2023-2024学年北京市西城区北京师大附属实验中学高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年北京市西城区北京师大附属实验中学高二物理第一学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，在光滑的水平绝缘杆上，套有一个通电线圈（从右侧向左看电流为顺时针方向），线圈左侧放置一个与线圈共轴的螺线管。闭合开卷后，将通电线圈由图示位置静止释放。下列说法正确的是A.线圈向右运动，磁通量增大 B.线圈向右移动，磁通量减小C.线圈向左移动，磁通量增大 D.线圈向左移动，磁通量减小2、如图所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为A.0 B.BSC.BS D.2BS3、下列关于电势和电势能的说法中正确的是（）A.克服电场力做功时，电荷的电势能减少B.电场强度为零的点，电势一定为零C.沿着电场线的方向，电势逐渐降低D.电荷在电场中电势为正值的地方，电势能必为正值4、如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A.V的读数变大，A的读数变小 B.V的读数变大，A的读数变大C.V的读数变小，A的读数变小 D.V的读数变小，A的读数变大5、如图A、B、C、D是描述物体做直线运动的图像，其中哪个图像表示物体做匀变速直线运动（）A. B.C. D.6、下表是某电饭锅铭牌上的部分内容，根据表中信息可得该电饭锅的额定电流为（）A.0.2A B.0.5AC.2.0A D.5.0A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，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2∶1，均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时A.A中无感应电流B.A、B中均有恒定的感应电流C.A、B中感应电动势之比为2∶1D.A、B中感应电流之比为1∶28、如图，北斗导航卫星先沿椭圆轨道I飞行，后在远地点P处由椭圆轨道变轨进入地球同步圆轨道II。下列说法正确的是（）A.椭圆轨道I中卫星在P点的加速度是最小的B.卫星在椭圆轨道I上的P点处加速进入轨道IIC.卫星在轨道II运行时的速度大于7.9km/sD.椭圆轨道中卫星的机械能总是变化的9、一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同电流并且均正常工作时，在相同时间内（）A.电炉放出的热量等于电动机放出的热量B.电炉放出的热量大于电动机放出的热量C.电炉两端电压等于电动机两端电压D.电炉两端电压小于电动机两端电压10、下列说法中正确的是A.电感的感抗只由线圈自身决定B.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的C.金属块在匀强磁场中做变速运动，可能产生涡流D.电压互感器的原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表三、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“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中（1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零（2）（单选题A5mTB.-5mTC.3mTD.-3mT12．（12分）某同学想通过实验测定一个阻值约为50Ω的电阻Rx的阻值。设计了一个如图所示的电路图。请你帮助他完善实验设计。（1）如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=20Ω，想要实现对Rx的测量，要求电路简单，可操作性强，则在此电路图的基础上去掉一根导线_______即可。（填“ab”、“cd”、“ed”或“ef”）（2）如果实验室提供的滑动变阻器最大电阻R1=200Ω，想要实现对Rx的测量，要求电路简单，可操作性强，则在此电路图的基础上去掉两根导线_______、______即可。（填“ab”、“cd”、“ed”或“ef”）（3）如果不加修改，直接用上图测量，请你从安全、精确、可操作等角度评价这一方案，并预测可能出现的问题___。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，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）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

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】闭合开关后螺线管中通电，产生磁场，磁场对右侧通电线圈有安培力，杆光滑，则合力等于安培力，由右手螺旋法则可知，螺线管右端为S极，线圈左端相当N极，则通电线圈受安培力向左移动。向左移动，靠近磁极，磁感应强度增大，根据可知，磁通量增大；A．线圈向右运动，磁通量增大，与结论不相符，选项A错误；B．线圈向右移动，磁通量减小，与结论不相符，选项B错误；C．线圈向左移动，磁通量增大，与结论相符，选项C正确；D．线圈向左移动，磁通量减小，与结论不相符，选项D错误；故选C。2、B【解析】根据磁通量公式Φ＝BS，因为图中有效面积为S，所以B项正确3、C【解析】A.克服电场力做功时，电荷的电势能增加；故A错误；B.电场强度为零的点，电势不一定为零，二者没有必然联系；故B错误；C.沿着电场线的方向，电势逐渐降低。故C正确；D.根据电势的定义式可知电势为正值的地方，正电荷的电势能为正值，而负电荷的电势能为负值。故D错误；故选：C；4、B【解析】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误；B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确；C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误；D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；5、B【解析】A图表示匀速直线运动；B图表示匀加速直线运动；C图表示静止；D图表示匀速直线运动，B正确，ACD错误。故选B。【点睛】v-t图象中，与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度；x-t图象中，与时间轴平行的直线表示静止，倾斜的直线表示匀速直线运动，斜率表示速度的大小。6、D【解析】根据功率的公式得故D正确，ABC错误。故选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、BD【解析】试题分析：穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中产生感应电流；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势；由电阻定律求出导线电阻，最后由欧姆定律可以求出线圈电流磁场随时间均匀减弱，穿过闭合线圈A的磁通量减少，A中产生感应电流，故A错误；磁场随时间均匀减弱，穿过闭合线圈A、B的磁通量减少，A、B中都产生感应电流，故B正确；由法拉第电磁感应定律得，感应电动势：，其中、S都相同，A有10匝，B有20匝，线圈产生的感应电动势之比为1：2，A、B环中感应电动势，故C错误；线圈电阻，两圆线圈半径之比为2：1，A有10匝，B有20匝，、s都相同，则电阻之比，由欧姆定律得，产生的感应电流之比，故D正确；8、AB【解析】A．卫星绕行，万有引力提供加速度处距离中心天体最远，加速度最小，A正确；B．根据卫星变轨原理可知，卫星在椭圆轨道I上的点做离心运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应该卫星应加速，增加所需向心力，进入轨道II，B正确；C．即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，万有引力提供向心力解得根据的表达式可以发现同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，C错误；D．椭圆轨道上运行时，只有万有引力做功，机械能不变，D错误。故选AB。9、AD【解析】AB．电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用。根据焦耳定律Q=I2rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等。故A正确，B错误。CD．设电流为I，电阻为r，则电炉两端电压U炉=Ir电动机由U机＞Ir所以U机＞U炉即电动机两端电压大于电炉两端电压，故D正确，C错误。故选AD。10、BD【解析】电感对交变电流的阻碍作用大小由感抗表示，由感抗公式即可求解；感生电场的电场线是闭合的；闭合回路中，只有磁通量变化才能产生感应电流；电压互感器需要并联在交变电路中【详解】A．由感抗公式：可知频率与电感会影响感抗的大小，故A错误；B．感生电场的电场线是闭合的，故B正确；C．金属块在匀强磁场中做变速运动有感应电动势，但没有磁通量的变化，不产生感应电流，故C错误；D．并联在电路中是电压互感器，而串联在电路中是电流互感器，故D正确【点睛】考查涡流产生条件，及涡流对应的电场线与静电场线的不同，掌握电压互感器与电流互感器的区别，并对于电感对交流的影响可以根据感抗的公式，在理解的基础上进行记忆三、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.前②.D【解析】（1）在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则就会有测量误差（2）减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从另一端插入，磁传感器的读数可能为-3mT12、①.ed②.ab③.ed④.当滑动变阻器划片滑到b端时，电路会造成短路【解析】(1)[1]因为滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻，故使用分压式接法，所以要去掉图中的ed导线；(2)[2][3]如果滑动变阻器最大电阻R1=200Ω，则为了方便测量，需要采用限流式接法，故要去掉图中ab和ed两根导线即可；(3)[4]如果不加修改，则会有安全隐患，当滑动变阻器划片滑到b端时，电路会造成短路。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=3N14、（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