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象
B.楞次总结出了感应电流方向所应满足的规律
C.法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
3、如图所示电路中，L为电感线圈．实验时，断开S瞬间，灯A突然闪亮，随后逐渐变暗．下列说法正确的是（ ）

A.接通开关S后，灯A逐渐变亮
B.接通开关S后，通过灯A的电流恒定
C.灯A的电阻值大于线圈L的直流电阻值
D.断开开关S前后，通过灯A的电流方向相同
4、如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源．电阻．金属细杆及导轨组成闭合回路．细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图(选项中图)所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（）

A. B.
C. D.
5、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A.ab中的感应电流方向由b到a
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
6、A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度﹣时间图象如图所示．则这一电场可能是下图中的（　 ）

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，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共N＝100匝，线圈电阻r＝1Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω。则

A.交流电压表的示数为2.22V B.由图示位置转过角时的感应电动势的大小为1.57V
C.线圈转动一周电流产生的总热量约为1J D.图示位置ab边所受的安培力大小为0.0314N
8、位于地球赤道上随地球自转的物体P和地球的同步通信卫星Q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动，周期为T．已知地球同步通信卫星轨道半径为r，地球半径为R，第一宇宙速度为v，仅利用以上已知条件能求出（　　）
A.地球同步通信卫星运行速率
B.地球同步通信卫星的向心加速度
C.随地球自转的物体的向心加速度
D.万有引力常量
9、图是应用光敏电阻设计的实验电路，闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光强增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（ ）

A.光敏电阻的阻值随光强的增加而增大
B.光敏电阻的阻值随光强的增加而减小
C灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小
D.灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大
10、三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是

A.B1=B2=B3
B.B1>B2=B3
C.a、b、c处磁场方向均垂直于纸面向里
D.a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
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分在做“测电源电动势与内阻”的实验中，
（1）某物理研究性学习小组先用多用电表粗测了一节干电池的电动势．如图所示是测量时选择开关与表头指针所处的位置，则该电池的电动势为________V，实验结束后，应将选择开关拨到图中的_____挡位（选填A、B、C或D）

（2）为了较精确地测量这节干电池的电动势和内阻，该学习小组从实验室选定了如下实验器材：
A．定值电阻R0（阻值为900）
B．滑动变阻器R1（0～10，额定电流为2 A）
C．电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为100）
D．电流表A（量程0～0.6A，内阻约为1）
E．开关一个，导线若干
①请将图甲中实验电路补充完整

②图乙为该学习小组根据正确的实验得到的数据画出的图线，纵坐标I1为电流表G的示数，横坐标I2为电流表A的示数，则可知被测电源的电动势为______V，内阻为______（保留两位有效数字）
12．（12分）某实验小组的同学要探究一热敏电阻的温度特性，可能用到以下实验器材：
A.热敏电阻常温下的阻值约为
B.烧杯、热水、温度计
C.电流表量程，内阻
D.电流表量程，内阻约
E.电压表量程，内阻约
F.滑动变阻器最大阻值为，额定电流
G.滑动变阻器最大阻值为，额定电流
H.电源电动势6V，额定电流2A，内阻不计
I.开关一个，导线若干
(1)要求通过热敏电阻的电流从零开始增大为使测量尽量准确，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______填器材前的字母标号
(2)实物图中，已正确连接了部分导线请你按照实验要求用笔画线代替导线在图中完成余下导线的连接______.
(3)该实验小组的同学依据连接好的电路进行实验，计算出热敏电阻的阻值随温度变化的系列数据，对应点描在如图所示坐标纸上______.请根据坐标点作图并得出当时______

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】A、根据电压表示数，结合功率表达式，即可求解；
B、从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电压瞬时值最大；
C、从线圈处于垂直中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=Emcosωt；
D、由电流的平均值可得转过90°的过程中通过电阻R的电荷量
【详解】滑动片P位于滑动变阻器距下端1/3处，即2Ω，与定值电阻R1=2Ω并联，再与4Ω串联，且电压表示数为5V，则电路中的电流，因此电阻R1电流I1=0.5A；那么阻R1消耗的功率为P=I12R1=0.52×2=0.5W；故A错误；因从线圈处于垂直中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emcosωt，因此0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为最大值，故B错误；由A选项分析可知，线圈产生感应电动势有效值为E=I（R+r）=1×（5+1）=6V，那么感应电动势的最大值为6V，；因此线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=6cos100πt（V），故C错误；图示位置磁通量为NBS，从开始计时到1/200s的过程中，由图示位置转过90°角的过程中，磁通量由BS减为零，故磁通量的变化为：△∅=BS，感应电动势的平均值为：．感应电流的平均值为：．则线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量为：，那么经过R1的电荷量为，故D正确．故选D
【点睛】本题涉及交流电压与交流电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值；瞬时值要注意确定相位，对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定，而通过某一电量时，则用平均值来求
2、B
【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，而法拉第发现了电磁感应现象，AC错误；楞次总结出了楞次定律，即感应电流方向所应满足的规律，B错误；安培定则是根据电流方向判断磁场方向的定则，D错误；
考点：考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
3、C
【解析】AB．根据图可知接通开关S后，灯A立即变亮，由于线圈L的作用，灯A的电流逐渐变小，最后恒定，灯A会变暗，最后稳定；AB错误；
C．A灯突然闪亮，可以判断出在电路稳定时，通过A灯的电流小于通过L的电流，由于灯与线圈并联，电压相同，所以A灯的电阻大于L线圈的电阻，C正确；
D．接通开关后，由图可知流过A灯的电流从左往右；断开S后，由于线圈的自感作用，线圈L与灯A构成回路，则电流从右往左流过A灯；D错误。
故选C。
4、B
【解析】A．导体棒与磁感线平行，不受安培力，因此导体棒会沿导轨向下滑动，A错误；
B．根据左手定则，导体棒受安培力竖直向上，若安培力恰好等于导体棒的重量，斜面对导体棒不存在支持力，此时导体棒恰好静止，B正确；
C．导体棒受安培力垂直斜面向上，根据平衡条件，导体棒不能静止在斜面上，C错误；
D．导体棒受安培力水平向左，同样不可能静止在斜面上，D错误。
故选B。
5、D
【解析】A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，A错误；
B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，根据可知电阻R消耗的热功率不变，B错误；
C．根据安培力公式知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，C错误；
D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，，安培力减小，则静摩擦力减小，D正确
6、A
【解析】由图像可知，速度在逐渐减小，图像的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，电场线的疏密表示场强的大小，带负电的微粒受力方向与运动方向相反。
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、BC
【解析】AB．根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值

由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式：

当线圈转过角时的瞬时感应电动势为

转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有：

故A错误，B正确；
C．一个周期内，由公式

周期为

热量

故C正确；
D．电流为

安培力为

故D错误。
故选BC。
8、ABC
【解析】A．地球同步卫星的周期已知，故同步卫星的运行速率由

可求，故A正确；
B．地球同步通信卫星的向心加速度由

可求，故B正确；
C．赤道上随地球自转的物体的向心加速度由

可求，故C正确；
D．要求出引力常量，还需要知道地球的质量，故引力常量不能求出，故D错误。
故选ABC。
9、BC
【解析】光照强度增加时，光敏电阻阻值减小，闭合回路总电阻减小，电流变大，灯变得更亮，故选项BC正确
点睛：光敏电阻是可变电阻，本题相当于动态分析问题，分析部分与整体的关系是关键
10、BC
【解析】由题意可知，左、右两导线在a点产生磁场方向垂直纸面向里，下面导线在a处产生的磁场方向向外，所以a点的磁场方向垂直纸面向里，左方导线在b处产生的磁场和下方导线在b点产生的磁场相互抵消，所以b处的磁场为右方导线在b处产生的磁场，方向垂直纸面向里；
右方导线在c处产生的磁场和下方导线在c点产生的磁场相互抵消，所以c处的磁场为左方导线在b处产生的磁场，方向垂直纸面向里；
由磁场的叠加原理可知，a点的磁场最强，b、c点的磁场大小相同
故选BC

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、 ①.1.42-1.43； ②.A； ③. ④.1.4； ⑤.0.67；
【解析】(1) 根据电表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；实验结束后，应将选择开关拨到交流电压的最高档
(2) 所给实验器材中，有两个电流表，没有电压表，也没有电阻箱，只能用伏安法测电池电动势与内阻，可以用电流表与定值电阻组装一个电压表，根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出电路图；根据欧姆定律和串联的知识求出I1和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻
【详解】(1) 由于测量一节干电池的电动势，所以多用电表应选直流电压2.5 V挡，又由于此时电压挡的分度值为0.1 V，所以读数为1.42V；
实验结束后，应将选择开关拨到交流电压的最高档即图中的A；
(2) ①所给实验器材中没有电压表，给出了两个电流表，可以将电流表G与定值电阻R0串联，改装成电压表，用电流表A测电路电流，滑动变阻器R1串联接入电路，实验电路图如图所示：

②电源两端电压为：U=I1（R0+RGI1（900+100）=1000I1，
图象与纵轴的交点是电源电动势，由图示图象可知，
电动势为：E=0.0014A×1000Ω=1.4V，
由图示图象可知，图象与横轴交点对应的纵坐标为1.0mA，
对应的电压值：U=1000I1=1000×0.001=1V，
图象斜率的绝对值是电源内阻，由图示图象可知，
电源内阻：
【点睛】当器材中没有电压表时，应考虑将电流表与定值电阻串联代替电压表；涉及到用图象求解的问题，应先根据物理规律解出关于纵轴与横轴物理量的函数表达式，然后再根据截距和斜率的概念求解即可
12、 ①.C ②.G ③. ④. ⑤.13

【解析】解：(1)电源电动势为6V，热敏电阻常温下的阻值约为，故电流最大约为，故电流表只能选择C；为了让电流从零开始增大应采用分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的G；
本实验中采用滑动变阻器分压接法，同时因电流表内阻已知，故电流表采用内接法，完成电路图如图所示；

根据描出的点得出对应的图象如图所示，由由图可知，当温度时，；

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