湖南省长沙二十一中2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

湖南省长沙二十一中2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示装置中，ab、cd杆原来均静止，当ab杆在外力作用下向右加速运动，cd杆保持静止，忽略闭合铁芯漏磁，则下列说法不正确的是()A.ab杆中感应电流方向是从a到b，a端电势高于b端B.线圈L2的磁通量增大C.cd杆中感应电流方向是从c到dD.cd杆受到水平向右的安培力的作用2、如图所示，在点电荷的电场中，ab所在的电场线竖直向下，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量大小为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，a、b间的高度差为h，则下列说法正确的是()A.带电粒子带正电 B.a、b两点间的电势差Uab=C.b点电势大于a点电势 D.a点场强大于b点场强3、如图所示，被绝缘杆支撑的导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的（）A.正电荷增加B.负电荷增加C.电荷数不变D.正、负电荷均增加4、下列设备工作时，没有利用电磁波的是A.移动电话通话 B.收音机接收广播电台信号C.电动机通电后正常运转 D.雷达发现飞机5、下列关于电阻率的叙述，错误的是()A.当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零B.常用导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D.金属材料的电阻率随温度变化而变化6、如图是静电场中的一组等势面分布图，M、N是其中的两点，、表示M、N两点的场强，、表示M、N两点的电势，则下列说法中正确的是A. B.C. D.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、如图所示的电路中，L为电感线圈（电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（）A.合上开关S时，A先亮，B后亮B.合上开关S时，A、B同时亮，以后B变暗直至熄灭，A变亮C.断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭D.断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭8、如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行不计电阻的金属导轨，处于磁场方向垂直导轨平面向下且磁感应强度为B的匀强磁场中．将金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放下滑距离x时达到最大速度．已知金属杆质量为m，定值电阻以及金属杆的电阻均为R，重力加速度为g，导轨杆与导轨接触良好．则下列说法正确的是（）A.回路产生a→b→Q→N→a方向的感应电流B.金属杆ab下滑的最大加速度大小为C.金属杆ab下滑的最大速度大小为D.金属杆从开始运动到速度最大时，杆产生的焦耳热为9、如图甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示，比较A、B两点电势的高低和场强大小可知（）A.A＞BB.A＜BC.EA＞EBD.EA＜EB10、将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功三、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）在“测定金属电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度。金属丝的电阻大约为，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。（1）从图中读出金属丝的直径为______。（2）现实验室有一灵敏电流表（，），该同学要把它改装成量程为的电压表，应当_____联一阻值为______的定值电阻。（3）现要用伏安法精确测定此电阻丝的电阻值。现有电源（，内阻可不计），滑动变阻器（，额定电流），开关和导线若干，以及下列电表;A.电流表（，内阻约为）B.电流表（，内阻约为）C.电压表（，内阻约为）D.电压表（，内阻约为）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用________（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的_______（选填“甲”或“乙”）（4）图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（3）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线_______。（5）接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值________（保留两位有效数字）。（6）若在（3）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是__________；若在（3）问中选用乙电路产生误差的主要原因是________。（选填选项前的字母）A.电流表测量值小于流经的电流值B.电流表测量值大于流经的电流值C.电压表测量值小于两端的电压值D.电压表测量值大于两端的电压值12．（12分）一根导线长0.2m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是，则该处的磁感应强度B的大小是____T，如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是______T。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）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L14．（16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15．（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、A【解析】ab杆运动先动生出I1，其产生的磁场变化再感生出I2；二次感应的关键是第一个感应电流是变化的.【详解】A、ab杆向右运动切割磁感线，根据右手定则知ab棒作为电源的电流流向为a到b，此方向为电源内部的流向，则a为电源负极，b为电源正极，a端电势低于b端；故A错误.B、ab杆向右加速运动，由可知L1的电流逐渐增大，产生的磁场由安培定则可知向上增强，而忽略闭合铁芯漏磁，则穿过L2的磁通量向下逐渐增强；故B正确.C、L2的磁通量向下逐渐增强，根据楞次定律知感应电流I2从c到d，故C正确.D、感应电流I2从c到d，由左手定则知cd棒受到的安培力水平向右；故D正确.本题选不正确的故选A.【点睛】题综合考查了右手定则、左手定则、安培定则以及楞次定律，综合性较强，关键搞清各种定则适用的范围，不能混淆2、B【解析】AD．粒子从a点静止释放，到b点速度减为0，粒子重力向下，电场力竖直向上，则粒子带负电，根据粒子的运动情况可知，粒子先加速，重力大于电场力，后减速至0，电场力大于重力，则a点的电场强度小于b点的电场强度，AD错误；B．从a点到b点，根据动能定理：解得：，B正确；C．沿电场线方向电势降低，所以b点电势小于a点电势，C错误。故选B3、C【解析】根据电荷守恒定律，与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，A是一个孤立的系统，跟外界没有电荷交换，电荷数保持不变．故ABD错误、C正确．故选C.点睛：该题考查对电荷守恒定律的理解，解答本题关键是要知道感应起电的实质是电荷的转移，电荷是守恒的4、C【解析】移动电话是利用无线电波传递信号的，利用了电磁波，故A不符合题意；收音机接收无线电波信号，利用了电磁波，故B不符合题意；电动机通电后正常运转利用电流在磁场中受力规律，没有应用电磁波，故C符合题意；雷达发现飞机利用了微波信号，故D利用了电磁波，不符合题意．所以选C5、C【解析】A.当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零，故选项A不符合题意；B.铝、铜的电阻率较小，故常用的导线是用铝、铜材料做成的，故选项B不符合题意；C.材料的电阻率取决于导体的材料和温度，与导体的电阻、横截面积和长度无关，故选项C符合题意；D.材料的电阻率取决于导体的温度，故材料的电阻率随温度变化而变化，故选项D不符合题意6、D【解析】等差等势线越密的地方，电场强度越大，所以由图可知M点场强大于N点场强，即EM>EN；由图可知，N点电势高于M点电势，即。A.。与上述结论不符，故A错误；B.。与上述结论不符，故B错误；C.。与上述结论不符，故C错误；D.。与上述结论相符，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】AB．合上S时，电路中立即建立了电场，故立即就有了电流，故灯泡A、B同时变亮；但通过线圈的电流要增加，会产生自感电动势，电流缓慢增加；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故电键闭合后，灯泡A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，B正确，A错误；CD．断开S时，A灯立即熄灭；线圈产生自感电动势，和灯泡B构成闭合电路，B灯先闪亮后逐渐变暗；CD错误。故选BD【点睛】本题考查了通电自感和断电自感，关键要明确线圈中的自感电动势总是阻碍电流的增加和减小，即总是阻碍电流的变化8、AD【解析】A项：金属杆向下滑动的过程中，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知，回路产生a→b→Q→N→a方向的感应电流．故A正确；B项：设ab杆下滑到某位置时速度为v，则此时杆产生的感应电动势为：E=BLv回路中的感应电流为：杆所受的安培力为：F=BIL根据牛顿第二定律有：当v=0时杆的加速度最大，最大加速度为am=gsinθ，方向沿导轨平面向下；故B错误；C项：由上知，当杆的加速度a=0时，速度最大，最大速度为：，方向沿导轨平面向下；故C错误；D项：ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律有：又杆产生的焦耳热为所以得：，故D正确9、BC【解析】AB.负电荷从A释放（初速为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的电场力方向是从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以AB两点的电势关系是φA＜φB，故A错误B正确CD.负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（乙图中的“斜率”表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A到B时，受到的电场力是逐渐减小的，场强逐渐减小，EA＞EB，故C正确D错误10、ABD【解析】A项：电场线越密集的地方电场强度就越大，从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集，所以a点的场强大于b点的场强，故A项正确；B项：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确;

C项：电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误;

D项：由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的.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.(0.699~0.701)②.串③.5500④.B⑤.C⑥.甲⑦.⑧.5.2⑨.B⑩.D【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，转动格数需要估读一位，则金属丝的直径为：(0.699~0.701).（2）[2][3]电流表要改装成大量程的电压表，需要串联一个电阻用来分压，根据部分电路的欧姆定律：解得：（3）[4][5]伏安法测电阻的电源电动势为4V，选择C（3V）的电压表能够保证安全且量程较小，精确度较高，读数更正确；由此计算得到电阻丝的最大电流：故电流表选择B（0.6A）即安全又读数更精确；[6]由选择的器材可得：待测电阻丝为小电阻，采用电流表的外接法可以减小系统误差，故电路选择甲；（4）[7]根据理论分析使用甲电路，电流表的外接法+滑动变阻器的限流式，由此连接实物如图：（5）[8]0.6A的电流表，最小刻度为0.02A，估读到本位，电流为0.50A；3V的电压表，最小刻度为0.1V，估读到下一位，电压为2.60V，则待测电阻丝的阻值为：；（6）[9]甲电路采用电流表的外接法，电压测量准确，系统误差来自于电压表不是理想电表导致有一定的分流，则，故选B；[10]乙电路采用电流表的内接法，电流的测量准确，系统误差来自于电流表不是理想电表导致有一定的分压，则，故选D。12、①.0.1②.0.1【解析】[1]根据得[2]磁感应强度