湖南省湘东六校2023-2024学年物理高二上期末考试试题含解析

湖南省湘东六校2023-2024学年物理高二上期末考试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、图乙中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近平行放置．A线圈中通有如图甲中所示的交变电流i，则A.t2时刻两线圈间吸引力最大B.tl时刻两线圈间作用力为零C.在tl到t2时间内A、B两线圈相斥D.在t2到t3时间内A、B两线圈相吸2、如图所示，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点，已知A、B、C、F点的电势分别为-1V、1V、2V、3V，则H点的电势为()A.-1VB.1VC.2VD.3V3、如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A.两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B.两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C.极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小D.极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大4、有关带电粒子（不计重力）所受静电力和洛伦兹力的说法中，正确的是（）A.粒子在磁场中一定受洛伦兹力的作用B.粒子在电场中可能不受静电力的作用C.粒子若仅受洛伦兹力，则其速度不变D.粒子若仅受洛伦兹力，则其动能不变5、如图所示的电路，闭合开关S后，三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，关于三盏灯亮度变化的情况及电容器带电量判断正确的是()A.a灯变亮，b灯和c灯变暗，电容器C所带电荷量增多B.a灯和c灯变亮，b灯变暗，电容器C所带电荷量减少C.a灯和c灯变暗，b灯变亮，电容器C所带电荷量减少D.a灯和b灯变暗，c灯变亮，电容器C所带电荷量增多6、下列说法正确的是A.库仑发现只有很小的带电体之间才存在相互作用力B.根据电场强度定义，可知电场中某点的场强大小与放在该点的试探电荷受到的电场力成正比C.电场中任何两条电场线都不相交D.磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量二、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（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流变化的规律如图（b）所示，则下列说法正确的是A.t1、t5时刻P线圈对桌面的压力小于P自身的重力B.t3、t5时刻线圈P中产生的感应电流方向相同C.t3时刻线圈P有扩张的趋势D.t4、t6时刻P线圈的发热功率为08、如图所示，物体A、B、C放在光滑水平面上用细线a、b连接，力F作用在A上，使三物体在水平面上运动，若在B上放一小物体D，D随B一起运动，且原来的拉力F保持不变，那么加上物体D后两绳中拉力的变化是（）A.Ta增大 B.Tb增大C.Ta变小 D.Tb变小9、在如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电流表示数变化的完整过程图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.图乙中图线a是电压表的示数随电流表示数变化的图线B.电源内阻为ΩC.电源的最大输出功率为WD.滑动变阻器的最大功率为W10、如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ．原PQ中无电流，现通以水平向右的电流，在短时间内（）A.从上往下观察导线框顺时针转动B.从上往下观察导线框向右平移C.细绳受力会变得比导线框重力大D.导线框中心的磁感应强度变大三、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）现利用如图所示的装置验证动量守恒定律.在图中，小车A的前端粘有橡皮泥，后连着纸带，启动打点计时器，给小车A一初速度，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续运动.实验测得小车A的质量m1＝0.81kg，小车B的质量m2＝0.84kg，打点计时器所用交流电的频率f＝50.0Hz.碰撞前后打出的纸带如图乙所示（单位cm）.(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是（）A．长木板下应垫着薄木片以平衡摩擦力B．小车A和小车B的车轮应该选用同种材料制成的C．应选用质量差不多大的两个小车D．应选用足够光滑的长木板(2)碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s.（保留三位有效数字）12．（12分）理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:10，副线圈与阻值R=20的电阻相连。原线圈接在以速度v40m/s向右匀速运动的金属棒两端，金属棒的电阻可忽略不计，棒所切割磁场的边界变化规律为y，副线圈输出交流电的频率为_________；匀强磁场的磁感应强度B=0.25T，则交流电压表的示数为_________；电阻R上消耗的电功率为_________。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）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】A．在t2时刻，线圈A中的电流最小，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力最小，故A错误；B．由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变化率是最小的，所以线圈B感应电流也是最小，因此两线圈间作用力为零，故B正确；C．在t1到t2时间内，若设逆时针（从左向右看）方向为正，则线圈A电流方向逆时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故C错误；D．在t2到t3时间内，若设逆时针方向（从左向右看）为正，则线圈A电流方向顺时针且大小增大，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向逆时针方向，因此A、B中电流方向相反，A、B出现互相排斥，故D错误；故选B。2、C【解析】在匀强电场中，由公式U=Ed知，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等．由于GH∥AB，且GH=AB，则有φG-φH=φB-φA；代入数据解得：φH=φG+φA-φB=φG-2V；同理，φB-φC=φF-φG；解得，φG=φF+φC-φB=3V+2V-1V=4V；解得φH=2V，故选C【点睛】本题关键要明确匀强电场中沿着不与场强垂直方向前进相同距离，电势降落相等，同时要熟悉匀强电场中等势面和电场线的关系，然后结合几何关系分析3、D【解析】知电容器极板上的电荷量几乎不变，将极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据公式，电容减小，由公式可判断出电容器极板间电压变大，静电计张角增大，故D正确，ABC错误【点睛】本题要抓住电荷量不变的条件，根据电容的定义式分析电容如何变化4、D【解析】A．电荷在磁场中受洛伦兹力时是有条件的，即运动电荷和磁场方向有夹角，故A错误；B．电场的基本性质就是对其中的电荷有力的作用，粒子在电场中一定受静电力的作用，故B错误；CD．若仅受洛伦兹力，则其动能不变，速度大小不变，而方向改变，故C错误，D正确。故选D。5、B【解析】变阻器R的滑片稍向上滑动一些，接入电路中的电阻变小，由“串反并同”可知，由于c灯与变阻器串联，c灯的电功率变大，所以c灯变亮，由于b灯与变阻器并联，b灯的电功率变小，所以b灯变暗，由于a灯与变阻器串联，a灯的电功率变大，所以a灯变亮，流过b灯电流变小，b灯两端电压变小，即电容器两端电压变小，由公式可知，电容器C所带电荷量减少，故B正确。故选B。6、C【解析】根据“库仑、电场强度定义、电场线、磁通量”可知，本题考查物理学史以及对电场强度、电场线的理解，根据物理学上重大发现和著名实验，运用电场线和磁感线概念的理解分析.【详解】A、带电体之间都存在着相互作用力；故A错误.B、电场强度定义中，电场强度的大小与电荷受到的电场力大小、电荷的多少无关；故B错误.C、根据电场线的特点可知，电场中任何两条电场线都不相交；故C正确.D、磁通量的计算使用代数方法，不是矢量，是标量；故D错误.故选C.【点睛】带电体之间都存在着相互作用力，库仑利用库仑扭秤研究带电体间的相互作用，总结出了库仑定律；电场强度的大小与电荷受到的电场力大小、电荷的多少无关；根据电场线的特点判断.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、BC【解析】由图可知，Q中电流呈周期性变化，则P中会发生电磁感应现象，由楞次定律可得出线圈P的运动趋势，并依据电流的变化率来确定P中的感应电流大小，即可一一求解【详解】t1、t5时刻电流增大，其磁场增大，则穿过P的磁通量变大，由楞次定律可知P将阻碍磁通量的变大，则P有向下运动的趋势，即它们有相互排斥的作用，则P线圈对桌面的压力大于P自身的重力，故A错误；t3、t5时刻，通过Q线圈的电流前者减小，后者增大，但它们的电流方向相反，根据楞次定律，则t3、t5时刻线圈P中产生的感应电流方向相同，故B正确；t3时刻电流减小，线圈P产生感应电流，要阻碍磁通量减小，则P有扩张的趋势，故C正确；在t4时刻的Q的电流为零，但电流变化率最大，则P中感应电流最大，那么P线圈发热的功率不为0；在t6时刻的Q的电流最大，但电流变化率为零，则P中没有感应电流，那么P线圈发热的功率也为0，故D错误；故选BC【点睛】本题要注意灵活应用楞次定律，本题可以先判断P中电流方向，再根据电流间相互作用判受力方向，但过程复杂；而直接根据楞次定律的“增缩减扩”可能直观地得出结论8、AD【解析】要比较绳子拉力如何变化，必需求出绳子拉力的具体的值：在放置D之前，以整体为研究对象求出整体的加速度，进而求出两段绳子各自的拉力；在放置D之后以整体为研究对象求出整体的加速度，进而求出两段绳子各自的拉力。【详解】在放置D之前，以整体为研究对象有F=(mA+mB+mC)a1以C为研究对象有Fb1=mCa1故有Fb1=mC以BC作为研究对象有Fa1=(mB+mC)a1=(mB+mC)在放置D之后，以整体为研究对象有F=(mA+mB+mC+mD)a2得a2=以C为研究对象有Fb2=mCa2=mC以B、C和D作为研究对象有Fa2=(mB+mC+mD)a2=(mB+mC+mD)显然Fa2>Fa1，Fb2<Fb1故选AD。【点睛】先用整体法求出整体的加速度，在用隔离法求出绳子的拉力，这是解决连接体的基本思路。9、AC【解析】A．将滑动变阻器的滑片P从最右端移到最左端，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，R1的电压和电源的内电压增大，则R2的电压减小，所以电压表V1的示数增大，电压表V2的示数减小，可知图线b反映的是电压表V1的示数随电流的变化，图线a反映的是电压表V2的示数随电流的变化，故A正确。B．根据闭合电路欧姆定律得电压表V2的示数为：U2=E-I（R1+r）①由图线a的斜率大小等于R1+r，由图知：图线b的斜率等于R1，则有：则电源的内阻为r=5Ω，故B错误；C．图线a延长与U轴截距为电源的电动势E=6V，当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，最大的输出功率为：故C正确；D．把R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R1+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，滑动变阻器的最大功率为：故D错误；故选AC。10、ACD【解析】A.由安培定则判断出通电导线Q在线框处磁场方向从里向外，根据左手定则，知外侧电流受安培力向左，内侧电流受安培力向右，从上往下看，导线框将顺时针转动，故A项正确，B项错误；C.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，靠近导线Q处的边的电流的方向向右，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向下，所以整体受安培力向下，细绳受力会变得比导线框重力大．故C项正确；D.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，电流PQ产生的磁场方向从里向外穿过线框，根据安培定则，线框产生磁场的方向也是从里向外，则线框中心的磁感应强度变大．故D项正确三、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.（1）ABC;②.（2）1.62；③.1.60；【解析】（1）长木板右端下面垫放一小木片是为了平衡摩擦力，让重力沿斜面的分量平衡滑块与木板间的摩擦力，故A正确；材料制成相同，则在平衡摩擦力时只要调一个角度即可，故B正确；为到达到碰撞的效果，故应选用质量差不多大的两个小车，故C正确；为保证小车碰撞前后做匀速运动，故需要滑动摩擦力去平衡重力沿斜面向下的分力，故在该实验中不需要斜面光滑，故D错误；故选ABC（2）碰前小车的速度为，碰前的总动量为：；碰后小车的共同速度为：，碰后的动量为：【点睛】下车碰撞前后要做匀速直线运动，所受合外力为零，因此实验要平衡摩擦力；小车做匀速直线运动时，在相等时间内小车的位移相等，分析纸带，根据纸带分析答题1