云南省曲靖市民族中学2022-2023学年高二上学期期末物理试卷(含答案)

曲靖市民族中学2022-2023学年高二上学期期末物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1．下面物理关系单位中，正确的是（     ）

A．1T=1N·A·m      B．1Wb=1T·㎡       C．1V＝1Wb・s      D．1V=1T·m/s

2．如图所示，理想变压器原、副线圈各接一个电阻和，原线圈中接有220V交流电源，此时两只电阻上的电压都是20V。设变压器原、副线圈的匝数比为，电阻和消耗的功率之比为，则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

3．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，P、Q为MN连线上两点，且MP＝PN＝NQ，则下面说法正确的是（）

A．磁感应强度Bp＞BQ

B．磁感应强度Bp＜BQ

C．将同一电流元分别放置于P、Q两点、所受安培力一定有Fp＞Fq．

D．将同一电流元分别放置于P、Q两点，所受安培力一定有Fp<Fq

4．质量为m，长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示，则下列关于导体棒中的电流分析正确的是（　　）

A．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为

C．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为

D．导体棒中电流垂直纸面向里，大小

5．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图2所示．此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻，下列说法正确的是

A．交变电流的周期为0.125s

B．交变电流的频率为8Hz

C．交变电流的有效值为A

D．交变电流的最大值为4A

6．将粗细均匀的直导线弯折为导线框abcdef；各边长度如图所示，使线框以速度v匀速通过图示的匀强磁场区域，磁场宽度为2L，磁感应强度为B，从bc边进入磁场左边界开始计时，则在线框通过磁场的过程中，ab段导线的电压Uab与线框移动距离x的关系，正确的是（　　）

A．B．C． D．

7．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将有感应电流产生（　　）

A．向右做匀速运动 

B．向右做加速运动

C．静止不动 

D．向左做匀速运动

8．在如图所示的电路中两电表都为理想电表，灯泡甲、乙的阻值不变。现将开关S闭合，电路中的电流稳定后，将滑动变阻器R的滑片P向a端缓慢移动一小段距离，再次稳定后，下列说法正确的是（　　）

A．两个电表的示数都变小 

B．电容器两端的电压变小

C．电容器所带的电荷量增加 

D．甲灯泡的功率增大，乙灯泡功率减小

二、多选题(共16分)

9．如图，空间中有等量异种点电荷产生的电场，O点是两点电荷连线的中点。一个带负电的粒子（不计重力）在某除电场力以外的力F的作用下沿过O点的直线做匀速运动，先后经过A、B两点，。则在粒子从A往B运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．粒子电势能增加 

B．力F对粒子做正功

C．力F是恒力 

D．力F在A、B两点等大反向

10．如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示．粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是（     ）

A．粒子带负电

B．能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度

C．粒子打在S板上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

D．打在同一点的粒子，在磁场中运动的时间相同

11．如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω。闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A，以下说法正确的是（　　）

A．电动机的输出功率为14W 

B．电动机两端的电压为7V

C．电动机产生的热功率为4W 

D．电源输出的电功率为20W

12．如图，足够长的绝缘棒竖直固定放置，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于竖直平面向里，一带正电的小圆环套在竖直杆上，小圆环质量为m，电量为q，与杆之间的动摩擦因数为μ，将小圆环由静止释放，下落高度h后运动达到稳定，则小圆环从开始运动到速度刚刚达到稳定的这一过程中，下面说法正确的是（     ）

A．小圆环运动的最大加速度等于g

B．小圆环运动的最大速度等于

C．从下落到稳定，小圆环所用时间小于

D．从下落到稳定，由于摩擦产生的热量等于mgh-

三、实验题(共15分)

13．（7分）利用如图所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻：

(1)现有电流表(量程0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表(量程0～15V)

B．电压表(量程0～3V)

C．滑动变阻器(0～50Ω)

D．滑动变阻器(0～500Ω)

实验中电压表应选用        ，滑动变阻器应选用________．(选填相应器材前的字母)

(2)某位同学记录的6组实验数据如下表所示，6组数据的对应点已经标在坐标纸上，请画出U－I图线.

(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω．

14．（8分）某同学想测量一个圆柱体元件的电阻率．部分实验步骤如下：

（1）先使用游标卡尺测量圆柱体的长度，如图甲所示，则长度L = ____cm再用螺旋测微器测量圆柱体的直径，如图乙所示，则直径D＝___mm

（2）然后该同学利用图丙的电路测量该元件的电阻，电路中电源电动势E、定值电阻R为已知，Rx为待测元件，S1为单刀单置开关，S2为单刀双置开关．实验操作如下:

①先将闭合S1，将S2接a，读出电流表读数为I1

②再将S1接b，读出电流表读数为I2。

若电源内阻和安培表内阻不能忽略，则待测元件电阻的表达式为Rx＝___ (用已知量和测量量的字母表示）

（3）若电源内阻变大，仍用上述方法测量待测元件的电阻Rx，则测量结果将____（“偏大”“偏小”、“无影响”）。

四、解答题(共47分)

15．（10分）如图所示，在的空间中存在沿轴方向的匀强电场（未画出）；在的空间中存在匀强磁场（未画出），磁场方向垂直平面。一电荷量为、质量为m的带电粒子，经过轴上处的点时速率为，方向沿轴正方向；然后经过轴上处的点进入磁场；运动到轴上点时，带电粒子的运动方向沿轴负方向。不计粒子重力，求：

（1）粒子到达点时的速度大小和方向；

（2）粒子从点运动到点的总时间。

16．（12分）如图所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电场（未画出），质量为、底面粗糙的绝缘半圆形槽放置于匀强电场中，槽内有一半径为的竖直半圆形绝缘光滑轨道，其直径水平。一质量为m的带电小滑块（可视为质点）自处由静止开始沿轨道滑下，滑到最低点的另一侧，到达点时速度刚好为零，此时小滑块和圆心的连线与竖直方向的夹角。在小滑块滑动过程中，半圆形槽始终保持静止。已知重力加速度大小为g，求：

（1）小滑块所受电场力的大小和方向；

（2）小滑块滑到半圆形轨道最低点时，小滑块对半圆形槽的压力；

（3）小滑块在滑动过程中对轨道的压力最大值。

17．（12分）如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨间距为L＝0.4m，两导轨组成的导轨平面与水平面的夹角为θ＝37°．导轨上端连接一阻值为R=0.2Ω的电阻，空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场．质量为m=0.2kg, 电阻为r＝0．2Ω的导体棒ab跨在两导轨上并与导轨接触良好．t＝0时刻开始，导体棒在平行导轨向下的力F作用下由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动，力F随时间t变化的图像如图乙所示．但导体棒始终做匀加速运动．若0～1s内电阻R产生的热量为1.07J，取g=10m／s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求:

（1）匀强磁场的磁感应强度

（2）0～1s内拉力F做的功

（3）2s内通过电阻R的电荷量．

18．（15分）如图所示，光滑直杆AC与水平面成37°角，C点距地面高度为h=0.8m，地面上的P点处于C点的正下方。有一质量m=0.4kg的光滑小环套在直杆上,以速度v0= 5m/s沿杆匀速下滑，且小环始终受到水平向右的恒力F作用。取g= 10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8。 求:

（1）小环受到水平恒力F的大小;

（2）小环离开杆后经过多长时间到达地面;

（3）小环的落地点与P点之间的距离。

参考答案：

1．B

【详解】根据B=F/IL可知1T=1N/A·m，选项A错误；根据φ=BS可知，1Wb=1T·m2，选项B正确；根据可知，1V＝1Wb/s，选项C错误；根据E=BLv可知，1V=1T·m∙m/s，选项D错误；故选B.

2．A

【详解】原线圈接220V的电压，而两端的电压为20V，所以理想变压器输入端的电压为，输出端的电压为，根据原副线圈电压比等于匝数比可得

解得

电阻和消耗的功率之比为，即

因为

，

联立解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

3．A

【详解】AB．根据右手定则可知，M在P的磁场方向向上，N在P点的磁场也向上，则叠加后P点合磁场向上；M在Q的磁场方向向上，N在Q点的磁场向下，则叠加后Q点的合磁场向下，且小于P点的磁场大小，选项A正确，B错误；

CD．电流元所受的安培力的大小与电流元的放置方向有关，则无法比较同一电流元分别放置于P、Q两点所受安培力的大小，选项CD错误．

4．C

【详解】平衡时导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力和水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等，方向相反，由平衡条件得

解得

再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里。

故选C。

5．C

【分析】从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．

【详解】A．图可知，交流电周期T=0.250s，故A错误；

B．交流电周期T=0.250s，交变电流的频率为，故B错误；

CD．由图可知，交流电的最大电压Um=20V，所以交变电流的最大值为，所以交变电流的有效值为，C正确D错误．

【点评】本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解．

6．A

【详解】设线圈总电阻为R；当线圈从进入磁场开始在0~L范围内，电流方向逆时针，电动势E＝BLv，则

在L~2L范围内，电流方向逆时针，电动势E＝2BLv，则

在2L~3L范围内，电流方向顺时针，电动势E＝BLv，则

在3L~4L范围内，电流方向顺时针，电动势E＝2BLv，则

综上所述，故选A。

7．B

【详解】要使线圈c中有感应电流产生，必须使穿过线圈c的磁通量发生变化。当导体棒ab做匀速运动或静止时，穿过线圈c的磁通量均不变，故线圈 c中均不能产生感应电流；当导体棒ab做变速运动时，切割磁感线产生的感应电流大小发生了变化，使得穿过线圈c的磁通量发生变化，因此能够产生感应电流。

故选B。

8．C

【详解】A．滑动变阻器R的滑片P向a缓慢滑动一段距离，电容器相当于断路，R接入电路的阻值变大，回路中总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，由欧姆定律可知电流表的电流减小，电压表示数变大，故A错误；

BC．路端电压增大，电容器两端电压增大，由

得U增大，Q增大，故B错误；C正确；

D．由于甲灯所在支路的电流为零，甲灯不亮，流过灯泡乙的电流减小，功率减小，故D错误；

故选C。

9．AB

【详解】A．在粒子从A往B运动的过程中，由于粒子为负电荷往低电势运动，电势能增加，选项A正确；

B．粒子电势能增加，则电场力做负功，又粒子做匀速运动，动能不变，则F做正功，选项B正确；

C．粒子做匀速运动，合外力始终为零，而电场力是变力，则F也是变力，选项C错误；

D．由对称性可知两处电场力大小相同，方向相同，而拉力与电场力等大反向，所以两处力应等大同向，选项D错误。

故选AB。

10．BD

【详解】A．带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电．故A错误；

B．粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有：qE=qvB．则v=E/B，即能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的速度，选项B正确；

C．经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据 知，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，则半径越小，粒子的比荷越大，故C错误；

D．打在同一点的粒子，在磁场中运动的半径相同，又因为速度也相同，则时间相同，选项D正确．

11．BD

【详解】AB．根据题意，由电路图可知流过电动机与定值电阻R0的电流相等，大小等于电流表示数2.0A．由闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压的大小为

电动机的输出功率为

故A错误，B正确；

C．电动机的热功率为

故C错误；

D．电源的输出功率为

故D正确。故选BD。

12．ABD

【详解】A．开始运动时，圆环只受重力作用，加速度最大，且等于g，选项A正确；

B．当达到最大速度时，摩擦力与重力平衡，即：，解得，选项B正确；

C．从下落到稳定，小圆环的加速度的平均值小于g，则所用时间大于，选项C错误；

D．由能量关系可知，从下落到稳定，由于摩擦产生的热量等于，选项D正确．

13．     B  C          1.50(1.49～1.51)     0.83(0.81～0.85)

【详解】（1）一节干电池的电动势约为1.5V,则实验中电压表应选用B，滑动变阻器应选用C即可；（2）U－I图线如图：

（3）根据图线可得出干电池的电动势E＝1.5V，内电阻．

14．     4.245cm     1.845mm          无影响

【详解】（1）[1] 游标卡尺的主尺读数为42mm，游标读数为

9×0.05mm=0.45mm

所以最终读数为

=42.45mm=4.245cm

[2] 螺旋测微器固定刻度为1.5mm，可动刻度为

0.01×34.5=0.345mm

所以最终读数为

1.845mm．

（2）[3] 将S2接a，电流表读数为I1，由闭合电路欧姆定律得

将S1接b，电流表读数为I2，由闭合电路欧姆定律得

联立解得

（3）[4]因为

 若电源内阻变大，仍用上述方法测量待测元件的电阻Rx，则测量结果无影响。

15．（1），与水平方向成45°角并斜向右下方；（2）

【详解】（1）依题意，知粒子在电场中做类平抛运动，有

联立解得

可得，即速度与水平方向成45°角并斜向右下方；

（2）粒子进入磁场中，做匀速圆周运动，由几何关系可知

从B点到C点对应的弧度

由

且

联立得粒子从点运动到点的总时间

16．（1），方向水平向右；（2），方向竖直向下；（3）

【详解】（1）小滑块由Q滑至B点，由动能定理有

解得

方向水平向右。

（2）小滑块由Q滑至A点，由动能定理有

在A点对小滑块受力分析，在竖直方向由牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律有，在A点小滑块对半圆形轨道的压力大小为

方向竖直向下

（3）小滑块在滑动过程中速度最大时对轨道的压力最大，此位置在等效合力最低点（弧QB中间位置），由几何关系可知

在小滑块由Q滑至最大速度位置的过程中，由动能定理有

由牛顿第二定律得

解得

17．（1）（2）（3）

【详解】（1）0时刻，；所以；

当t=1s时，；

当t=1s时，；

；由上式可得．

（2）由动能定理:

      有

（3）；   代入数据有

18．（1）3N；（2）；（3）0.65m

【详解】（1）设直杆与水平方向夹角为，小环沿杆匀速下滑，合力为零，小环所受的水平恒力向右，大小为

（2）小环离开杆后做曲线运动，将曲线运动分解在水平与竖直方向，根据牛顿第二定律得

竖直方向由速度位移方程

由速度时间方程得

联立解得

（3）水平方向由位移时间关系为

代入数据，解得