吉林省“五地六校”2023年物理高二上期末综合测试试题含解析

吉林省“五地六校”2023年物理高二上期末综合测试试题注意事项：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、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则A.带电粒子速度大小一定改变`B.带电粒子速度方向一定改变C.带电粒子速度大小不变D.带电粒子的运动轨迹为曲线2、如图所示的电场中，关于a、b两点的电场强度，下列判断正确的是（）A.方向相同，大小相等 B.方向不同，大小不等C.方向不同，大小相等 D.方向相同，大小不等3、下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确是A. B.C. D.4、如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（）A.a一定带正电，b一定带负电 B.a的加速度减小，b的加速度增大C.a的电势能减小，b的电势能增大 D.a的动能减小，b的动能增大5、某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则()A.EP>EQ，φP>φQB.EP>EQ，φP<φQC.EP<EQ，φP>φQD.EP<EQ，φP<φQ6、如图所示，在x>0，y>0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则()A.初速度最小的粒子是沿①方向射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C.在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D.在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子二、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、某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1，n2．降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（）A.B.C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率8、中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中．当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系式为，式中的比例系数K称为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为n，电子量为e．则下列说法正确的是（）A.A的电势高于A′的电势B.A的电势低于A′的电势C.霍尔系数D.霍尔系数9、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，期间留有空隙。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（）A.不改变磁感应强度和交流电周期，该回旋加速器也能加速α粒子B.被加速的离子从电场中获得能量C.交变电场的变化周期是质子在磁场中运动周期的一半D.为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可将磁感应强度增大为原来的2倍10、如图纸面内金属圆环通过一绝缘细线OA悬挂在足够长的水平通电细直导线上，悬点O固定，下列各种情况中环中能产生感应电流的是A.使圆环在竖直平面内绕O点左右摆动B.使圆环在垂直纸面方向绕O点前后摆动C.使圆环以竖直线OA为轴转动D.使通电直导线中电流均匀增大三、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）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成油膜．这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．已知图中油酸膜的面积大约为4.2×10-2m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是__m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径大约是___m．（计算结果均保留两位有效数字）12．（12分）一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V，1.5W”的小灯泡的I-U图线,现有下列器材供选用：A．学生电源（直流9V）B．开关一个、导线若干C．电压表（0~3V，内阻约10KΩ）D．电压表（0~6V，内阻约10KΩ）E．电压表（0~15V，内阻约30KΩ）F．电流表（0~0．3A，内阻约0．3Ω）G．电流表（0~0．6A，内阻约0．4Ω）H．电流表（0~3A，内阻约0．6Ω）I．滑动变阻器（10Ω，2A）J．滑动变阻器（200Ω，1A）（1）实验中电压表应选______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______（用字母序号表示）；（2）在下面方框内画出实验电路图______：（3）对应实验电路图将实物连线补充完整________________；（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片的位置应在__________选填“a”、“b”或“ab正中间”）端。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】由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与正粒子的运动方向平行，则正粒子在磁场中不受洛伦兹力，正粒子重力又不计，则粒子做匀速直线运动。A．带电粒子速度大小一定改变`，与结论不相符，选项A错误；B．带电粒子速度方向一定改变，与结论不相符，选项B错误；C．带电粒子速度大小不变，与结论相符，选项C正确；D．带电粒子的运动轨迹为曲线，与结论不相符，选项D错误；故选C。2、B【解析】AC．由b点的电场线密集，a点的电场线稀疏，所以b点的场强大于a点的场强，即a、b两点的强度大小不等，AC错；BD．由a、b两点的场强方向是该点的切线方向知a、b两点的场强方向不同，B错，D对【点睛】本题学生明确电场线的疏密可表示场强的强弱，电场线的切线方向是该点的场强方向3、A【解析】左手定则：伸开左手，让拇指和其余四指垂直，并且都在一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向【详解】A、根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确；B、ab棒放置和磁场方向平行，不受安培力，B错误；C、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误；D、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误；故选A【点睛】本题重点考查学生利用左手定则判断安培力方向的能力4、B【解析】A．由运动轨迹如图可知，a、b做曲线运动，由于电场线方向未知，故a、b电性不能确定，故A错误；B．根据a、b两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度及电场线的疏密可知，b所处的电场线变密，电场强度变强，所受的电场力在增大，加速度在增大；a所处的电场线变疏，电场强度变弱，所受的电场力在减小，加速度在减小，故B正确；CD．根据图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，其动能都增大，其电势能都减小，故CD错误。故选B5、A【解析】本题考查电场线和电势【详解】据题意，从上图可以看出，P点所在位置电场线较密集，该位置电场强度也较大，则有：，沿电场线方向电势降低，则P点电势较高，有：6、D【解析】由，可知r的越大，V越大．由图知①的半径最大，则其速度最大，故AB错误因，则周期相同，则运动时间由偏转角度决定，由图知④的偏转角度最大，其时间最长，则C错误，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、AD【解析】AB．由变压器的电压比匝数之比，及，又因为线路电压损失，即，所以，A正确B错误；CD．由于远距离输电，导致线路电阻通电发热，而使功率损失，所以升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压；升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，C错误D正确8、BD【解析】根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定电势的高低．抓住电子所受的洛伦兹力和电场力平衡，结合电流的微观表达式求出霍尔系数的大小【详解】根据左手定则知，电子向A板偏转，则A的电势低于A′的电势，因为I=nevS=nevhd，解得，根据evB＝e，解得U=vhB＝，因为U=，则霍尔系数K=．故BD正确，AC错误．故选BD【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，注意偏转的是电子，掌握电流的微观表达式，结合洛伦兹力和电场力平衡进行求解9、BD【解析】A．带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据知，换用α粒子，粒子的比荷变化，在磁场中运动的周期变化，而不改变磁感应强度与交流电周期，加速电场的周期不变，破坏了回旋加速器的工作条件，从而不能加速α粒子，A错误；B．质子在磁场中所受的洛伦兹力对质子不做功，不能改变质子的动能，而电场可以改变质子的动能，所以质子不能从磁场中获得能，只能从电场中获得能量，B正确；C．电场的方向是周期性变化的，其周期与粒子在磁场中运动的周期相等，C错误；D．根据知则最大动能所以为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只调节D形盒的半径增大为原来的2倍，D正确。故选BD。10、ACD【解析】A、根据右手螺旋定则可知，离直导线越远磁场越弱，越近的磁场越强，当使圆环在竖直平面内绕O点左右摆动时，穿过环的磁通量会发生改变，会产生感应电流，故A正确；B、当使圆环在垂直纸面方向绕O点前后摆动时，穿过环的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；C、当使圆环以竖直线OA为轴转动时，穿过环的磁通量会发生改变，会产生感应电流，故C正确；D、当使通电直导线中电流均匀增大时，穿过环的磁通量增大，会产生感应电流，故D正确；故选ACD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】掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度【详解】每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：；油酸分子的直径：【点睛】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，关键掌握估算油膜面积的方法和求纯油酸体积的方法，注意保留有效数字．解答本题关键要建立这样的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小12、①.D②.F③.I④.⑤.⑥.a【解析】(1)[1]灯泡额定电压是6V，电压表选量程为6V的D；[2]灯泡额定电流I=则电流表选量程为0.3A的F；[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选择小电阻I；(2)[4]由于小灯泡的电阻值比较小，则电流表采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示；(3)[5]根据原理图实物连线如图所示(4)[6]为了安全和保护