杭州高级中学2023年物理高二上期末考试试题含解析

杭州高级中学2023年物理高二上期末考试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数，I是导线中的电流，r为点到导线的距离。一带负电的小球（图中未画出）以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（）A.小球先做加速运动后做减速运动B.小球一直做匀速直线运动C.小球对桌面的压力先增大后减小D.小球对桌面的压力一直在增大2、下列情况不能产生感应电流的是（）A.如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时B.如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时C.如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时D.如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时3、如图，材质相同、粗细均匀的正方形导体框ABCD，垂直放置于匀强磁场中，将CD两点接到电源两端，CD段受到的安培力为F，则此时导体框受到的安培力的合力大小为A. B.C.2F D.3F4、如图所示是根据某实验作出的金属导体a和b的I－U图像。从图中可以得出金属导体a和b的电阻关系是（）A.Ra＜Rb B.Ra＞RbC.Ra＝Rb D.无法确定5、如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，则（）A.电压表读数增大 B.电流表读数增大C.质点P将向上运动 D.上消耗的功率逐渐增大6、如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直．在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面．若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是()A.小球做匀变速曲线运动B.小球的电势能保持不变C.洛伦兹力对小球做正功D.小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和二、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、如图所示电路中，电源电动势为E＝3V，内电阻为r＝1Ω，定值电阻为R＝4Ω，滑动变阻器能接入电路的最大阻值为R0＝10Ω，当滑动变阻器的滑片在中间位置时，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，以下判断的是（）A.电路中的电流为0.3AB.电容器两端电压为2.7VC.若将R0的滑片向左端滑动，液滴向下运动D.若将R0的滑片向左端滑动，电容器的带电量增加8、某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻为R＝10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220sin100πtV，降压变压器的副线圈与阻值R0=11Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（）A.通过R0电流的有效值是20AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率9、均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长L=20cm，每边的电阻R=0.50Ω，将其置于磁感应强度B=0.10T的有界水平匀强磁场上方h=5.0m处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面始终与磁场方向垂直，且ab边始终与磁场的水平边界平行。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，当ab边刚进入磁场时，下列说法正确的是（）A.感应电动势大小为2VB.通过ab边的电流方向由b→a，大小为0.1AC.ab边受到的安培力方向向上、大小为0.2ND.线框ab两点间的电压是0.15V10、闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按图乙变化，方向如图甲所示，则回路中（）A.电流方向为顺时针方向B.电流越来越大C.磁通量的变化率恒定不变D.产生的感应电动势越来越大三、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）某同学在做测量金属丝电阻率实验时，用游标卡尺测得金属丝长度为___________cm,用螺旋测微器测量金属丝直径为________mm.12．（12分）如图所示，竖直平行直线为匀强电场的电场线，电场方向未知，A、B是电场中的两点，AB两点的连线长为且与电场线的夹角为。一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子以初速度，从A点垂直进入电场，该带电粒子恰好能经过B点，不考虑带电粒子的重力大小。求：(1)电场强度E；(2)AB两点间的电势差UAB。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L15．（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、B【解析】根据右手螺旋定则可知直线MN处的磁场方向垂直于MN向里，磁场大小先减小后增大，根据左手定则可知，带负电的小球受到的洛伦兹力方向在竖直向下，根据F=qvB可知，其大小是先减小后增大，由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力先减小后增大，故ACD错误，B正确。故选B。2、B【解析】当闭合回路中磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。A．如图甲所示，导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时，切割磁感线，产生感应电流，故A正确，不符合题意；B．如图乙所示，导体框在匀强磁场中向右加速运动时，闭合回路磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误，符合题意；C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关闭合或断开时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B的磁通量变化，产生感应电流，故C正确，不符合题意；D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时，原电流变化，原磁场变化导致穿过B磁通量变化，产生感应电流，故D正确，不符合题意。故选B。3、B【解析】均匀的电阻丝组成的正方形导体框，电阻丝CBAD阻值是电阻丝CD阻值的3倍，电阻丝CD与电阻丝CBAD并联，所以电阻丝CBAD中电流是电阻丝CD中电流的；电阻丝CBAD在磁场中的有效长度与电阻丝CD的长度相等，则电阻丝CBAD所受安培力是电阻丝CD所受安培力的，即电阻丝CBAD所受安培力为F；电阻丝CD与电阻丝CBAD所受安培力的方向相同，所以三根电阻丝受到的安培力的合力：。A.。与上述结论不符，故A错误；B.。与上述结论相符，故B正确；C.2F。与上述结论不符，故C错误；D.3F。与上述结论不符，故D错误。故选：B。4、B【解析】图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，表示的电阻大于的电阻。故选B。5、B【解析】AB．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，同时，R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A错误，B正确；C．因R3两端电压减小，则电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C错误；D．R3上电流减小，根据P=I32R3，则R3消耗的功率逐渐变小，选项D错误；故选B。6、D【解析】小球进入电场时，速度方向竖直向下，受到自身重力竖直向下，电场力水平向右，洛伦兹力水平向右，合力方向与速度不共线，小球做曲线运动，而且与速度不能保持垂直，小球不能做匀速圆周运动，但随着速度大小变化，洛伦兹力变化，加速度变化，不是匀变速曲线运动选项A错．电场力做正功，电势能减少，选项B错．洛伦兹力不做功，选项C错．根据功能关系，减少的重力势能和电势能之和等于增加的动能，选项D对考点：带电小球在复合场中的运动二、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】由闭合电路欧姆定律求得电流，再根据欧姆定律得到电容器两端电压；根据滑片移动得到电阻变化，即可由欧姆定律得到电流变化，从而得到电容器两端电压变化，进而得到电荷量及场强变化，再根据电场力变化得到合外力变化，从而得到运动方向【详解】根据闭合电路欧姆定律可得：电路中的电流，故A正确；由欧姆定律可得：电容器两端电压UC＝UR＝IR＝1.2V，故B错误；滑片向左端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，故总电流减小，R两端电压减小，所以，电容器两端电压减小，故带电量Q＝CU减小；电容器两端电压减小，场强减小，故电场力减小，又有重力不变，那么液滴受到的合外力方向向下，液滴向下运动，故C正确，D错误；故选AC【点睛】电容器接在电路中相当于断路，故常根据欧姆定律得到电容器两端电压，然后根据电压变化由Q=CU求解电荷量变化8、ABD【解析】在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率【详解】A项：通过用电器的电流有效值，故A正确；B项：由原、副线圈的电压之比等于匝数比，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1，故B正确；C项：由于输电线上有电压损失，所以升压变压器T1的输出电压大于降压变压器T2的输入电压，故C错误；D项：由于输电线上有功率损失，所以升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率，故D正确故选ABD【点睛】解决本题的关键知道：1、原副线圈的电压、电流与匝数比的关系；2、升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系9、BD【解析】A．根据机械能守恒定律知，线框ab刚进磁场时的速度为解得感应电动势故A错误；B．由右手定则可知，通过ab边的电流方向由b→a，感应电流故B正确；C．由左手定则可知，ab边受到的安培力方向向上，大小为故C错误；D．由闭合电路欧姆定律可知，线框ab两点间的电压故D正确。故选BD。10、AC【解析】穿过闭合回路的磁通量垂直指向外增大，由楞次定律可知，感应磁场方向垂直纸面向里，故电流方向为顺时针，故A正确；图象可知，磁感应随时间均匀增大，由可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，由法拉第电磁感应定律可知，，故感应电动势保持不变，电流强度不变，故BD错误C正确；【点睛】由B-t图象可知磁感应强度的变化情况，则由磁通量的定义可知磁通量的变化率；再由楞次定律可判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势三、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、①.114cm②.0.398（左右）mm【解析】游标卡尺测得金属丝长度为:1.1cm+0.1mm×4=1.14cm；用螺旋测微器测量金属丝直径为：0.01mm+39.8=0.398mm12、(1)；(2)【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。则：水平方向有竖直方向有根据牛顿第二定律联立解得(2)带电粒子带正电，轨迹向下偏转