2023-2024学年湖南省凤凰县皇仓中学物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

2023-2024学年湖南省凤凰县皇仓中学物理高二第一学期期末质量检测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法不正确的是（）A.线圈先后两次转速之比为3:2B.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零C.交流电a瞬时值为VD.交流电b的最大值为V2、关于磁场的磁感线，下列说法正确的是（）A.磁感应强度较大的地方磁感线一定较稀疏B.沿磁感场线方向，磁感应强度一定越来越小C.磁感线一定与通电长直导线所受安培力垂直D.磁感线一定是带电粒子在磁场中运动的轨迹3、如图所示，长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，小球在竖直平面内摆动，通过最低点时的速度大小为v，则此时细线对小球拉力的大小为（）A.mg B.C. D.4、如图,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是()A.磁铁对桌面的压力增大 B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁对桌面的压力不变 D.磁铁对桌面有摩擦力5、当前，电磁炉已走进千家万户，电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，该磁场会使锅底产生涡流，自行发热，从而加热锅内的食物。下列材料中，可用来制作电磁炉锅的是（）A.陶瓷 B.大理石C.玻璃 D.不锈钢6、理想变压器与电阻R及交流电流表A、交流电压表V按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为：：1，电阻，原线圈两端输入电压U随时间t变化的图象如图所示，下列说法中正确的是A.电压表的读数为220VB.电压表的读数为C.电流表的读数为0.2AD.变压器的输入功率为40W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、关于电场和磁场下列说法正确的是（）A.运动电荷在磁场中的受力方向就是该点的磁感应强度方向B.运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，该位置的磁感应强度不一定为零C.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，该位置的电场强度一定不为零D.沿着电场线的方向电势逐渐降低，沿着电流方向电势逐渐降低8、木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上。在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力后，下列说法正确的是（）A.a尚未离开墙壁前，a和b组成系统动量不守恒B.a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒C.a离开墙后，a、b组成的系统动量不守恒D.a离开墙后，a、b组成的系统动量守恒9、如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则下列说法正确的是()A.电动机内部的发热功率为I2RB.电动机的机械功率为IUC.电动机的总功率为I2RD.电动机机械功率为IU－I2R10、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A.带电粒子在磁场中运动周期和交变电流的周期相等B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D.不改变磁场磁感应强度和交变电流的频率，该回旋加速器也能用于加速α粒子三、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）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，滑动变阻器R是_________（填“限流式”或“分压式”）接法。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示:由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”）灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势6V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为______W.（结果保留2位有效数字）12．（12分）水平的平行轨道MN、PQ上有一辆小车G，俯视情况如图所示，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D等是磁场区域，内有垂直于纸面向里（实际是竖直向下）或向外（实际是竖直向上）的磁场，磁场的磁感应强度的大小相同．要使小车能向右行驶，此时A区域磁场方向为___________，B区域磁场方向___________。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L14．（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、B【解析】A、由图读出两电流周期之比为Ta：Tb=0.4s:0.6s=2:3，而，故线圈先后两次转速之比为3:2；故A正确.B、t=0时刻U=0，根据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大；故B错误.C、正弦式电流a的瞬时值为;故C正确.D、根据电动势最大值公式，得到两电动势最大值之比为Ema：Emb=Tb:Ta=3:2，Ema=10V，则得到正弦式电流b的最大值为;故D正确.本题选不正确的故选B.2、C【解析】A项：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方，磁场越弱．故A错误；B项：匀强磁场中各处的磁感应强度都是相同的，与磁场方向无关．故B错误C项：根据左手定则知磁感应强度的方向一定与通电导线所受安培力方向垂直，但不一定与直导线方向垂直，故C正确；D项：根据左手定则知带电粒子受洛伦兹力一定与磁场垂直，运动轨迹与磁感线方向没有确定关系，故D错误故选C3、D【解析】在最低点,根据牛顿第二定律得,F−mg=，解得F=mg+.故ABC错误，D正确故选D.4、B【解析】ABC．在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，故B正确，AC错误。D．由于导线处于磁铁正中央，磁铁受到的导线的磁场力竖直向上，因此磁铁对桌面没有运动趋势，故没有摩擦力，故D错误。故选B5、D【解析】电磁炉采用的是电磁感应现象，即通过线圈中产生的磁场在锅体中产生涡流而产生热量，因此只能采用金属制作锅体，故只能采用不锈钢，故D正确，ABC错误。故选D。6、C【解析】由原线圈两端输入电压U随时间变化的图像可知，U1=220V，T=0.02sAB．根据原副线圈电压比等于匝数之比，可知所以电压表的示数为22V，故AB错误；C．根据原副线圈的电流与匝数成反比，则所以A表的读数为0.2A，故C正确；D．副线圈功率所以变压器的输入功率故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、BC【解析】A．根据左手定则可知运动电荷在磁场中的受力方向与该点的磁感应强度方向垂直，故A错误；B．根据可知，运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度可能为零或电荷的速度为零或速度方向与磁感应强度方向平行，故B正确；C．由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置一定不为零，故C正确；D．沿着电场线方向电势逐渐降低；在闭合电路的外电路中沿着电流的方向电势逐渐降低，在内电路中沿着电流的方向电势逐渐升高，故D错误；故选BC。8、AD【解析】AB．以a、b及弹簧组成的系统为研究对象，撤去外力后，b向右运动，在a尚未离开墙壁前，系统所受合外力不为零，因此该过程系统动量不守恒，B错误A正确；CD．当a离开墙壁后，系统水平方向不受外力，系统动量守恒，C错误D正确。故选AD。9、AD【解析】A.电动机内部的发热功率为I2R，故A正确；BD.电动机的机械功率为IU－I2R，故B错误，D正确；C.电动机的总功率为IU，故C错误；故选：AD；10、AB【解析】回旋加速器的工作原理是带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径。当粒子在磁场中运动时，得A．据加速器的工作原理可知，在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A正确；BC．据可知，粒子的最大速度由D形盒的半径决定，与加速电场的电压无关；且质子的最终速度与半径R相对应，并不能加速到任意值，故B正确，C错误；D．当质子α粒子，在磁场的运动周期发生变化，即在磁场的运动周期与在电场的周期不相等，不满足回旋加速器的工作原理，故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.分压式②.增大③.增大④.0.89【解析】（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；（2）[2][3]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；（3）[4]．当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为6V，等效内阻为10Ω；则有：U=6-10I；作出电源的伏安特性曲线如图中实线所示；由图可知，灯泡电压为U=3.1V，电流I=290mA=0.29A，则最小功率P=UI=3.1×0.29=0.89W；12、①.向里②.向外【解析】[1][2]．要使小车能向右行驶，则电流受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向为里，B区域磁场方向为外四、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