湖南省常寧一中2023年高二物理第一學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析

湖南省常寧一中2023年高二物理第一學(xué)期期末經(jīng)典試題考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，一帶電粒子進(jìn)入一固定的正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，沿圖中實(shí)線軌跡從a運(yùn)動(dòng)到b，a、b兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為ra、rb（ra＞rb），不計(jì)粒子的重力，則可知rA.運(yùn)動(dòng)粒子帶負(fù)電B.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C.a到b的過程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功D.a到b的過程中，粒子動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小2、如圖所示是一個(gè)示波管工作的原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h，兩個(gè)平行板間距離為d，電勢(shì)差為U，板長(zhǎng)為l，每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量（）叫示波管的靈敏度，若要提高其靈敏度。可采用下列哪種辦法（）A.增大兩極板間的電壓B.盡可能使板長(zhǎng)l做得短些C.盡可能使板間距離d減小些D.使電子入射速度v0大些3、如圖所示，豎直線MN∥PQ，MN與PQ間距離為a，其間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，O是MN上一點(diǎn)，O處有一粒子源，某時(shí)刻放出大量速率均為v(方向均垂直磁場(chǎng)方向)、比荷一定的帶負(fù)電粒子(粒子重力及粒子間的相互作用力不計(jì))，已知沿圖中與MN成θ＝60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為()A. B.C. D.4、在某控制電路中，需要連成如圖所示的電路，主要由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩個(gè)指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)逆時(shí)針滑向a端時(shí)，下列說法中正確的是()A.L1、L2兩個(gè)指示燈都變亮B.L1、L2兩個(gè)指示燈都變暗C.L1變亮，L2變暗D.L1變暗，L2變亮5、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()A.由B＝知，B與F成正比，與IL成反比B.若長(zhǎng)為L(zhǎng)、通有電流為I的導(dǎo)體在某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為C.由B＝知，若一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力，則說明該處一定無磁場(chǎng)D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向6、如圖，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，半徑OC與OB夾角為60°．一電子以速率v從A點(diǎn)沿直徑AB方向射入磁場(chǎng)，從C點(diǎn)射出．電子質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子重力，下列說法正確的是（）A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D.若電子速率變?yōu)椋砸獜腃點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、小型發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈從圖示位置以角速度ω繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，下列說法正確的是()A.若從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2Ne0sinωtB.從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2Ne0cosωtC.發(fā)電機(jī)線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是D.發(fā)電機(jī)線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是8、如圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下．當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（但未插入線圈內(nèi)部），下列判斷正確的是（）A.磁鐵與線圈相互排斥B.磁鐵與線圈相互吸引C.通過R的感應(yīng)電流方向?yàn)閺腶到bD.通過R的感應(yīng)電流方向?yàn)閺腷到a9、如圖所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2。今有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從MN上的P點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中，其運(yùn)動(dòng)軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線。則以下說法正確的是（）A.電子的運(yùn)行軌跡為PDMCNEB.電子運(yùn)行一周回到P用時(shí)為T=C.B1=2B2D.B1=4B210、如圖，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R，電源的內(nèi)阻r<R，c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)．閉合開關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng)，下列說法正確的是()A.R2消耗功率變小B.R3消耗的功率變大C.電源輸出的功率變大D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，由于電源內(nèi)阻較小，電壓表示數(shù)變化不明顯，作出的U－I圖象如圖甲中A所示，這對(duì)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果將引入較大誤差，為了解決此問題，某同學(xué)在電路中串聯(lián)了一定值電阻R＝7Ω(如圖乙)，作出的U－I圖象如圖甲中B所示①則此電源的電動(dòng)勢(shì)大小為________V，內(nèi)阻為________Ω②如圖所示，是甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路．電路中R1、R2為已知阻值的電阻．下列說法中正確的是（）A．只有甲同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻B．只有乙同學(xué)設(shè)計(jì)的電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻C．只有丙同學(xué)設(shè)計(jì)電路能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻D．三位同學(xué)設(shè)計(jì)的電路都能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻12．（12分）如圖甲所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道向下?，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。桿的質(zhì)量m=______kg，桿的加速度a=_________m/s2。四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小15．（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】A．根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向向左彎曲，可知粒子受到排斥力，則帶電粒子帶正電，故A不符合題意；B．由公式，由于ra＞rb，可知，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，故B不符合題意；C．a(chǎn)到b的過程中，電場(chǎng)力方向與粒子的速度方向成鈍角，對(duì)粒子做負(fù)功，故C符合題意；D．粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，只有電場(chǎng)力做功，所以動(dòng)能與電勢(shì)能總和不變，故D不符合題意。故選C。2、C【解析】設(shè)電子的電量為q，質(zhì)量為m，加速度為a，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)間偏轉(zhuǎn)量所以示波管的靈敏度通過公式可以看出，提高靈敏度可以采用的方法是：加長(zhǎng)板長(zhǎng)l，減小兩板間距離d和減小入射速v0。故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3、C【解析】當(dāng)速度方向與MN夾角θ=60°時(shí)，粒子恰好垂直PQ方向射出磁場(chǎng)，所以，粒子運(yùn)動(dòng)半徑由粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力作向心力可得，解得①；當(dāng)θ=0°時(shí)，如圖所示，可知粒子打在PQ上的位置為O點(diǎn)水平線上方處；當(dāng)θ增大時(shí)，粒子打在PQ上的位置下移，知道粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與PQ相切時(shí)，如圖所示，可知粒子打在PQ上的位置為O點(diǎn)水平線下方處；當(dāng)θ繼續(xù)增大直到180°，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與PQ不相交，直接從MN上射出，且在MN上的出射點(diǎn)不斷上移直到O點(diǎn)，所以，若只改變粒子速度方向，使θ角能在0°至180°間不斷變化，則PQ邊界上有粒子射出的區(qū)間長(zhǎng)度為；若只改變粒子速度方向，使θ角能在0°至180°間不斷變化，則粒子運(yùn)動(dòng)半徑不變，那么粒子運(yùn)動(dòng)周期不變，所以，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)越長(zhǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的越長(zhǎng)，由D的分析可知，當(dāng)粒子的出射點(diǎn)在PQ上時(shí)，粒子的弦長(zhǎng)可取[a，2a]的任意值；當(dāng)粒子的出射點(diǎn)在MN上時(shí)，粒子的弦長(zhǎng)可取的任意值；所以，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弦長(zhǎng)最大可取，此時(shí)對(duì)應(yīng)的中心角φ=120°，所以聯(lián)立①式子可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間，故C正確4、B【解析】當(dāng)電位器向a段滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻減小，干路電流增大，所以內(nèi)電壓增大，路段電壓減小，所以燈L1變暗；通過電阻R1的電流變大，所以電位器兩端的電壓減小，即通過燈L2兩端的電壓減小，所以燈L2變暗，故ACD錯(cuò)誤，B正確．故選B5、D【解析】在磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度有強(qiáng)弱，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度來描述強(qiáng)弱，B反映本身的強(qiáng)弱，與放入磁場(chǎng)中的檢驗(yàn)電流無關(guān)．將通電導(dǎo)線垂直放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)所受安培力為最大，平行磁場(chǎng)放置時(shí)受安培力為零【詳解】磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是由磁場(chǎng)本身決定的，與放入磁場(chǎng)是F、IL無關(guān)，故A錯(cuò)誤．若長(zhǎng)為L(zhǎng)、通有電流為I的導(dǎo)體在某處受到的磁場(chǎng)力的最大值為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)通電導(dǎo)體平行放在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力F等于0，但磁場(chǎng)并一定為零．故C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向，選項(xiàng)D正確；故選D.【點(diǎn)睛】磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL可知，是屬于比值定義法，且導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中．即B與F、I、L均沒有關(guān)系，它是由磁場(chǎng)的本身決定6、B【解析】A.根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故A錯(cuò)誤；B.由題意得，電子的運(yùn)動(dòng)半徑恰好等于，解得，故B正確；C.運(yùn)動(dòng)周期，電子在圓形區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故C錯(cuò)誤；D.電子的運(yùn)動(dòng)半徑恰好等于，若電子速率變?yōu)?，仍要從C點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?，故D錯(cuò)誤；二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ACD【解析】結(jié)合中性面的特點(diǎn)可知從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；由法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均電動(dòng)勢(shì).【詳解】A、B、矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，所以N匝矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是2Ne0,線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于0，所以從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emsinωt=2Ne0sinωt；故A正確，B錯(cuò)誤.C、在線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°過程中，單匝線圈上的磁通量的變化量，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是；故C正確.D、發(fā)電機(jī)線圈從垂直中性面位置轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過程中，磁通量的變化量，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是；故D正確.故選ACD.【點(diǎn)睛】本題考查了交流電產(chǎn)生的原理和最大值、平均值的關(guān)系，知道整個(gè)矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和.8、AC【解析】由“來拒去留”可知，磁鐵靠近線圈，則磁鐵與線圈相互排斥，故A正確，B錯(cuò)誤；由題目中圖可知，當(dāng)磁鐵豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁場(chǎng)方向向下增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向上，則由右手螺旋定則可知電流方向從a經(jīng)過R到b．故C正確，D錯(cuò)誤、故選AC點(diǎn)睛：在判斷電磁感應(yīng)中磁極間的相互作用時(shí)可以直接利用楞次定律的第二種表示：“來拒去留”直接判斷，不必再由安培定則判斷線圈中的磁場(chǎng)，再由磁極間的相互作用判斷力的方向9、AC【解析】A．根據(jù)左手定則，可知電子的運(yùn)行軌跡為PDMCNE，A正確；B．由圖可知，電子在B1磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)了一周，在B2磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)了半周，因此電子運(yùn)行一周回到P用時(shí)B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)又由圖像可知因此可得B1=2B2C正確，D錯(cuò)誤故選AC。10、CD【解析】本題考查閉合電路歐姆定律的綜合動(dòng)態(tài)分析問題的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)【詳解】把等效電路畫出，如圖設(shè)，，則當(dāng)時(shí)，有最大值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng)時(shí)，減小，增大，易得：減小，減小，增大，故電源內(nèi)阻消耗的功率=增大，故D正確=減小，減小，故=減小，故B錯(cuò)誤而增大，故=減大，故A錯(cuò)誤根據(jù)電源輸出功率與的關(guān)系圖可知，當(dāng)，減小電源輸出功率越大，故C正確；三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.（1）1.5V②.0.5Ω③.（2）D【解析】（1）由圖示電源的U-I圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，R總=R+r=，則電源內(nèi)阻：r=R總-R=7.5Ω-7Ω=0.5Ω；（2）要測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，只需根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩個(gè)方程即可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；圖甲中可由E=I（R+r）列式進(jìn)行計(jì)算；圖乙可用E=U+r進(jìn)行列式計(jì)算；圖丙可用E=U+Ir進(jìn)行列式計(jì)算；故三個(gè)電路均可求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；故選D12、①.0.1kg②.10m/s2【解析】[1][2]導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv=Blat閉合回路中的感應(yīng)電流為由安培力公式和牛頓第二定律得