2023年河南省豫南豫北名校物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023年河南省豫南豫北名校物理高二第一学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、长直导线与环形导线固定在同一平面内，长直导线中通有图示方向的电流。当电流逐渐增大时（）A.环形导线中可能没有感应电流B.环形导线中有感应电流，但方向不确定C.环形导线中有收缩的趋势D.环形导线有靠近长直导线的趋势2、根据所学知识判断图中正确的是()A.B.C.D.3、在图所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2的零点在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆。断开开关K的瞬间，下列说法中正确的是（）A.G1指针向右摆，G2指针向左摆B.两表指针都向右摆C.G1指针向左摆，G2指针向右摆D.两表指针都向左摆4、如图所示，在等量异号点电荷+Q和－Q的电场中，有一个正方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点．下列说法正确的是（）A.A点电场强度比C的电场强度小B.A点电势比B的电势高C.将相同电荷放在O点与C点电势能一定相等D.移动同一正电荷，电场力做的功WCB=WOA5、下列说法正确的是()A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D洛伦兹力对带电粒子不做功6、如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()A.将变阻器滑动头P向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C.将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大二、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、中国科学家首次观察到反常霍尔效应．以下来分析一个常规霍尔效应：如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中．当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系式为，式中的比例系数K称为霍尔系数，设导体板单位体积中自由电子的个数为n，电子量为e．则下列说法正确的是（）A.A的电势高于A′的电势B.A的电势低于A′的电势C.霍尔系数D.霍尔系数8、一线圈匝数为n=10匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值R=2.0Ω的电阻，如图甲所示．在线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈内磁通量Ф随时间t变化的规律如图乙所示．下列说法正确的是（）A.通过R的电流方向为a→bB.线圈中产生的感应电动势为5VC.R两端电压为5VD.通过R的电流大小为5A9、法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（）A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍10、在同一平面内有①、②、③三根等间距平行放置的长直导线，通入的电流强度分别为1A、2A、1A，②中的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向水平向右，则A.①的电流方向为a→b B.①受到安培力的合力方向水平向右C.③的电流方向为e→f D.③受到安培力的合力方向水平向左三、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）氢原子核外电子的轨道半径为，若电子质量为，电荷量为，则电子所受到的库仑力大小为________，方向________，电子做圆周运动的周期为________12．（12分）某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，滑动变阻器R是_________（填“限流式”或“分压式”）接法。（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示:由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（填“增大”“不变”或“减小”）灯丝的电阻率__________（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）用另一电源E0（电动势6V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为______W.（结果保留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、C【解析】AB．当直导线中电流逐渐增大时，穿过环形导线的磁通量向里增加，则环形线圈中一定有感应电流，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，选项AB错误；C．在环形电流上取小段电流元，由左手定则可知电流元所受的磁场力指向圆心，可知环形导线中有收缩的趋势，选项C正确；D．因靠近直导线部分的电流元所受的向下的磁场力较大，则环形导线有远离长直导线的趋势，选项D错误；故选C.2、A【解析】根据左手定则判断，电流受力方向向下，故A正确，正电荷受力方向与场强发方向相同，沿切线方向，故C错误．由左手定则可知，正电荷受洛伦兹力竖直向上，则B错误；根据右手螺旋定则，D图中螺线管上方的磁感线从左向右，则N极指向右方，则D错误；3、A【解析】由于电感线圈L的存在，断开开关K的瞬间，在G1、G2的回路中有顺时针方向逐渐减小的电流，该电流从G1的“+”接线柱流入时，指针向右摆；从G2的“-”接线柱流入时，指针向左摆。选项A正确，BCD错误。故选A。4、C【解析】在等量异种电荷连线上，中点O的电场强度最小，在两电荷连线中垂线上，O点场强最大，则A点的场强大于O点的场强，O的场强大于C点的场强，所以A点的场强大于C点的场强，故A错误．沿着电场线电势要降低，过A和B的场强都指向-Q由图可知，B到-Q的距离要大于A到-Q的距离，故B点的电势比A点的电势高，故B错误．等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，故将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等，故C正确．因为φB＞φA，φO=φC，所以UCB＜UOA，根据电场力做功的公式W=Uq，所以在电场中移动同一正电荷，从C到B电场力做的功小于从O到A电场力做的功．故D错误．故选C点睛：在本题中，关键要熟悉掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场线和等势面的分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能、电势能变化情况5、D【解析】A．当速度和磁场平行时，洛伦兹力为0，A错误B．不受洛伦兹力，有两种情况：磁场为0或者速度与磁场平行，B错误CD．洛伦兹力和速度始终垂直，所以洛伦兹力永远不做功，但是可以改变速度方向，因此可以改变粒子动量，C错误D正确6、D【解析】根据电路图可知：A板带正电，B板带负电，所以电子束受到电场力的方向向上，大小洛伦兹力方向向下，,电子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使电子束沿射入方向做直线运动，则要电场力等于洛伦兹力，所以要减小电场力；AB、将变阻器滑动头P向右或向左移动时，电容器两端电压不变，电场力不变，故AB错误；C、将极板间距离适当减小时，增大，不满足要求，故C错误；D、将极板间距离适当增大时，减小，满足要求，故D正确二、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、BD【解析】根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定电势的高低．抓住电子所受的洛伦兹力和电场力平衡，结合电流的微观表达式求出霍尔系数的大小【详解】根据左手定则知，电子向A板偏转，则A的电势低于A′的电势，因为I=nevS=nevhd，解得，根据evB＝e，解得U=vhB＝，因为U=，则霍尔系数K=．故BD正确，AC错误．故选BD【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，注意偏转的是电子，掌握电流的微观表达式，结合洛伦兹力和电场力平衡进行求解8、BC【解析】A．如图乙所示，磁通量随时间的变化规律为均匀增大，而磁场方向为垂直纸面向里．根据楞次定律“增反减同”原则，故感应磁场应垂直纸面向外，据右手螺旋定则可知电流方向应为逆时针方向，即通过R的电流方向应为b→a，A选项错误BC．根据图的斜率为磁通量的变化率可以得到又因为线圈内阻不计，故R两端的电压就应为5V，故BC均正确；D．根据部分电路的欧姆定律可知可知D错误故选BC。9、AB【解析】A.由电磁感应定律得，，故ω一定时，电流大小恒定，选项A正确；B.由右手定则知圆盘中心为等效电源正极，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；C.圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，选项C错误；D.电流在R上的热功率角速度加倍时功率变成原来的4倍，选项D错误。故选AB。10、CD【解析】根据右手螺旋定则可确定电流周围的磁场方向，再根据左手定则可确定电流方向，即可求解.【详解】由题，②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向水平向右，则②所在处的磁场的方向向里．由于①③中电流的大小是相等的，所以如二者电流的方向相同，则它们在②处的磁场的和必定等于0，所以①③中电流的方向必须相反，且它们在②处的磁场的方向都向里．由安培定则可知，①中电流的方向向上，即从b向a；③中电流的方向向下，为e到f．故A错误，C正确；②和③中电流的方向都向下，在①处产生的磁场的方向都向里，根据左手定则可知，①受到安培力的合力方向水平向左．故B错误；根据安培定则，①在③处产生的磁场的方向向里，②在③处产生的磁场的方向向外；由于②到③的距离比①到③的距离小，而且②的电流比较大，所以③的磁场的方向向外．由左手定则可知，③受到安培力的合力方向水平向左．故D正确．故选CD【点睛】考查右手螺旋定则、左手定则等规律，形成同向电流相互吸引，异向电流相互排斥的结论，便于以后解题应用.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.指向氢核③.【解析】[1]由库仑定律可知，电子所受到库仑力大小为[2]库仑力的方向在它们的连线上，由异种电荷相互吸引可知，库仑力方向应指向氢核[3]由库仑力提供向心力有解得：12、①.分压式②.增大③.增大④.0.89【解析】（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；（2）[2][3]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；（3）[4]．当滑动变阻器阻值全部接入时，灯泡的功率最小，将R等效为电源内阻，则电源电动势为6V，等效内阻为10Ω；则有：U=6-10I；作出电源的伏安特性曲线如图中实线所示；由图可知，灯泡电压为U=3.1V，电流I=290mA=0.29A，则