北师大实验中学2023-2024学年物理高二上期末联考试题含解析

北师大实验中学2023-2024学年物理高二上期末联考试题考生请注意：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、研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是()A.实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针张角变大，表明电容增大2、如图为三根通电平行直导线的断面图，若它们的电流大小都相同，且，则A点的磁感应强度的方向是（）A.垂直纸面指向纸外 B.垂直纸面指向纸里C.沿纸面由A指向B D.沿纸面由A指向D3、一正三角形导线框高为从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区域．两磁场区域磁感应强度大小均为B、磁场方向相反且均垂直于xOy平面，磁场区域宽度均为a．则感应电流I与线框移动距离x的关系图象可能是（以逆时针方向为感应电流的正方向A. B.C. D.4、如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的，大小为v的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ。则（）A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B.上滑过程中电流做功发出的热量为－mgs(sinθ＋μcosθ)C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为D.上滑过程中导体棒损失的机械能为5、关于公式①P=UI，②P=I2R，③，下列说法正确的是A.公式①适用于任何电路的电功率B.公式②适用于任何电路的电功率C.公式①、②、③均适用于任何电路的电功率D.公式①只适用于纯电阻电路电功率6、如图所示的电路中，L1和L2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，它的直流电阻可以忽略不计。则下列说法中正确的是A.闭合S后，灯L2先亮，灯L1后亮，最后两灯一样亮B.闭合S后，灯L1的电流方向向右，灯L2的电流方向向左C.断开S后，灯L2立即熄灭，灯L1逐渐熄灭D.断开S瞬间，灯L1的电流方向向右，灯L2的电流方向向左二、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、下列对电源电动势概念的认识中，正确的是()A.在闭合电路中，电源电动势等于内外电路电势降落之和B.电源把越多的其他形式的能转化为电能，电动势就越大C.铅蓄电池的电动势为2

V，这表明电路中每通过1

C电荷量，电源把2

J的化学能转变为电能D.干电池的电动势为

V，这表明干电池在1

s内将

J的化学能转变为电能8、如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（）A.此电源的内阻为ΩB.灯泡D1的额定电压为3V，额定功率为6WC.把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大D.由于小灯泡D1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用9、如图所示为用理想变压器连接的电路，原线圈接在u=311sin100πt（V）的交流电源上，R为定值电阻，电流表为理想电表。起初开关S处于断开状态，下列说法中正确的是A.当开关S闭合后，电流表示数变大B.流过R的电流的频率为100HzC.若S闭合后灯发光，在保持输送电压不变而减小电源频率时灯更亮D.若S闭合后灯发光，则增大线圈的电感L可使灯更亮10、如图甲所示，正三角形导线框位于圆形有界匀强磁场中，磁场方向与导线框所在平面垂直．规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示．下面说法正确的是（）A.0s-1s时间内和5s-6s时间内，导线框中的电流方向相同B.0s-1s时间内和1s-3s时间内，导线框中的电流大小相等C.3s-5s时间内，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上D.1s-3s时间内，AB边受到的安培力不变三、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）某同学用图1所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1（量程100mA，内阻约2Ω）；A2（量程06A，内阻约0.3Ω）；电压表：V1（量程5V，内阻约5kΩ）；V2（量程15V，内阻约15Ω）；电源：E1（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）；E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）滑动变阻器：R1（最大阻值约为100Ω），R2（最大阻值约为10Ω），电键S，导线若干（1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_____，电压表_____，滑动变阻器_____，电源_____．（填器材的符号）（2）根据实验数据，计算并描绘出R﹣U的图象如图2所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_____；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_____，灯泡实际消耗的电功率为_____（3）根据R﹣U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的_____12．（12分）自然界中的四种基本相互作用是___________、______________、弱相互作用和强相互作用四、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，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14．（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、A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据可知，电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据可知，电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误；D、根据可知，电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系2、D【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生磁场方向，如图所示直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反，大小相等，则合磁场为零；而直导线C在A点产生磁场，方向从B指向D，即为沿纸面由A指向D。故选D。【点睛】磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量.它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。3、C【解析】当线框移动距离x在a～2a范围，线框穿过两磁场分界线时，BC、AC边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势E1增大，AC边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势E2不变，两个电动势串联，总电动势E=E1+E2增大，故A错误；当线框移动距离x在0～a范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故B错误；当线框移动距离x在2a～3a范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误4、B【解析】A．导体棒开始运动时速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大，所受的安培力最大，最大安培力故A错误；B．上滑过程，由能量守恒定律得电流做功发出的热量故B正确；C．导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热，由B可知，克服安培力做功：故C错误；D．上滑过程中导体棒的动能减小，重力势能增加mgssinθ，所以导体棒损失的机械能为，故D错误。故选B。5、A【解析】公式①是功率的定义式，适用于任何电路的电功率；公式②③是根据欧姆定律推导出来的，只适用于纯电阻电路的电功率A、A项与上述分析结论相符，故A正确；B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；C、C项与上述分析结论不相符，故C错误；D、D项与上述分析结论不相符，故D错误6、D【解析】AB、L2灯与电阻R串联，当电键S闭合时，灯L2立即发光。通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，L1逐渐亮起来。所以L2比L1先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，因电阻R，则两灯亮度不一样，但电流方向相同，故AB错误；C、稳定后当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡L1、L2和电阻R构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，但灯L2闪亮后逐渐熄灭，原因是在断开之前，通过L1的电流大于L2的电流，故C错误；D、稳定后当电键S断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡L1、L2和电阻R构成闭合回路放电，由“增反减同”可知，感应电流为顺时针，流过L1电流与原来相同，流过L2电流与原来相反，故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、AC【解析】A、根据闭合电路欧姆定律得知，在闭合电路中，电动势等于外电压与内电压之和，故A正确；B、根据电动势的定义式可知，电源移动单位电荷量时，非静电力做功越多，即电源把其他形式的能转化为电能越多，电源的电动势越大，故B错误；C、铅蓄电池的电动势为2

V，这表明电路中每通过1

C电荷量，电源把2

J的化学能转变为电能，故C正确；D、干电池电源的电动势表示将1C的电量转移时做功为，但并不明确做功的时间，故D错误【点睛】本题考查对电动势的理解，可以抓住电动势的物理意义和定义式来加深理解8、BC【解析】A项：由图读出：电源的电动势，内阻，故A错误；B项：两图线交点表示小灯泡D1与电源连接时的工作状态，此时灯泡的电压U=3V，电流I=2A，功率为P=UI=6W，由于小灯泡D1正常发光，则灯泡D1的额定电压为3V，功率为6W，故B正确；C项：灯泡D1的电阻，的灯泡D2的电阻为，可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，知把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大，故C正确；D项：灯泡是纯电阻，欧姆定律仍适用，图象为曲线是由灯泡电阻随温度的增大而增大，故D错误9、AC【解析】A．当开关S闭合后，灯泡与线圈串联后再与电阻R并联，所以总电阻变小，副线圈中电流变大，所原线圈电流与变大，即电流表示数变大，故A正确；B．由公式可得故B错误；C．由公式可知，减小电源频率时，感抗减小，灯泡更亮，故C正确；D．由公式可知，增大线圈的电感L，感抗增大，灯泡变暗，故D错误。故选AC。10、AC【解析】A．0s-1s时间内穿过线圈的磁通量向外且增加；5s-6s时间内穿过线圈的磁通量向里且减小，根据楞次定律可知导线框中的电流方向相同，选项A正确；B．B-t图像的斜率等于磁感应强度的变化率，故0s-1s时间内和1s-3s时间内，感应电动势的大小不等，感应电流不相等，选项B错误；C．3s-5s时间内，磁通量向里增加，产生的感应电流为逆时针方向，则由左手定则可知，AB边受到的安培力沿纸面且垂直AB边向上，选项C正确；D．1s-3s时间内，感应电流大小不变，而磁场向外减弱，根据F=BIL可知，AB边受到的安培力变小，选项D错误三、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.A2②.V1③.R2④.E2⑤.1.5⑥.11.5⑦.0.78⑧.A【解析】（1）[1][2][3][4]因小灯泡额定电流为0.3A，额定电压为3.8V，故电流表应选A2，电压表应选V1，又因测伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大，故变阻器需用分压式接法，应选阻值小的变阻器，故变阻器应选R2，显然电源应选E2（2）[5]由R﹣U图象知U＝0时R为1.5Ω；[6][7]U＝3V时R为11.5Ω；由得P＝0.78W（3）[8]由知，U＝0时P＝0，P随U的增大而增大，故A正确，BCD错误12、①.