2023年河北省宣化一中张北一中物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2023年河北省宣化一中张北一中物理高二上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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（不计粒子通过窄缝的时间及相对论效应）()：A.带电粒子从磁场中获得能量B.带电粒子的运动周期是变化的C.磁场对带电粒子只起换向作用，电场起加速作用D.增大金属盒的半径粒子射出时的动能不变2、某理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈所接电压如图所示则（）A.输出电压的最大值为110VB.原、副线圈中电流之比为2：1C.变压器输入、输出功率之比为2：1D.原线圈电压有效值为220V，频率为50Hz3、静电场方向平行于x轴，其电势φ随x分布可简化为如图所示的图线，图中φ0和d为已知量。一个带正电的粒子沿x轴方向由x=d/2处运动至x=d处。已知该粒子质量为m、电量为q，忽略重力。则运动过程中（）A.粒子所受电场力的大小为B.粒子的电势能减少C.Od间的电势差为D.粒子运动的加速度越来越大4、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A.全向里 B.全向外C.a向里，b、c向外 D.a、c向外，b向里5、在如图所示的电路中，两表为理想电表，当变阻器R3的滑动头P向a端移动时()A.电压表示数变小，电流表示数变大B.电压表示数变大，电流表示数变小C.电压表示数变小，电流表示数变小D.电压表示数变大，电流表示数变大6、导体中电流I的表达式为I=nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是（）A.导体运动的速率B.电流传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率二、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，水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨，导轨间距为L，导轨上面平行放着质量相等的导体棒ab和cd．设导体棒始终处于竖直向上的大小为B的匀强磁场区域内，且导体棒可在导轨上无摩擦地滑行，初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度v0，则（）A.ab棒将向左运动B.cd棒速度一直大于ab棒的速度C.ab棒的最大速度为0.5v0D.当cd棒速度为0.8v0时，回路中的电动势为0.6BLv08、两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是()A.磁感应强度竖直向上且正在增强，B.磁感应强度竖直向下且正在减弱，C.磁感应强度竖直向上且正在减弱，D.磁感应强度竖直向下且正在增强，9、如图所示，一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上，A上有一质量m=1kg的光滑小球B，将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能Ep=6J，B与A右壁距离为l。解除锁定，B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层（忽略其厚度）碰撞并被粘住，下列说法正确的是（）A.碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同B.B脱离弹簧时，A的速度为1m/sC.B和油灰阻挡层碰撞并被粘住，该过程B受到的冲量大小为3N·sD.整个过程B移动的距离为10、如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线．正确的有（）A.电阻的阻值为15ΩB.电池内阻是0.2ΩC.将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是10WD.改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为20W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）要减少电能输送时的损失，有两个途径：（1）、___________（2）、___________12．（12分）在“测电源电动势和内电阻”的实验中，有以下器材：待测干电池（电动势约为3V，内阻约为2.5）；电压表（量程0～3.0V，内阻）；电流表（量程0～0.6A，内阻1.0）；滑动变阻器R1（最大阻值10，额定电流2.0A）滑动变阻器R2（最大阻值100，额定电流01A）（1）实验中滑动变阻器应选用___________；（选填R1或R2）（2）为了减小误差，应选择如图所示电路中的__________；（选填甲或乙）（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的电压与电流关系图线，根据U-I图线求出的电源电动势E=_______V；内阻r=_______。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】本题主要考查回旋加速器的工作原理．根据洛伦兹力不做功可知带电粒子在电场中加速且获得能量；根据动能公式和洛伦兹力提供向心力公式可求得粒子的动能与哪些因素有关【详解】A、离子在磁场中受到洛伦兹力，但不做功，故A错误；B、带电粒子源源不断的处于加速状态，虽速度增大，但在磁场中周期不变，所以粒子的运动周期是固定的，故B错误；C、离子由加速器的中心附近进入电场中加速后，进入磁场中偏转，故C正确；D、带电粒子从D形盒中射出时的动能：①，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径：②，由①②可得，显然，当带电粒子q、m一定的，则Ekm∝R2B2，即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，故D错误2、D【解析】A项：根据图象可知原线圈所接电压最大值为，根据变压器原理可得输出电压的最大值为，故A错误；B项：根据变压器原理可得原、副线圈中电流之比为1：2，故B错误；C项：理想变压器变压器输入、输出功率之比为1：1，故C错误；D项：原线圈电压有效值为，频率为，故D正确故选D3、A【解析】在图象中斜率表示电场强度，因各点斜率相同，说明该电场为匀强电场，设场强大小为E粒子所受电场力的大小为故A正确；该电场为匀强电场，方向沿+x，带正电的粒子从x=d/2处运动至x=d处，电场力做正功，粒子的电势能减少，故B错误；Od间的电势差为故C错误；D．该电场为匀强电场，粒子受到的电场力不变，运动的加速度不变，故D错误。故选择A选项。4、D【解析】线圈中的电流方向为顺时针方向，根据安培定则a、c向外，b向里,故D正确，ABC错误5、B【解析】由图示电路可知R2与R3并联后与R1串联，电压表测量路端电压，由滑片的移动可得出滑动变阻器接入电阻的变化，则由闭合电路的欧姆定律可得出总电流的变化，由U=E-Ir可得出路端电压的变化；将R1作为内阻处理，则可得出并联部分电压的变化，求得R2中电流的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表示数的变化。【详解】当滑片向下移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，故内电压减小，因此路端电压增大，故电压表示数变大；将R1等效为内阻，则可知并联部分电压一定增大，故流过R2的电流增大，因总电流减小，故电流表示数减小。故选B。6、D【解析】导体中电流I的表达式I=nqSv，式子中的v是自由电荷定向移动的速率；ABC错误；D正确。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、CD【解析】A．当cd棒向右运动时，根据右手定则可知产生abcd方向的电流，再对ab棒分析，根据左手定则可知ab棒受到向右的安培力，故ab棒向右运动，A错误；B．根据对ab棒和cd棒受力分析可知cd棒做减速运动，ab棒做加速运动，最终两棒共速一直运动下去，B错误；C．两棒在运动过程中因为水平方向上不受摩擦力，动量守恒，当两棒共速时ab棒具有最大速度，故有：解得v1=0.5v0，C正确；D．当cd棒速度为0.8v0时，设ab棒的速度为v2，根据动量守恒定律可知：解得v2=0.2v0；两棒均向右运动，所以可知回路中的感应电动势：D正确。故选CD。8、CD【解析】由题，电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电AC．若磁感应强度B竖直向上，B正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时，油滴能保持平衡．根据法拉第电磁感应定律得：金属板间的电压为要使油滴平衡，则有联立解得：故A错误，C正确；BD．同理可知，磁感应强度B竖直向下且正增强时油滴能保持静止，故B错误，D正确9、BCD【解析】A．对于B球、弹簧和A车组成的系统，在弹簧作用的过程、B球撞A车右壁的过程，均满足系统的外力之和为零，系统的动量守恒，初态总动量为零，则此后的任何时刻A与B的动量总是等大反向，因方向相反而动量不同，故A错误；B．设B脱离弹簧时，B的速度为，方向向右，A的速度为，方向向左，设向右为正方向，由动量守恒定律由能量守恒定律可得联立可得，，故B正确；C．B球与A车以等大反向的动量相撞，由动量守恒定律可知两物体的共同速度为零，则对B球由动量定理可知即粘住的过程B受到的冲量大小为3N·s，负号表示冲量方向向左，故C正确；D．对B球与A车的作用过程，满足人船模型解得，，故D正确。故选BCD。10、AD【解析】由a图线的斜率大小读出电源的内阻，b图线的斜率大小得到电阻的阻值．两图线的交点表示该电阻接在该电源上时的工作状态，由交点坐标读出电阻的电压和电流，由此可以判断电源的输出功率，并求出电源的最大输出功率.【详解】电阻的阻值等于b图线的斜率大小，为R=U/I=15Ω，故A正确；电池组的内阻等于a图线的斜率大小，为，故B错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态，则电阻两端的电压为U=15V，电流为I=1A，则电池组的输出功率P=UI=15W，故C错误；由图可知E=20V，当外电阻的阻值等于内阻时，其电源的输出功率最大为．故D正确．故选AD【点睛】本题考查学生对图象的认识，要由U=E-Ir去理解图象的性质，明确图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，图象的斜率表示电源的内电阻三、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.减小输电线的电阻②.减小输送的电流【解析】根据P损=I线2R线可知，要减少电能输送时的损失，有两个途径：（1）减小输电线的电阻；（2）减小输送的电流；12、①.②.甲③.2.90V④.2.6Ω【解析】（1）[1]由题意可知，电源的内阻约为2.5，故为了易于调节，准确测量，滑动电阻器采用限流式接法，阻值与电阻内阻相差不大，故选用R1；(2)[2]由等效电路可知，甲图电源内阻的测量值为电源内阻与电压表的并联值，乙图电源的测量值为电源内阻与电流表内阻的串联值，由串联、并联特点可知，甲图的测量误差较小，所以为了减小误关，应选择甲图；(3)[3][4]由闭合电路的欧姆定律可知由数学知识可得，图像与纵坐标的交点为电源的电动势，图像