河南省南阳市六校2023-2024 学年高二上学期1月期末考试物理试题

这是一份河南省南阳市六校2023-2024 学年高二上学期1月期末考试物理试题，共14页。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 和声波的传播类似，电磁波的传播也需要介质B. 均匀变化的电场产生恒定的磁场
C. 恒定的磁场产生恒定的电场D. 恒定的电场产生变化的磁场
【答案】B
【解析】
【详解】A．机械波传播需要介质，电磁波传播不需要介质，故A错误；
BCD．均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定电场，恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场，故B正确，CD错误。
故选B。
2. 如图所示的几种电器，工作原理与其他几个不同的是（ ）
A. 金属探测器B. 无线充电器
C. 高频焊接机D. 电热取暖扇
【答案】D
【解析】
【详解】金属探测器、无线充电器、高频焊接机工作原理均为电磁感应，电热取暖扇利用电流的热效应。
故选D。
3. 如图所示的交流电，前半周期为峰值是2V的正弦式交流电的四分之一周期，后半周期为峰值是1V的正弦式交流电的四分之一周期，则该交流电的电压有效值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设交流电压的有效值为，则根据焦耳定律，有
解得
故选A。
4. 如图所示，空间有一匀强磁场水平向右，一正方形导线框平行于磁场方向放置，已知导线粗细均匀，若该线框分别绕不同轴线以相同大小的角速度旋转，以下说法正确的是（ ）
A. 线框绕ac轴旋转，线框中不会产生交流电
B. 线框分别绕AB轴和CD轴从图示位置开始转动时产生的交流电相同
C. 若以ab为轴转动，不会产生周期性电流，但a、d两点间会有电势差
D. 沿AB方向观察，从图示位置开始线框分别绕ad轴和bc轴顺时针转动，线框中瞬间产生的感应电流方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A．绕ac转动时，回路磁通量变化，线框中有交流电产生，A错误；
B．绕AB轴转动时在线框中产生正弦式交流电，绕CD轴转动时，回路磁通量不变，无交流电产生，B错误；
C．若以ab为轴转动，线框无磁通量变化，不会产生交流电，但会在cb、da两端产生电动势，C正确；
D．以ad或bc为轴，根据楞次定律，电流方向均为，D错误。
故选C。
5. 如图所示，半径为R的圆形区域内有匀强磁场垂直于线圈所在平面向里，半径为R的圆形闭合导线框，从图示位置开始计时，在外力作用下以速度v匀速向右通过磁场。则下列判断正确的是（ ）
A. 在时间内线框中将会产生顺时针方向的电流
B. 整个过程中，外力先增大后减小
C. 感应电流的大小一直增大
D. 时，线框中感应电流最小
【答案】B
【解析】
【详解】在时间内，导体向右切割磁感线，产生逆时针电流，有效长度变大，电流越来越大，安培力增大，外力增大；在时间内，导体向右切割磁感线，产生顺时针电流，有效长度变小，电流越来越小，安培力减小，外力减小；综上所述，故ACD错误，B正确。
故选B。
6. 如图所示，圆形绝缘薄板均匀带电，圆心为O，过圆心的轴线上有三点A、B、C，，A点放置一电荷量为+Q的电荷，B点场强为零，静电力常量为k，则以下说法正确的是（ ）
A 薄板带正电
B. C点场强大小为，方向向左
C. C点场强大小为，方向向左
D. 薄板上的电荷在B点产生的场强大小为，方向向左
【答案】B
【解析】
【详解】AD．设薄板上电荷在B点产生的场强为，取向左为正，根据题意，B点的场强为0，则薄板在B点产生的场强与A点处的点电荷在B点处产生的场强大小相等方向相反，则有
解得
方向向右，则可知薄板带负电，故AD错误；
BC．由对称性可知，薄板在C点产生的场强为，而C点处的场强为薄板在C点处产生的场强与A点处的点电荷在C点处产生的场强的合场强，则可知C点场强为
方向向左，故B正确，C错误。
故选B。
7. 如图所示，电容器C的电容很大，电感线圈L的自感系数很大，直流阻值很小，、、为三只相同的小灯泡，已知在进行以下操作时三只小灯泡均不会被烧坏，则（ ）

A. 闭合开关的瞬间，最亮
B 闭合开关后，、、均逐渐变亮
C. 断开开关后，将会明暗相间直至熄灭
D. 断开开关后，中的电流方向一直向下逐渐减小到0
【答案】C
【解析】
【详解】AB．闭合电路的瞬间，电容器C充电，其充电电流逐渐减小到0，而由于线圈L对电流的阻碍作用，所在支路电流逐渐增大，逐渐变亮，所在支路随着电容器的充电，充电电流逐渐减小为0，逐渐变暗至熄灭，而在干路，因此闭合开关的瞬间，最亮，故AB错误；
CD．断开开关后，立即熄灭，、、电容器、线圈构成LC振荡电路，通过、的电流振荡减弱，明暗变化，最终熄灭，故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，图1中磁感应强度大小为，单匝正方形线框边长为L，电阻为r，绕轴按图示方向用时匀速转过90°；图2中磁感应强度大小为，导轨间距为L，有效电阻也为r的导体棒在外力作用下沿导轨向右匀速运动2L时，用时为，通过两回路的电荷量相等，其余部分电阻不计，各部分接触良好，则以下说法正确的是（ ）
A. 两磁场磁感应强度大小之比B. cd边所受最大安培力为
C. 点电势大于点电势D. 时间
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由
得
线圈转动，则有
ef右移2L时，有
电荷量相同，即
得
故A错误；
B．当转过时，cd边所受安培力最大，此时电动势为
而
感应电流
则最大安培力
故B正确；
C．由右手定则可知点电势大于点电势，故C正确；
D．时间、大小关系无法确定，故D错误。
故选BC。
9. 利用霍尔效应制成的霍尔元件工作原理如图所示，元件横截面直径为d，磁感应强度B垂直于霍尔元件的轴线向里，通入图示方向的电流I，M、N两点就会形成电势差，已知该元件单位体积内电子数为n，电子电荷量为e，下列说法中正确的是（ ）
A. 若为正电子导电，则
B. 若为负电子导电，则
C. 洛伦兹力对运动电子做正功，偏转电子的电势能增加
D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由左手定则知，若正电子导电，正电子会向上偏转
故A正确；
B．由左手定则知，若为负电子导电，负电子会向上偏转
故B错误；
C．洛伦兹力不对运动电子做功，故C错误；
D．由
得
故D正确。
故选AD
10. 如图所示电路中，电源电动势为、内阻为，，，电容器中一带电液滴恰好处于静止状态，理想电压表、示数分别为、，理想电流表示数为，当滑动变阻器触头向滑动后，下列说法正确的是（ ）
A. 带电液滴将会向下运动B.
C. 电容器带电荷量增大D. 电源输出功率增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】AC．当向端滑动后，减小，总电阻减小，示数减小，电容器的带电荷量减小，液滴受电场力减小，向下运动，C错误，A正确；
B．由闭合电路欧姆定律
得：
得
由欧姆定律得：
即
所以
B正确；
D．当越接近电源内阻r时，电源输出功率越大，故电源的输出功率增大，D正确。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图1所示，两个线圈绕同一铁芯上，整个装置固定于水平面内，给线圈1通以如图2所示正弦式电流，图示电流方向为正方向，线圈可在导轨上自由滑动，则时，ab将会向_____铁芯方向运动；则时，ab将会向_______铁芯方向运动。（均填“靠近”或“远离”，不计所有阻力）
【答案】 ①. 靠近 ②. 远离
【解析】
【详解】[1][2]时，电流正向增大，原线圈产生向左增大的磁场，由楞次定律得：副线圈中电流为由向，由左手定则知，ab导体棒靠近铁芯；同理， 时，电流反向增大，原线圈产生向右增大的磁场，由楞次定律得：副线圈中电流为由向，ab将会远离铁芯。
12. 为了测量一个电压表的内阻，设计了如图1所示实验电路，可供选择的器材有：
电源（电动势6V，内阻约为0.5Ω）
电源（电动势18V，内阻约为2Ω）
待测电压表（量程0~10V，内阻大约为3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值3000Ω）
滑动变阻器（最大阻值50Ω）
电阻箱R（阻值范围0~9999Ω）
开关两个，导线若干
（1）为了尽可能准确测量，本实验应该选用的电源为______（填“”或“”），滑动变阻器应选用______（填“”或“”）。
（2）闭合开关、前，滑动变阻器触头P应位于_____（填“a”或“b”）端，闭合开关、，然后调节滑动变阻器，使电压表示数为8V，保持不动，断开，调节电阻箱，使电压表示数为6V，电阻箱的示数如图2所示，_____，则待测电压表内阻为_______，该测量值_______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】 ①. ②. ③. a ④. 992 ⑤. 2976 ⑥. 大于
【解析】
【详解】（1）[1][2]由于待测电压表量程为0~10V，为了提高精确度，应尽量保证测量电路电压不变，即尽可能减小滑动变阻器左端接入电阻，电源选，滑动变阻器选；
（2）[3][4][5][6]闭合开关之前，应使测量电路部分电压最小，故应位于端；开关断开前后，图2的读数为。测量电路满足
解得
开关断开后，测量电路部分电压变大，导致计算出的偏大。
13. 如图所示，光滑平行导轨与水平面成角置于匀强磁场中，下方磁感应强度大小为，方向垂直斜面向上，导轨间距为L；上方磁感应强度大小为，方向垂直斜面向下，导轨间距为2L，导轨足够长且电阻不计。质量均为m的导体棒ab和cd垂直于导轨放置。ab棒接入电路的电阻为，cd棒接入电路的电阻为，两棒始终在对应的导轨部分运动。为使cd棒沿斜面向下以速度（未知）匀速运动时，ab棒恰好静止，重力加速度为g，计算的大小。
【答案】
【解析】
【详解】对ab棒受力分析
由闭合电路欧姆定律
对cd棒
解得
14. 如图所示，理想变压器的输入电压为，电阻，，理想电压表示数为，理想电流表示数，已知电动机正常工作，内阻。求：
（1）理想变压器的原、副线圈匝数比；
（2）电动机输出功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）副线圈电压为
由
得
（2）由
得副线圈电流为
电动机电流为
由能量守恒得，电动机输出功率
即
代入数据得
15. 如图所示，匀强电场方向竖直向上，O、P是匀强电场中两点，O、P连线与电场线平行，O、P之间的电势差为U。有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球用绝缘丝线系住静止在O点，某时刻剪断细线，小球从静止开始向上运动，当上升到P点时，撤去电场，最后小球返回到O点。已知小球从O上升到P的时间为从O点开始运动至返回到O点所用时间的一半。重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求：
（1）小球从O上升到P过程加速度的大小；
（2）电场强度大小以及O、P间的距离。

【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）设小球从上升到过程加速度大小为，电场力作用时间为
小球到达点时的速度
撤去电场后，由于惯性小球继续上升，做竖直上抛运动，从返回其位移为
根据竖直上抛运动规律
解得
（2）设电场强度为，小球从上升到过程，根据牛顿第二定律
解得电场强度
在匀强电场中