河北省邢台市2022-2023学年高二上学期期末物理试题（含答案 解析 ）

第1页/共1页邢台市2022~2023学年高二（上）教学质量检测物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第二册。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，它为人类科技进步、科学发展作出了许多贡献，量子科技或将帮助人类实现如今难以企及的梦想。下列关于量子理论的创立，说法正确的是（）A.爱因斯坦首先提出了能量子假设B.普朗克首先认为微观粒子的能量是不连续的C.在对热辐射研究的过程中，很多学者由于“紫外灾难”而失去了生命D.黑体只从外界吸收电磁波，不向外界辐射电磁波【答案】B【解析】【详解】A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假设，故A错误；B．普朗克首先认为微观粒子的能量是不连续的，称为微观世界普朗克量子理论，故B正确；C．在对热辐射研究的过程中，发生了用经典物理学无法解释的现象，称为“紫外灾难”，故C错误；D．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但是可以向外辐射电磁波，故D错误。故选B2.随着生活水平的提高，电子秤已成为日常生活中不可或缺的一部分。如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移，则下列说法正确的是（）A.电容器的电容减小 B.电容器的带电电荷量减少C.膜片下移过程中，电流表有到的电流 D.电容器两极板的电压增大【答案】C【解析】【详解】A．根据电容器表达式当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大，A错误；BCD．根据电容器定义式由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，B、D错误，C正确；故选C。3.如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向垂直纸面向里，通过c导线的电流方向垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则c导线受到的安培力方向（）A.由a指向c B.由c指向a C.由a指向b D.由a指向d【答案】A【解析】【详解】根据安培定则知，b导线在c点产生的磁场方向斜向左下，d导线在c点产生的磁场方向斜向左上。c导线受到b导线产生的磁场的作用力沿着bc连线斜向右下，受到d导线产生的磁场的作用下沿dc连线斜向左下，合力竖直向下。故A正确，BCD错误。故选A。4.在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法正确的是（）A.图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像B.图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像C.时刻，磁场能最大D.将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的【答案】B【解析】【详解】ABC．时刻断开开关，电感线圈与电容器构成振荡回路，电感线圈中的电流从某一最大值开始减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从零开始增加，当线圈中的电流减为零时，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历时，磁场能为零，电场能最大，随后电容器放电，所带电荷量减小，电感线圈中的电流反向增加，电场能转化为磁场能，形成振荡电路，故AC错误，B正确；D．由振荡电路的周期为可知电磁振荡的频率为将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的，故D错误。故选B。5.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线框产生的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.时，线框平面与中性面重合B.时，通过线框的磁通量变化率为零C.线框与磁场方向的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为155.5VD.线框产生的交变电动势的有效值为311V【答案】C【解析】【详解】A．时，线框中感应电动势最大，则此时线圈平面与中性面垂直，选项A错误；B．时，线框中感应电动势最大，通过线框的磁通量变化率最大，选项B错误；C．线框与磁场方向的夹角为60°时，感应电动势的瞬时值为选项C正确；D．线框产生的交变电动势的最大值为311V，有效值为选项D错误。故选C。6.回旋加速器的结构示意图如图所示，和是两个中空的、半径为R的半圆形金属盒，两盒之间留有窄缝，它们之间接一定频率的交流电。两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，粒子源置于盒的圆心A附近。两盒间的狭缝很小，粒子在两盒间被电场加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，粒子在D形盒内做匀速圆周运动，当其到达两盒间的缝隙时，其间的交变电场恰好使粒子加速。下列说法正确的是（）A.粒子先后两次经过两D形盒间的狭缝时，电场力对粒子做的功逐渐减少B.增大交流电的有效值，带电粒子出磁场时的动能也增大C.粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后运动的轨道半径之比为1：4D.回旋加速器所接交流电的周期等于带电粒子做匀速圆周运动的周期【答案】D【解析】【详解】A．粒子每次经过两D形盒间的狭缝时，电场力对粒子做功一样多，均为qU，选项A错误；B．带电粒子有最大动能时，有则最大动能为则通过增大交流电有效值方式不能增大带电粒子的最大动能，选项B错误；C．在电场中，根据在磁场中，根据联立可得即粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为，选项C错误；D．要想使得粒子每次经过D型盒的缝隙时都能被电场加速，则回旋加速器所接交变电压的周期等于带电粒子做匀速圆周运动的周期，选项D正确；故选D。7.如图所示，半径为L小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端A点与圆形导轨接触良好。在O点与导轨间接入一阻值为R的电阻，导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，导体棒的电阻为r，其他部分电阻不计，下列说法正确的是（）A.A点的电势比O点的电势低B.电阻R两端的电压为C.在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻R的电荷量为D.在导体棒旋转一周的时间内，电阻R产生的焦耳热为【答案】C【解析】【详解】A．由右手定则可知，外电路中感应电流由A流向O，则O点电势比A点电势低，A错误；B．感应电动势电阻两端电压B错误；C．电路中电流为周期为在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为C正确；D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为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。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。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.某中学物理兴趣小组为研究无线充电技术，动手制作的一个“特斯拉线圈”如图甲所示，其原理示意图如图乙所示，线圈的匝数为n、面积为S，若在t时间内，匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，下列说法正确的是（）A.a端电势高于b端电势B.b端电势高于a端电势C.该段时间内线圈两端的电势差的大小恒为D.该段时间内线圈两端的电势差的大小恒为【答案】AD【解析】【详解】AB．根据楞次定律，感应磁场方向向下，又由安培定则知，感应电流方向由b指向a，线圈相当于电源，所以a端电势高于b端电势，故A正确，B错误；CD．根据法拉第电磁感应定律，段时间内线圈两端的电势差的大小恒为故C错误，D正确。故选AD。9.如图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接。已知导体棒AB受到的安培力大小为F，下列说法正确的是（）A.导体棒AD受到的安培力大小为B.导体棒DC受到的安培力大小为FC.导体棒AD、DC和CB受到的安培力的合力大小为FD.线框受到的安培力的合力大小为【答案】AD【解析】【详解】AB．导体棒AB与ADCB是并联关系，由题意可知，其电阻之比为1：3，根据由欧姆定律可知，电流之比应该为3：1，则导体棒AD、DC和CB受到的安培力均是AB棒的三分之一，为，故A正确，B错误；C．AD与CB棒上的安培力等大反向，合力为零，则导体棒AD、DC和CB受到的安培力的合力大小等于DC棒上的安倍力大小，为，故C错误；D．AD与CB棒上的安培力等大反向，则线框受到的安培力的合力大小等于AB与DC棒所受安培力的矢量和，故线框到受到的安培力的合力大小为，故D正确。故选AD。10.如图所示，理想变压器的原线圈电路中接有定值电阻，接入电动势为的交流电源，副线圈电路中定值电阻和滑动变阻器R串联，的阻值和滑动变阻器的最大阻值均为，原、副线圈的匝数比为8：1，，电压表和电流表均为理想交流电表。将滑动变阻器的滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是（）A.通过的电流的频率始终为100HzB.两端电压与两端电压之比始终为1：4C.电压表和电流表的示数均逐渐减小D.和消耗的总功率逐渐增大【答案】BD【解析】【详解】A．电源的电动势的瞬时值表达式可知则交流电的频率为因变压器不会改变交流电的频率，故通过R2的电流的频率始终为50Hz，故A错误。B．设原线圈的电流为，副线圈的电流为，则的电压为U1=I1R1的电压为U2=I2R2则有又解得故B正确；C．在滑动变阻器滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端过程中，滑动变阻器电阻的有效值减小，则副线圈的总电阻减小，所以副线圈的电流增大，即电流表的示数逐渐增大；根据变压器的电流比，可知原线圈的电流也增大，故两端的电压增大，因交流电源的电动势有效值不变，所以原线圈两端的电压变小，故电压表的示数逐渐减小，故C错误；D．由C项分析，可知流过原、副线圈电流都增大，根据可知R1和R2消耗的总功率逐渐增大，故D正确。故选BD。三、非选择题：共54分。11.徐同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。（1）实验中使用的电源应为_________。A.低压直流电源B.高压直流电源C.低压交流电源D.高压交流电源（2）该同学把交流电源接在原线圈两端，调节学生电源使输出电压为30V，用多用电表交流电压“10V”挡测得副线圈两端的电压为7.5V，若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为_________。（3）实验中由于变压器的铜损和铁损，因此原线圈与副线圈的电压之比一般_________（填“大于”、“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。【答案】①.C②.4：1③.大于【解析】【详解】（1）[1]变压器工作原理为互感现象，故应选用交流电源，确保安全应选用低压，实验中使用的电源应为低压交流电源。故选C。（2）[2]若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为（3）[3]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2较小，所以导致因此原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。12.某物理兴趣小组的同学准备测量一个定值电阻的阻值，实验室提供了以下实验器材供选择，请你帮助该实验小组完成以下操作A．待测电阻Rx：阻值约为200ΩB．电源E：电动势为3.0V，内阻可忽略不计；C．电流表A1：量程为0~30mA，内电阻r1=20Ω；D．电流表A2：量程为0~50mA，内电阻r2约为8ΩE．电压表V：量程为0~15V，内电阻RV约为10kΩ；F．定值电阻R0；阻值R0=80Ω；G．滑动变阻器R1：最大阻值为10ΩH．滑动变阻器R2：最大阻值为1000ΩJ．开关S，导线若干(1)由于实验室提供的电压表量程太大，测量误差较大，所以实验小组的同学准备将电流表A1和定值电阻R0改装成电压表，则改装成的电压表的量程为___________V．(2)为了尽可能减小实验误差，多测几组数据且便于操作，滑动变阻器应该选择___________(选填“G”或“H”)，请在右侧方框内已经给出的部分电路图中，选择恰当的连接点把电路连接完整___________．(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx=___________．【答案】①.3.0V②.G③.④.【解析】【详解】（1）因为电源电动势为E=3V，故改装成的电压表的量程应为3V；

（2）保证安全的前提下应选择最大阻值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选择G；电路连接如图；

（3）若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，根据串并联电路特点结合欧姆定律，联立即可取出Rx的表达式：．13.如图所示，MN、PQ为足够长的、间距L=0.5m的平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角，N、Q间连接的电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小B=1T。将一根质量的金属棒从ab位置由静止释放，当金属棒滑行至cd处时，金属棒开始做匀速直线运动。金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒接入回路的电阻，导轨的电阻不计。取重力加速度大小，求：（1）金属棒运动到cd位置时的速度大小；（2）当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小a。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）金属棒到达cd位置时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为根据闭合电路的欧姆定律有金属棒受到的安培力根据金属棒受力平衡有代入数据解得（2）对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律有代入数据解得14.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷+Q为圆心的某一个圆周交于B、C两点，质量为、电荷量为-q的小环从A点由静止下滑，当小环运动到B点时速度大小为，已知A、B两点和B、C两点间的距离均为L，重力加速度大小为g，不计空