2023年福建省福州三校联盟物理高二上期末统考试题含解析

2023年福建省福州三校联盟物理高二上期末统考试题考生请注意：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，边长为l0的正方形区域内（包括边界）存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。在点处有一粒子源，能够沿方向发射质量为、电荷量为的粒子，粒子射出的速率大小不同。粒子的重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互作用，则（）A.轨迹不同的粒子，在磁场中运动时间一定不同B.从点射出的粒子入射速度大小为C.从点射出的粒子在磁场中运动的时间为D.粒子在边界上出射点距点越远，在磁场中运动的时间越短2、关于电场和磁场，下列说法正确的是A.二者都是客观存在的物质，都对放入其中的静电荷有力的作用B.电场强度与磁感应强度均采用比值定义法，二者均为矢量C.电场的方向与正电荷所受电场力方向相同，磁场的方向与通电导线所受安培力方向相同D.电场线与磁感线是为了形象描述电场与磁场而引入的假想曲线，并且都是闭合曲线3、如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，则（）A.此时线框中的电功率为B.此时线框的加速度为C.此过程通过线框截面的电量为D.此过程回路产生的电能为0.375mv24、在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是（）A. B.C. D.5、在图所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2的零点在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆。断开开关K的瞬间，下列说法中正确的是（）A.G1指针向右摆，G2指针向左摆B.两表指针都向右摆C.G1指针向左摆，G2指针向右摆D.两表指针都向左摆6、下列物理量中，既有大小，又有方向的是（）A.电势 B.电动势C.磁感应强度 D.磁通量二、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，一个质量为m、电荷量为q的带正电圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现使圆环以初速度水平向右运动，在以后的运动中，圆环克服摩擦力所做的功可能为（重力加速度为g）（）A.0 B.C. D.8、一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈A.自感系数也将均匀增大B.自感电动势也将均匀增大C.磁通量也将均匀增大D.自感系数，自感电动势都不变9、如图所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20Ω，电阻R1的阻值为5Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中()A.干路中电流不断增大B.R1上消耗电功率不断增大C.R1上消耗电功率不断减小D.R2上消耗电功率不断减小10、如图所示的电路中,为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),为电容器的两极板，为滑动变阻器，为定值电阻。将滑动变阻器的滑片滑到端，保持开关断开，闭合开关。将滑动变阻器的滑片滑到中央位置，闭合开关，两板间点处的带电液滴恰能保持静止，下列说法正确的是A.将滑片滑向端，该液滴向下运动B.将滑片滑向端，该液滴向上运动C.将板向上移动，该液滴向下运动，点电势降低D.将板向下移动，该液滴向上运动，点电势升高三、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）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到__▲_．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是▲．（选填“1”或“2”）方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.（3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=▲，内阻r=▲．（用k、b和R0表示）12．（12分）为测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx电流表A1(量程100μA，内阻约2kΩ)电流表A2(量程500μA，内阻约300Ω)电压表V1(量程15V，内阻约150kΩ)电压表V2(量程50V，内阻约500kΩ)电源E(电动势15V)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)多用电表，开关S，导线若干(1)先用多用电表欧姆挡对Rx进行粗测．若选择×100Ω挡用正确的测量方法进行测量，发现指针几乎不偏转，为较准确测量应选用________挡(×10，×1k)。重新选挡测量，刻度盘上的指针位置如上图所示，测量结果是________Ω。(2)现用伏安法测量Rx阻值．为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。①电流表应选________，电压表应选________②画出实验电路图_____③根据实验中测得的多组数据作出的U－I图线如下图所示，根据图线求得待测电阻的阻值为________Ω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、C【解析】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力：解得半径：粒子运动的周期：设粒子在磁场中转过的圆心角为，粒子在磁场中的运动时间：粒子速率不同运动轨迹不同，如果转过的圆心角相等，则粒子在磁场中的运动时间相等，如从ad边离开磁场的粒子在磁场中转过半个圆周，虽然运动轨迹不同，但运动时间都相同，为，A错误；B．从c点飞出的粒子半径：解得速度：，B错误；C．从d点飞出的粒子运动时间为半个周期：C正确；D．根据C选项的分析可知，粒子从a点射入，从ad边飞出，所用时间均为半个周期，因此粒子在边界上出射点距a点越远，在磁场中运动的时间不一定越短，D错误。故选C。2、B【解析】A．二者都是客观存在的物质，磁场对运动电荷可产生力的作用，对静电荷没有力的作用，选项A错误；B．电场强度E与磁感应强度B均采用比值定义法，二者均为矢量，选项B正确；C．磁场的方向与安培力方向垂直，与小磁针N极的受力方向相同，选项C错误；D．电场线不闭合，选项D错误。故选B。3、D【解析】当线框中心线AB运动到与PQ重合时，左右两边都切割磁感线产生感应电动势，两个电动势方向相同串联．根据感应电动势公式和欧姆定律求出感应电流，再求线框中的电功率．求出左右两边所受安培力大小，由牛顿第二定律求出加速度．由推论求出电量．根据功能关系求解回路产生的电能【详解】回路中产生感应电动势为E=2Ba∙=Bav，感应电流为，此时线框中的电功率P=I2R=．故A错误．左右两边所受安培力大小为F=BIa=，则加速度为．故B错误．此过程通过线框截面的电量为．故C错误．根据能量守恒定律得到，此过程回路产生的电能为．故D正确．故选D【点睛】本题是电磁感应与安培力、能量守恒定律等知识的综合，其中电磁感应过程中产生的电量q=n△Φ/R，是重要推论，在推导的基础上加强记忆4、A【解析】人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。故选A。5、A【解析】由于电感线圈L的存在，断开开关K的瞬间，在G1、G2的回路中有顺时针方向逐渐减小的电流，该电流从G1的“+”接线柱流入时，指针向右摆；从G2的“-”接线柱流入时，指针向左摆。选项A正确，BCD错误。故选A。6、C【解析】磁感应强度是矢量，所以既有大小，又有方向，且满足矢量运算法则；电势、电动势和磁通量均为标量，只有大小，没有方向，满足代数运算法则，故ABD错误，C正确。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、ACD【解析】由左手定则可知，圆环向右运动时受到向上的洛伦兹力；A．当qv0B=mg时，圆环不受支持力和摩擦力，摩擦力做功为零。故A正确。C．当qv0B＜mg时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功。根据动能定理得：解得故C正确。D．当qv0B＞mg时，圆环先做减速运动，当qvB=mg时，不受摩擦力，做匀速直线运动。由qvB=mg可得：匀速运动的速度：根据动能定理得：解得：故D正确。B．由以上的分析可知，克服摩擦力做的功不可能为，故B错误；故选ACD。8、CD【解析】自感系数取决于线圈的结构，电流的变化不影响自感系数，自感电动势，一个线圈的电流在均匀增大，所以自感电动势不变，故AB错误，D正确；磁通量的变化正比于电流的变化，电流在均匀增大，磁通量也将均匀增大，故C正确【点睛】自感系数取决于线圈的结构，电流的变化不影响自感系数9、ABD【解析】电路的动态分析。【详解】A．当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，由：可得，干路中电流增大，A正确；BC．R1上消耗电功率为：由于干路中电流增大，可得，R1上消耗电功率不断增大，B正确，C错误；D．R2上消耗电功率为：其中，R2上的电压：干路中电流增大，所以电压减小，可得R2上消耗电功率不断减小，D正确。故选ABD。10、BD【解析】A．液滴静止不动，则；滑动变阻器滑向端，电阻减小，分压减小，若电容器电压减小，由可知，电容器电量减小，即电容器放电，但二极管单向导通，无法放电，故此时电容器电量不变，不变，由知，不变，故液滴不动，A错误；B．滑动变阻器滑向b端，电阻变大，分压变大，电容器电压变大，由可知，电容器电量变大，即电容器充电，二极管导通，故此时电容器电量增加，变大，由知，变大，故液滴向上运动，故选项B正确；C．板上移，增大，由知C减小，若电压不变，由知，减小，即电容器放电，但二极管单向导通，无法放电，故此时电容器电量不变，由知，电场强度不变，液滴不动，故C错误；D．板下移，减小，电压不变，由知，E变大，液滴向上运动；根据U=Ed可知C点与B板电势差变大，即C点电势升高，选项D正确；故选BD。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）最大值；（2）2；（3）【解析】（1）为了预防电路中电流过大，损坏电路，所以需要将电阻箱调到最大，（2）由表格可知，方案1中电阻箱的阻值与定值电阻差别太大，导致电路中电流差别太小；而方案2中电阻箱的阻与与待测电阻相差不多，故可以得出较为合理的电流值，故应选择方案2③由闭合电路欧姆定律可知，变形得：由题意可知，斜率为k，即：，解得；．联立解得：考点：考查了测量电源电动势和内阻实验【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查12、①.×1k②.30k③.④.⑤.⑥.31k【解析】（1）[1][2]指针偏角小，说明待测电阻的阻值较大，应换用“×1k”挡，并重新调零后测量，测量时手不能接触电阻；欧姆表的读数为：（2）①[3][4]电压表和电流表的选择要求指针偏转角度大些，在其满量程的三分之二左右偏转最好，由于所选电源电动势为15V，因此电压表选择，根据欧姆表的粗测可知，该电阻大小30kΩ，因此回路中的最大电流为：故电流表选择。②[5]要求多测数据，应采用滑动变阻器的分压接法，由于待测电阻较大，因此电流表采用内接法，故具体电路图如下所示：③[6]根据该电阻的U-I图线可以