2021-2022学年江西省六校高二（上）期末联考物理试题（解析版）

江西省六校2023届高二期末联考试题物理（理科）第I卷（选择题）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（）A.电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的B.磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的C.电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线可能相交D.通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的【答案】B【解析】【详解】A．电荷和电荷之间是通过电场发生相互作用，而通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，选项A错误；B．磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，选项B正确；C．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线也不可能相交，选项C错误；D．磁感线和电场线都是人们假想的曲线，实际上电场线和磁感线都是不存在的，选项D错误。故选B。2.关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（）A.电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作B.真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流C.金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用【答案】A【解析】【详解】A．电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音利用了电流的磁效应，故A错误；B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流，故B正确；C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理，故C正确；D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用，故D正确。本题选不正确的，故选A。3.雷雨天建筑物顶端一避雷针周围电场的等势面分布如图所示，A、B、C为空间电场中的三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称，其中一电量大小为e的负电荷由C点移动到B点，下列说法中正确的是（）A.A、B两点的电场强度相同B.该负电荷在C点的电势能小于B点的电势能C.该负电荷从C点移动到B点，电场力做正功大小为2keVDC点场强大于B点场强【答案】C【解析】【详解】A．根据对称性可知A、B两点电场强度大小相同，但根据电场强度方向垂直于等势面可知A、B两点电场强度方向不同，故A错误；B．负电荷在电势越低的位置电势能越高，所以负电荷在C点的电势能大于B点的电势能，故B错误；C．该负电荷从C点移动到B点，电场力做正功大小为故C正确；D．等势面越稀疏的位置电场强度小，所以C点场强小于B点场强，故D错误。故选C。4.如图所示，两根互相垂直的绝缘长直导线紧挨放置，导线中分别通有向上和向右的大小相等的电流。正方形分别关于两导线对称，、、、四点的磁感应强度大小分别为、、、。下列说法正确的是（）A.、大小相等 B.、大小相等C.、大小相等 D.、大小相等【答案】C【解析】【详解】由于导线中分别通有向上和向右的大小相等的电流，且、、、四个点到通电导线的距离相等，故每根通电导线在四个点产生磁感应强度大小相等，设为，根据安培定则可知，两根通电导线在a点电的磁感应强度都是垂直纸面向外，故有两根通电导线在c点电的磁感应强度都是垂直纸面向里，故有两根通电导线在b点电的磁感应强度正好抵消，故有两根通电导线在d点电的磁感应强度正好抵消，故有ABD错误，C正确。故选C。5.如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点电荷，点电荷受到的电场力为F，若截走圆弧的，则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（）A.F B.F C.F D.F【答案】A【解析】【详解】根据对称性可知圆环左、右半部分对点电荷的电场力大小相等（设为F0），方向与竖直方向夹角均为45°，根据力的合成可得解得故选A。6.质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A.磁场方向竖直向上或向下，大小为B.磁场方向竖直向上或向下，大小为C.增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60°D.增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60°【答案】B【解析】【详解】AB．根据电阻定律可知金属棒的电阻为①通过金属棒的电流为②当磁场方向竖直向上或向下时，金属棒所受安培力水平向右或向左，都可以使金属棒与竖直方向成一定角度。金属棒所受安培力大小为③当摆角为60°时，根据平衡条件有④联立①②③④解得⑤故A错误，B正确；CD．根据⑤式可推知金属棒摆角的正切值为⑥由⑥式可知θ与绝缘细线的长度无关，与金属棒的质量成反比，所以增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将不变；增大金属棒长度，其余条件不变，则金属棒质量增大，摆角将小于60°，故CD错误。故选B。7.如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则（）A.电源的效率一定会减小B.电源的输出功率一定会增大C.小液滴一定会向下运动D.若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则【答案】D【解析】【详解】A．设电路外电阻为R，则电源的效率为当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，R4接入电路的阻值增大，R增大，则增大，故A错误；B．电源的输出功率为根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。所以当R增大时，P不一定增大，故B错误；C．根据前面分析可知电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，则路端电压增大，且R1两端电压减小，所以电容器两端电压增大，极板间电场强度增大，小液滴所受电场力增大，会向上运动，故C错误；D．设通过R3的电流为I′，根据闭合电路欧姆定律有所以根据前面分析可知R3两端电压增大，则I′增大，而电路总电流（I+I′）减小，则所以故D正确。故选D。8.如图所示，三个灯泡L1、L2、L3规格相同，螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是（）A.L1逐渐熄灭，L2、L3逐渐熄灭B.L1逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭C.线圈向左摆动，并有收缩趋势D.线圈中的感应电流为逆时针（从左向右看）【答案】BD【解析】【详解】AB．突然断开开关，由于螺线管的自感现象，线圈产生自感电动势，使得电流（向右）不能突变，而是逐渐变为0，逐渐熄灭，由于二极管的单向导电性，马上熄灭，由于，所以闪亮后熄灭，故A错误B正确；CD．穿过线圈内的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺线管间将有引力作用，线圈向右摆动，且有扩大趋势，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故C错误D正确。故选BD。9.如图所示，ab是长为L、电阻为R的金属杆，它处在大小为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环。在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向以角速度ω转动时，某时刻ab杆的位置如图所示（金属圆环的电阻可忽略不急），则此时刻（）A.有电流通过电流表，方向由c→dB.有电流通过电流表，方向由d→cC.作用于ab的安培力向右，大小为D.作用于ab的安培力向左，大小为【答案】AC【解析】【详解】AB．根据右手定则可知此时刻通过电流表的电流方向为由c→d，故A正确，B错误；CD．根据左手定则可知此时刻作用于ab的安培力向右，ab产生的感应电动势为通过ab的电流为ab受到的安培力大小为故C正确，D错误故选AC。10.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，三角形bce为等腰直角三角形，其中∠bec=90°，be=ec=l，ab、bc与cd共线，ab间的距离等于l。一束质量均为m、电量均为q的带负电的粒子，在纸面内从a点垂直于ac以不同速度射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.可以经过三角形边界粒子的速率最小值为B.可以经过三角形边界的粒子的速率最大值为C.在磁场中运动时间最短的粒子速率为D.在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为【答案】BC【解析】【详解】AB．设粒子在磁场中运动的半径为r、速率为v，根据牛顿第二定律有解得可以经过三角形边界的粒子的最小半径为所以可以经过三角形边界的粒子的速率最小值为可以经过三角形边界的粒子的最大半径为所以可以经过三角形边界的粒子的速率最大值为故A错误，B正确；CD．根据几何关系可知，打在b、c两点的粒子运动时时间最长，为半个周期，而打在be边上的粒子的运动时间随到b点的距离增大而减小，打在ec边上的粒子的运动时间随到e点的距离增大而增大，因此打在e点的粒子运动时间最短，此时粒子的运动半径为l，所以速率为其运动时间为故C正确，D错误。故选BC。第II卷（非选择题）二、实验题（本大题共2小题，11题4分，12题11分，共15分）11.某同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量一物体的直径和长度，读出图中的示数，图甲为__________mm，图乙为__________mm.【答案】①.1.195②.20.30【解析】【详解】[1]螺旋测微器的固定刻度为1mm，可动刻度为：19.5×0.01mm=0.195mm所以最终读数为：1mm+0.195mm=1.195mm．[2]20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为20mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为：6×0.05mm=0.30mm所以最终读数：20mm+0.30mm=20.30mm．12.在测量电源电动势和内电阻的实验中，实验室备有下列实验器材：A．电压表（量程0~3V内阻约6kΩ）B．电压表（量程0~6V，内阻约20kΩ）C．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.5Ω）D．电流表（量程0~200mA，内阻约20Ω）E．滑动变阻器（最大电阻10Ω，允许最大电流2A）G．一节干电池（电动势约为1.5V）H．电键、导线若干（1）为提高实验的精确程度，电压表应选用_______；电流表应选用______；（以上均填器材前的序号）（2）为了较为精确的测定干电池的电动势和内阻，该同学用伏安法测电源电动势与内阻，请在图虚线框内画出实验所需的电路图；______（3）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=____V，内阻r=______Ω；（结果均保留两位有效数字）【答案】①.A②.C③.④.1.5⑤.1.0【解析】【详解】（1）[1]待测干电池的电动势约为1.5V，电压表应选择A。[2]由于电流表D内阻较大，若选用D，通过调节滑动变阻器只能使电路中电流大约在50~75mA范围内变化，电流变化范围较小，不利于数据获取，因此电流表应选择C。（2）[3]如图所示。（3）[4][5]U-I图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻，即三、解答题（本大题共4小题，其中13题8分，14题10分，15题12分，16题15分，共45分）13.如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。（1）判断通过电阻的电流方向和线圈产生的感应电动势；（2）求电阻的热功率P。【答案】（1），；（2）1.92W【解析】【详解】（1）根据楞次定律可知通过电阻的电流方向为。根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势为（2）根据闭合电路欧姆定律可知通过R的电流大小为电阻的热功率为14.如图所示，长l=1m的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在方向水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角=37°。已知小球的质量m=0.3kg，匀强电场的电场强度大小E=100N/C，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小球所带电荷量及电性；（2）若将电场强度方向突然改成竖直向下，大小不变，求小球运动到最低点时受到细绳的拉力大小。【答案】（1）2.25×10-2C，正电；（2）7.35N【解析】【详解】（1）小球所受电场力方向与电场强度方向相同，所以小球带正电。根据平衡条件可得解得（2）若将电场强度方向突然改成竖直向下，大小不变，设小球运动到最低点时的速度大小为v，根据动能定理有设小球运动到最低点时受到细绳的拉力大小为F，根据牛顿第二定律有联立以上两式解得F=7.35N15.如图所示，为间距足够长的光滑平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角，N、Q间连接有一个阻值的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为。将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至处时达到稳定速度。已知金属棒沿导轨下滑过程中始终与平行，不计金属棒和导轨的电阻（，，）。求：（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（2）金属棒到达处的速度大小；（3）已知金属棒从运动到过程中，通过电阻的电荷量为10C，求此过程中电阻R产生的焦耳热。【答案】（1）6m/s2；（2）12m/s；（3）24J【解析】【详解】（1）开始下滑时，金属棒所受安培力为零，其加速度大小为（