2023年福建省闽侯第二中学等五校教学联合体物理高二第一学期期末考试试题含解析

2023年福建省闽侯第二中学等五校教学联合体物理高二第一学期期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、关于静电场，下列说法正确的是（）A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零点，电势一定为零C.同一电场线上的各点，电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加2、匀强磁场中一个运动的带电粒子，运动速度v方向如图所示，下列说法正确的是()A.若粒子带负电，所受洛伦兹力的方向向下B.若粒子带正电，所受洛伦兹力的方向向下C.若粒子带负电，运动速率v一定减小D.若粒子带正电，运动速率v一定增大3、如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是（）A.3.5A B.3.5AC.5A D.5A4、如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，现令磁感应强度B随时间t变化，先按图所示的Oa图线变化，后来又按bc和cd变化，令、、分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则下列正确的是（）A.E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.E1＜E2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向CE2＜E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向D.E2＝E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向5、如图所示，可视为质点的带正电小球，质量为m，用长为L的绝缘轻杆分别悬挂在（甲）重力场、（乙）悬点O处有正点电荷的静电场、（丙）垂直纸面向里的匀强磁场中，且偏角均为θ（θ＜10°）．当小球均能由静止开始摆动到最低点A时，下列说法正确的是（）A.三种情形下，达到A点时所用的时间相同B.三种情形下，达到A点时轻杆的拉力相同C.三种情形下，达到A点时的向心力不同D.三种情形下，达到A点时的动能不同6、如图所示为研究电磁感应现象的一个实验装置图,在螺线管两侧分别放置两个条形磁铁,螺线管导线接灵敏电流表构成闭合回路．下列说法正确的是A.右边磁铁S极向右转动过程，有感应电流从a至b通过电流表B.右边磁铁S极向右转动的过程，有感应电流从b至a通过电流表C.左边磁铁N极向左转动的过程，有感应电流从b至a通过电流表D.右边磁铁S极向右转动、同时从左边磁铁N极向左转动的过程，有感应电流从b至a通过电流表二、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、如下图所示，质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，当有电流通过细杆，细杆恰好静止于导轨上．细杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是A. B.C. D.8、铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．如图所示，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，下列说法中正确的是A.采用增大交变电流的频率，可使焊接效果越好B.采用增大感应线圈电阻值，可使焊接效果越好C.采用金属电阻率越小的管道材料，焊接效果越好D.感应线圈中通以正弦交流电，在管道中产生的涡流也是交流电9、如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么电子在电场中可能做（）A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动10、如图所示,空间存在一匀强电场,其方向与水平方向夹角为30°,A、B连线与电场线垂直,一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球最终落在C点,速度大小仍为v0，且AB=BC，则下列说法中正确的是（）A.电场强度方向沿电场线斜向上B.电场强度大小为C.此过程小球增加的电势能等于D.小球在运动过程中下落的高度为三、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）潍坊高铁北站于2018年12月26日正式投入使用，启用前安装电磁设备时，为减少地磁场的影响，技术人员用霍尔元件做成的设备测地磁场B的大小和方向，该设备的示意图如图所示，设备的MN端边沿东西方向、NQ沿南北方向置于水平地面上，通入沿NQ自南向北方向的恒定电流I后，电压表有读数；以MN为轴，缓慢向上抬高PQ端，电压表示数发生变化，当它与地面成85°角时，电压表读数最大为U．若该霍尔元件的载流子M为自由电子，电量为e，单位体积内的自由电子个数为n，MN和PQ两端的截面积均为s，MN＝PQ＝d．则该处的地磁场B＝_____；方向_____；该元件电势高的一侧是_____（填“MP”或“NQ”）。12．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，有以下器材：小灯泡L(3V，0.6A)滑动变阻器R(0～10Ω)电压表V1(0～3V)电压表V2(0～15V)电流表A1(0～0.6A)电流表A2(0～3A)铅蓄电池、开关各一个，导线若干（1）为了减小误差，实验中应选电流表______________，电压表____________.（2）在图虚线框内按要求设计实验电路图。（）（3）现已描绘出该灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将该元件与5Ω的定值电阻串联，再接在一个电动势为3V，内阻不计的电源上，则该元件的消耗的功率为_________W。（保留2位有效数字）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、D【解析】电势等于0的点是人为选择的，电势等于零的物体可能带电．故A错误；电势等于0的点是人为选择的，而电场强度是由电场本身决定的，电场强度为零的点，电势可能为零，也可能不为0；如等量同种点电荷连线的中点处，场强等于0，而电势不等于0．故B错误；沿电场线的方向，电势降低，所以同一电场线上的各点，电势一定不相等．故C错误；负电荷沿电场线方向移动时，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，电荷电势能增大．故D正确．故选D.点睛：加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，知道电场强度与电势分别描述电场的两个不同方面的性质，二者没有直接的关系，沿电场线的方向，电势降低2、B【解析】由左手定则可知，若粒子带负电，所受洛伦兹力的方向向上；若粒子带正电，所受洛伦兹力的方向向下，选项B正确，A错误；因洛伦兹力不做功，故无论是正电还是负电，粒子的速率都是不变的，故选项CD错误；故选B.考点：左手定则【名师点睛】此题是对左手定则的考查；要知道判断带电粒子在磁场中的受力方向用左手定则，注意四指指正电荷的运动方向或者负电荷运动方向的反方向，这是易错点；洛伦兹力对带电粒子是不做功的.3、C【解析】交流电流的有效值的定义有解得，选项C正确，ABD错误。故选C。4、A【解析】由法拉第电磁感应定律可知：在图像中，斜率，由图像可知，Oa段中磁感强度B的变化率较小，bc和cd段中磁感强度B的变化率为相同，所以有：；由图可知，Oa段磁场方向垂直纸面向里，B增大，则磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面向外，再根据安培定制可判断，I1沿逆时针方向；同理，可判断I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向，综上可知A正确；故选A。5、A【解析】分别对三种情况受力分析，根据受力情况确定各力做功情况，根据动能定理即可明确到达A点的速度关系，再根据向心力公式明确向心力及绳子上的拉力，根据运动情况即可确定时间关系【详解】三种情况下均只有重力做功，因此由动能定理可知，它们到达最底点时的速度相同，因此达到A点时的动能相同；根据向心力公式可知，它们在A点需要的向心力相同；但由于乙受到库仑力，而丙受到洛伦兹力，因此三种情况下绳子上的拉力不相同；由于运动任意对应的时刻的速度均相同，因此达到A点的时间一定相同故只有A正确，BCD错误故选A【点睛】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动及受力情况，要注意明确洛伦兹力永不做功，同时注意电场力做功的性质6、A【解析】根据题图和“研究电磁感应现象”可知，考查了电磁感应现象以及楞次定律．根据楞次定律结合产生感应电流的条件，即可判断【详解】AB、在题图所示的情景中，原螺旋管内部的磁感应强度方向沿螺线管向右，当右边的磁铁S极向右转动的过程中，螺线管的磁通量变小，根据楞次定律，感应磁场的方向向右，由安培定则可得，有感应电流从a至b通过电流表，故A正确B错误；C、当左边的磁铁N极向左转动的过程，螺线管的磁通量变小，根据楞次定律，感应磁场的方向向右，由安培定则可得，有感应电流从a至b通过电流表，故C错误；D、右边磁铁S极向右转动、同时从左边磁铁N极向左转动的过程，螺线管的磁通量变小，根据楞次定律，感应磁场的方向向右，由安培定则可得，有感应电流从a至b通过电流表，故D错误【点睛】掌握楞次定律的应用，注意磁通量与磁通量变化的区别二、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、CD【解析】通过受力分析，根据杆子所处的状态为平衡状态，合力为0，去判断是否有摩擦力【详解】A图中杆子受重力、支持力，水平向右的安培力，可知，杆子可能受摩擦力，也可能不受．故A错误．B图中若杆子受的重力与所受的竖直向上的安培力相等，杆子不受摩擦力．若重力大于安培力，则受重力、支持力，安培力、摩擦力．所以杆子可能受摩擦力，可能不受摩擦力．故B错误．C图中杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，若要处于平衡，一定受摩擦力．故C正确．D图中杆子受重力水平向左的安培力、支持力，若要处于平衡，一定受摩擦力．故D正确．故选CD【点睛】解决本题的关键会正确地进行受力分析，能够根据受力平衡判断摩擦力的存在8、ACD【解析】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系．焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高【详解】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快．故A正确．当增大感应线圈电阻，相当于减小了交流电的电流，电流的峰值变小，在频率不变的情况下，单位时间电流的变化量变小，即电流的变化率变小，则磁场的变化率变小，磁通量的变化率变小，加热效果减弱，故B错误；采用金属电阻率越小的管道材料，会在焊接的管道中产生较大的电流，焊接效果越好，选项C正确；感应线圈中通以正弦交流电，根据法拉第电磁感应定律可知，在管道中产生的涡流也是交流电，选项D正确；故选ACD.9、BCD【解析】A、由于电子在电场中一定会受到电场力的作用，一定有加速度，所以电子不会做匀速直线运动，所以A不可能；B、当电子受到的电场力的方向和电子的速度的方向相同时，电子就会做匀加速直线运动，所以B可能；C、当电子受到的电场力的方向和电子的速度的方向垂直时，电子将做类平抛运动，是匀变速曲线运动，所以C可能；D、当电子受到的电场力的方向始终和速度的方向垂直时，电子就会做匀速圆周运动，比如电子绕着原子核的转动，所以D可能10、BCD【解析】A.由题意可知，小球在下落过程中动能不变，而重力做正功，则电场力做负功，而小球带正电，故电场线应斜向下，故A错误；B.由动能定理可知，mgABsin60°=EqBCcos30°，解得：，故B正确；D.将电场力分解为沿水平方向和竖直方向，则有竖直分量中的电场力：F=E′q=mgcos60°=，则物体在竖直方向上的合力：F合=mg+=，则由牛顿第二定律可知，竖直方向上的分加速度：ay=，则下落高度：故D正确；C.此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系可知，小球在沿电场线的方向上的位移：，则电势能的增加量：，故C正确。故选：BCD。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.与地面成5°斜向下③.MP【解析】[1]当电子受到的电场力和洛伦兹力相等时，电压达到稳定，此时有电流的微观表达式为解得[2]由于当时电压最大为U，此时磁场方向与霍尔元件垂直，即地磁场方向与地面成5°斜向下；[3]由与载流子为电子，由左手定则可知，电子朝NQ板聚集，即电势较高的一侧为MP。12、①.A1②.V1③.④.0.37【解析】（1）[1][2]．小灯泡额定电流为0.6A，则为了减小误差，实验中应选电流表A1；小灯泡额定电压为3V，则电压表V1；（2）[3]．小灯泡两端的电压要从0开始调节，则滑动变阻器选用分压接法；小灯泡内阻较小，故应选用电流表外接法，电路图如图所示（3）[4]．若将该元件与5Ω定值电阻串联，再接在一个电