河北省邯郸市魏县第五中学2023年物理高二第一学期期末考试试题含解析

河北省邯郸市魏县第五中学2023年物理高二第一学期期末考试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为（）A.Fa＞Fb＞FcB.Fa=Fb=FcC.Fa＞Fb=FcD.Fb＜Fa＜Fc2、真空中两个完全相同的金属小球，分别带+3Q和-Q的电量，当它们相距r时，它们间的库仑力大小是F．若把它们接触后分开，再放回原位置，则它们间的库仑力大小为A.F/3 B.FC.3F D.9F3、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为1V、6V和9V．则D、E、F三点的电势分别为（）A.＋7V、＋2V和＋1VB.－7V、－2V和＋1VC.＋7V、＋2V和－1VD＋7V、－2V和－1V4、下列说法错误的是（）A.通常用的干电池的电动势约为1.5V，铅蓄电池的电动势约为2VB.教室里用的日光灯的规格一般是“220V，40W"C.电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，说明电流具有热效应D.在电流一定时，电阻越小，相同时间内发热越多5、如图所示，绝缘细绳的一端定在O点，另一端系一个质量为m，带电量为+q的小球.为了使小球能静止在图示位置且绳的拉力不为零，可以加一个与纸面平行的匀强电场则所加电场的方向正确的是A.水平问左B.水平向右C.竖直下D.竖直向上6、某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知()A.反映P内变化的图线是bB.电源内阻为2ΩC.电源电动势为8VD.当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω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，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．下列判断中正确的是（）A.俯视观察，线框沿逆时针方向旋转B.线框能旋转起来，这是属于电磁感应现象C.电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D.旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大8、如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有()A.R接到a电源上，电源的效率较高B.R接到b电源上，电源的输出功率较小C.R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D.R接到b电源上，电阻发热功率和电源的效率都较高9、如图所示，电源的电动势为，内阻为，为电阻箱．图乙为电源的输出功率与电流表示数的关系图象，电流表为理想电表，其中电流为、时对应的外电阻分别为、，电源的效率分别为、，输出功率均为，下列说法中正确的是()A. B.C. D.10、如图，A、B为水平放置的平行板电容器，两极板间有一个质量为m的带电粒子静止于P点．现将下极板向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（）A.电流计指针发生短时间的偏转B.电容器所带电荷量增大C.电容器量板间的电场强度变小D.粒子将向上极板运动三、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）甲、乙两组同学通过实验研究水果电池组电动势和内阻他们了解到水果电池的内阻可能比较大，因此设计了一个如图所示的电路进行测量。（1）甲同学制作了一个苹果电池组，接入图的电路，调节滑动变阻器的位置，测量出相应的电压U和电流I，并将所测数据用“+”标注在坐标纸上，如图所示。请你画出这个苹果电池组的U-I图线。（）（2）根据图的U-I图线可求得该电池组的电动势E=_________V（保留三位有效数字），内阻r=_________Ω（保留三位有效数字）。（3）关于该实验的误差，下列说法正确的是____________。A.由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大B.由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小C.由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大D.由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小（4）乙组同学制作了一个柠檬电池组，完成了上述的实验后，发现电动势与甲组测到的基本相同，只是内阻差异较大。这两组同学对两个电池组做了进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是______________（选填选项的字母）。A.B.C.D.12．（12分）如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，导线中通有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端，轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动．在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为______；弹簧受到的拉力为_______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、C【解析】图中导体棒都与磁场垂直，对直棒的安培力，直接安培力公式F=BIL求解；对于弯棒c，可等效为长度为直径的直棒；【详解】设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d，由于导体棒都与匀强磁场垂直，则：a、b三棒所受的安培力大小分别为：，，c棒所受的安培力与长度为直径的直棒所受的安培力大小相等，则有：，因为，则有：，故C正确，A、B、D错误；故选C【点睛】关键要确定出导体棒的有效长度，知道对于弯棒的有效长度等于连接两端直导线的长度2、A【解析】根据库仑定律公式得：．接触再分离后所带电量各为Q，．故A正确，BCD错误．故选A考点：库仑定律【名师点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，知道两球接触带电的原则是先中和再平分3、C【解析】根据题意，有：φA=1V，φB=6V，φC=9V，设φD=xV，由于匀强电场中沿着任意平行的方向前进相同距离，电势的降落必定相等，由于从A到D方向平行于BC方向，且AD间距等于BC间距的两倍，故有φD-φA=2（φC-φB），代入数据解得φD=φA+2（φC-φB）=1+2×（9-6）=7V，AB间的电势差等于ED间的电势差，即有：φA-φB=φE-φD，得φE=φA-φB+φD=1-6+7=2V；EF间电势差等于CB间电势差，有：φE-φF=φC-φB，得φF=φE-φC+φB=2-9+6=-1V，故φD=7V，φE=2V，φF=-1V，故C正确，ABD错误。4、D【解析】A．通常用的干电池的电动势约为1.5V，铅蓄电池的电动势约为2V，故A正确；B．教室里用的日光灯的规格一般是“220V，40W"故B正确；C．电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，说明电流具有热效应，故C正确；D．根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流一定时，相同时间内电阻越小，发热越少，则D选项错。故选D。5、B【解析】小球带正电，为了使小球能静止在图示位置且绳的拉力不为零，根据平衡条件可得，电场线的方向应该沿着重力和绳子拉力合力的反方向，由此可知，B正确，ACD错误6、B【解析】A．电源内部的发热功率Pr=I2rPr-I图象是抛物线，而且是增函数，则反映Pr变化的图线是c．故A错误；B．图中I=2A时，电源内部的发热功率Pr与电源的总功率相等，则有Pr=I2r得到r=2Ω故B正确；C．直流电源的总功率PE=EIP-I图象的斜率等于电动势E，则有故C错误；D．当电流为0.5A时，根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+r)代入解得R=6Ω故D错误。故选B。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】AB．小磁铁产生的磁场方向为线框的下端A向下流向磁铁，对线框的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以，由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应，A错误，B正确；C．因为电源消耗总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率，C正确；D．受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大，D错误。8、BC【解析】ABC．由图象知：接a时，η＝50%，接b时，η＞50%(图中虚线长与纵截距的比值为效率)，在U－I图象中，面积表示功率，显然接a时功率大，故A错误，BC正确；D．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，由图可知，接b时，工作状态下的电流与电压的乘积较小，所以接b时，电阻的热功率小，故D错误9、BCD【解析】A．外电路只有电阻，所以电源的输出功率即消耗的电功率，根据：，所以，A错误；B．电源的输出功率：根据图像电功率相等：解得：，B正确；C．根据图像电功率相等：根据闭合电路欧姆定律：将电流表达式代入电功率表达式，解得：，C正确；D．电源的效率：根据图像可知：所以：，D正确10、AC【解析】A、根据电容的定义式，电容器与电源保持相连，则U不变，当下极板竖直向下移动一小段距离，间距增大，根据可知C减小，则Q也减小，电容器处于放电，短时间电流指针会发生偏转，故A正确，B错误；C、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，故C正确；D、由C选项分析可知，因电场强度减小，则电场力减小，那么粒子会向下运动，故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.图见解析②.1.16③.④.C⑤.BC【解析】(1)[1]根据图中所标注的数据，做出图像如图所示：(2)[2][3]根据：可知U-I图像与纵轴的交点即电动势，结合图像可得E=1.16V，斜率即内阻：(3)[4]实验电路设计电流表外接，使得电流表分压，即电压偏小。只有当电流为0时，电压表才不分压，即图像中只有与纵轴的交点是准确的；斜率即电源内阻由于电流表分压而偏大，故选C。(4)[5]AB．根据电源的输出功率规律可以知道，当内外电阻相等时输出功率最大；如果外电阻大于内电阻时，随着电阻的增大输出功率将越来越小，由：可以知道电动势相同，内阻越小的乙输出功率越大，所以A错误，B正确；CD．当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半。由A的分析可以知道乙输出的功率比甲的大；而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；所以C正确，D错误。故选BC。12、①.②.【解析】穿过线圈的磁通量为：；根据左手定则可知，CD边所受安培力为nBIL，