2023年黑龙江省哈尔滨市实验中学物理高二上期末统考试题含解析

2023年黑龙江省哈尔滨市实验中学物理高二上期末统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电粒子（不计粒子重力），以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，则从M运动到N的过程中，带电粒子（）A.动能增加 B.电势能增加C.做匀变速运动 D.到达N点时速度水平向左2、如图所示，足够大的匀强磁场中有一个矩形线圈，正绕轴以恒定的角速度匀速转动，下列分析中正确的是（）A.转动过程中，线圈中产生的感应电动势大小不变B.如果仅将线圈的转轴向右平移一段距离x（x<d），线圈绕轴转动时产生的感应电动势将增大C.如果仅将线圈的转轴向左平移一段距离，线圈绕轴转动时产生的感应电动势增大D.当线圈从图中位置转过90°时，线圈中产生的感应电动势为03、如图所示为速度选择器示意图，为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A.该粒子一定带正电B.该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出C.该粒子以速度2v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出D.该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出4、如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内磁场水平向里，有一离子恰能沿直线飞过此区域不计离子重力A.若离子带正电，E方向应向下 B.若离子带负电，E方向应向上C.若离子带正电，E方向应向上 D.不管离子带何种电，E方向都向上5、如图所示，在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd，直导线与线框在同一平面内，下列情况中能使框中有感应电流的是A.线框向右平移B.线框向下平移C.以直导线为轴旋转过程中D.以ab边为轴向纸外旋转90°过程中6、一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s．则A.弹簧振子的振幅为0.2mB.弹簧振子的周期为1.25sC.在t=0.2s时，振子的运动速度为零D.在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m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，一根长度为L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止放在导轨上，垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角．下列说法中正确（）A.导体棒受到磁场力大小为BILB.导体棒对轨道压力大小为mg-BILcosθC.导体棒受到导轨摩擦力为μ(mg-BILsinθ)D.导体棒受到导轨摩擦力为BILcosθ8、如图所示空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时A.穿过回路磁通量的变化率为零B.回路中感应电动势大小为2Blv0C.回路中感应电流的方向为逆时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力的方向相反9、汽车电动机启动时车灯会有瞬间变暗的现象，其电路原理图如图所示。保持S2断开，闭合S1打开车灯，电流表读数为4.00A，再闭合S2启动电动机，电流表读数为40.0A。已知电源电动势为12.0V，内阻为0.05Ω，电动机内线圈电阻为0.10Ω，电流表内阻不计，下列说法正确的是（）A.车灯的电阻R=3ΩB.电动机启动后车灯功率约为34.0W，小于电动机启动前的功率C.电动机的输入功率约为366WD.电动机输出功率约为332W10、如图，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积0.2m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.3+0.15t．将线圈两端a、b与一个阻值R=2Ω的电阻相连接，b端接地．则下列说法正确的是()A.通过电阻R的电流方向向上 B.回路中的电流大小不变C.电阻R消耗电功率为3W D.a端的电势-3V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）如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________12．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，用米尺测出金属丝的长度L，用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。(1)测量金属丝直径时螺旋测微器刻度如图所示，读数D=_________mm。(2)按照下图实物连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，读出多组电压表与电流表示数U、I，处理数据得到金属丝的电阻Rx。请依据实物图在方框内画出电路原理图_________。(3)用图中的电路测量金属丝的电阻比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ=_________（用题中所给物理量的字母表示）。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）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15．（12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

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．粒子由M点到N点的过程中，增加的动能：故A错误；B．带电粒子运动过程中只有电场力做功，故根据动能定理有：电场力做正功，电势能应该减小，减小量应为，故B错误；C．带电粒子运动过程中所受合外力为电场力是恒力，由牛顿第二定律：可知加速度不变，做匀变速运动，故C正确；D．因带电粒子在竖直方向上没有受力，故竖直方向上做匀速直线运动，合速度不可能水平，故D错误。故选C。2、D【解析】A．矩形线圈从与中性面垂直的面开始计时，产生的电动势为式中为线圈的匝数，为线圈的横截面积，所以电动势随时间改变，故A错误；BC．根据A选项中的表达式可知，转轴向左或者向右移动，感应电动势的表达式不变，随时间的变化不变，故BC错误；D．当线圈从图中位置转过代入方程中故D正确。故选D。3、D【解析】A．因上下极板的极性不确定，则不能确定粒子的电性，选项A错误；B．该粒子以速度v0从S2射入，只有洛伦兹力方向改变，而电场力方向不变，受力不平衡，因而不沿虚线运动，故B错误；C．该粒子以速度2v0从S1射入，洛伦兹力变大，而电场力不变，则粒子不能沿虚线从S2射出，选项C错误；D．根据可知则该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出，选项D正确。故选D。4、A【解析】根据在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析，粒子离子在复合场中沿水平方向直线通过，故有，若粒子带正电，则受洛伦兹力向上，而电场力向下，若带负电，则受洛伦兹力向下，而电场力向上，由此可正确解答【详解】离子恰能沿直线飞过此区域，所受的电场力和洛伦兹力平衡．若离子带正电，离子所受的洛伦兹力向上，则电场力向下，E方向应向下，故A正确，C错误；若离子带负电，离子所受的洛伦兹力向下，则电场力向上，E方向应向下，故B错误；由此可知，不管离子带何种电，E方向都向下，故D错误．所以A正确，BCD错误【点睛】本题考查了速度选择器的工作原理，速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性5、B【解析】穿过线圈的磁通量发生变化时由感应电流，AD对6、C【解析】根据公式对应可得，，A错误；根据公式可得,B错误；在t=0.2s时，x=0振子位于正向最大位移处，速度为零，C正确；根据振子的振动规律可得，只有振子位于平衡位置或者最大位移处时，经过任意0.2s的时间内的路程为0.1cm，D错故选C考点：考查了简谐振动点评：本题知道简谐运动位移的解析式，读出振幅、周期、任意时刻的位移是基本能力．基础题二、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】A．根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示导体棒受到磁场力大小为F=BLIA错误；B．根据共点力平衡规律得得导体棒对轨道的压力大小为B正确；CD．由于导体棒受到的是静摩擦力，因而受到静摩擦力大小要运用力的平衡规律求解，即为C错误，D正确。故选BD。8、BC【解析】A．此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，但变化率不为零，故A不符合题意；B．ab切割磁感线形成电动势b端为正，cd切割形成电动势c端为负，因此两电动势串联，故回路电动势为E=2BLv0，故B符合题意；C．根据右手定则可知线框向右运动的过程中，ab中的感应电动势的方向向下，cd中的感应电动势的方向向上，所以回路中的感应电流方向为逆时针，故C符合题意；D．根据左手定则可知，回路中ab边电流的方向向下，磁场的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电流的方向向上，磁场的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故D不符合题意。故选BC。9、BC【解析】A．电动机未启动时车灯两端的电压为U灯1=E-I1r=12.0V-4A×0.05Ω=11.8V车灯的电阻值为故A错误；B．电动机启动后，车灯两端的电压U灯2=E-I2r=12.0V-40A×0.05Ω=10V流过车灯的电流那么电动机启动后，车灯的电功率P灯=U灯2I灯=33.9W电动机未启动时车灯的电功率P灯′=U灯1I1=47.2W故B正确；C．由以上可知：U灯2=10V，I灯=3.39A流过电动机的电流IM=I2-I灯=40A-3.39A=36.61A电动机启动时车灯两端的电压UM=U灯2=10V电动机的输入功率P入=UMIM=366.1W故C正确；D．电动机的输出功率PM=UMIM-IM2RM=366W-（36.61A）2×0.1Ω=232W故D错误；故选BC。10、AB【解析】根据楞次定律判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律求解电流，根据P=I2R求解电功率；求解R两端的电压，根据Ub-Ua=UR确定a点的电势【详解】A．磁通量随时间均匀增加，根据楞次定律可知，感应电流通过R的方向向上，选项A正确；B．因可知回路中产生的感应电动势不变，感应电流不变，选项B正确；C．，则回路的电流，电阻R消耗的电功率为，选项C错误；D．R两端的电压UR=IR=2V，即Ub-Ua=2V，因Ub=0可知Ua=-2V，选项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、①.②.【解析】小球静止时只受重力，则加速度为g，下滑后，小球受洛伦兹力、重力、支持力及摩擦力，洛伦兹力水平向左，摩擦力竖直向上，小球向下做加速运动，速度越大，洛伦兹力越大，则摩擦力越大，加速度越小，当加速度等于零时，速度最大，则，得，此后小球做匀速直线运动，加速度为0，故开始时加速度最大：.点睛：本题要注意分析带电小球的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化12、(1).0.680(2).(3).偏小(4).或者【解析】(1)[1]．由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；(2)[2]．电流表采用外接法，滑动变阻器为分压接法，如图。(3)[3]．由于电压表的分流，测得的电流比流过Rx的电流大，根据知电阻测量