2023年湖北省宜昌市縣域優(yōu)質(zhì)高中協(xié)同發(fā)展共合體物理高二上期末經(jīng)典試題含解析

2023年湖北省宜昌市縣域優(yōu)質(zhì)高中協(xié)同發(fā)展共合體物理高二上期末經(jīng)典試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，一根金屬棒兩端用細(xì)導(dǎo)線連接后懸掛于a、b兩點，棒中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M到N，此時懸線上有拉力．為了使拉力等于零，可以（）A.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度 B.使磁場反向C.適當(dāng)減小電流 D.適當(dāng)增大磁場區(qū)域的寬度2、如圖所示，一個匝矩形閉合線圈，總電阻為，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為，從線圈平面與磁感線平行時開始計時，則（）A.線圈電動勢的瞬時值表達(dá)式為B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，磁通量的變化率達(dá)到最大值C.穿過線圈的磁通量的最大值為D.線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量為3、靜電場中某點的電場強度（）A.其方向跟電荷在該點所受的電場力的方向一致B.跟電荷在該點所受的電場力的大小成正比C.跟放于該點的電荷的電量成反比D.跟放于該點的電荷的電量及所受電場力的大小無關(guān)4、下列說法正確的是()A.研制核武器的钚239()由鈾239()經(jīng)過4次β衰變而產(chǎn)生B.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是＋→＋C.20g的經(jīng)過兩個半衰期后其質(zhì)量變?yōu)?5gD.在中子轟擊下，生成和的核反應(yīng)前后，原子核的核子總數(shù)減少5、如圖所示裝置中，ab、cd桿原來均靜止，當(dāng)ab桿在外力作用下向右加速運動，cd桿保持靜止，忽略閉合鐵芯漏磁，則下列說法不正確的是()A.ab桿中感應(yīng)電流方向是從a到b，a端電勢高于b端B.線圈L2的磁通量增大C.cd桿中感應(yīng)電流方向是從c到dD.cd桿受到水平向右的安培力的作用6、一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框在傾角為θ的光滑斜面上由靜止開始沿斜面下滑，隨后進(jìn)入虛線下方垂直于斜面向上的勻強磁場中．如圖所示，斜面以及虛線下方的磁場往下方延伸到足夠遠(yuǎn)．下列說法正確的是()A.線框進(jìn)入磁場的過程，b點的電勢比a點高B.線框進(jìn)入磁場的過程一定是減速運動C.線框中產(chǎn)生的焦耳熱小于線框減少的機械能D.線框從不同高度下滑時，進(jìn)入磁場過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量相等二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、關(guān)于磁感應(yīng)強度，正確的說法是()A.根據(jù)定義式，磁場中某點的磁感應(yīng)強度B與F成正比，與IL成反比B.磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與電流所受安培力的方向相同C.磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與通過該點磁感線的切線方向相同D.在確定的磁場中，同一點的B是確定的，不同點的B可能不同8、水平固定放置的足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程A.外力對棒所做功相等B.電流所做功相等C.通過ab棒的電荷量相等D.安培力對ab棒所做的功不相等9、如圖圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一螺線管Q，Q中通有變化的電流i，電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙，P所受的重力為G，桌面對P的支持力為F，當(dāng)Q中通有如圖方向的電流時，圖示電流取正值，則A.t1時刻，F(xiàn)＞G B.t2時刻，F(xiàn)=GC.t3時刻，F(xiàn)=G D.t4時刻，F(xiàn)＜G10、比值法定義物理量是物理學(xué)中一種很重要的思想方法，下列物理量的表達(dá)式用比值法定義的是（）A.電場強度E=F/q B.電勢φ=Ep/qC.電容C=Q/U D.電流I=U/R三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋面行駛至橋頂時，對橋頂?shù)膲毫榱?，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為_______。12．（12分）工廠的天車上鋼絲繩長l＝4m，用它來吊運100kg的機件．天車v＝4m/s的速度水平前進(jìn)，勻速行駛時鋼絲繩的拉力為_____N當(dāng)天車突然剎車，機件剛開始擺動時，鋼絲繩對機件的拉力大小為_____N（g＝10m/s2）四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小15．（12分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，根據(jù)左手定則可得，安培力的方向豎直向上，由于此時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，則安培力必須增加，由安培力公式可知，所以適當(dāng)增加電流強度，或增大磁場，或增大棒在磁場中的長度，故D正確。故選D2、D【解析】A．線圈在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為，從線圈平面與磁感線平行時開始計時，線圈電動勢的表達(dá)式：A錯誤；B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，線圈與中性面重合，電動勢為0，根據(jù)：可知磁通量的變化率為零，B錯誤；C．感應(yīng)電動勢最大值為：穿過線圈的磁通量的最大值為：C錯誤；D．根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關(guān)系：線圈轉(zhuǎn)動一周，產(chǎn)生熱量：D正確。故選D。3、D【解析】A．電場強度的方向與正電荷所受電場力方向相同，與負(fù)電荷所受電場力方向相反，故A錯誤；BCD．電場中某點的電場強度由電場本身的性質(zhì)決定，與放入電場中的電荷，以及電荷所受的電場力無關(guān)，故BC錯誤，D正確4、B【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可寫出衰變方程：則發(fā)生了2次β衰變，A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知和史事可得發(fā)現(xiàn)中子的人工核轉(zhuǎn)變方程：＋→＋故B正確；C．20g經(jīng)過兩個半衰期后剩下的質(zhì)量為，C錯誤；D．重核裂變反應(yīng)的核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)即核子數(shù)守恒，電荷數(shù)都守恒，釋放核能對應(yīng)質(zhì)量虧損，D錯誤。故選B。5、A【解析】ab桿運動先動生出I1，其產(chǎn)生的磁場變化再感生出I2；二次感應(yīng)的關(guān)鍵是第一個感應(yīng)電流是變化的.【詳解】A、ab桿向右運動切割磁感線，根據(jù)右手定則知ab棒作為電源的電流流向為a到b，此方向為電源內(nèi)部的流向，則a為電源負(fù)極，b為電源正極，a端電勢低于b端；故A錯誤.B、ab桿向右加速運動，由可知L1的電流逐漸增大，產(chǎn)生的磁場由安培定則可知向上增強，而忽略閉合鐵芯漏磁，則穿過L2的磁通量向下逐漸增強；故B正確.C、L2的磁通量向下逐漸增強，根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流I2從c到d，故C正確.D、感應(yīng)電流I2從c到d，由左手定則知cd棒受到的安培力水平向右；故D正確.本題選不正確的故選A.【點睛】題綜合考查了右手定則、左手定則、安培定則以及楞次定律，綜合性較強，關(guān)鍵搞清各種定則適用的范圍，不能混淆6、D【解析】A.線框進(jìn)入磁場的過程，ab邊相當(dāng)于電源，由右手定則知a點電勢高于b點電勢，選項A錯誤；B.若線圈開始進(jìn)入磁場時所受的安培力小于mgsinθ，則線圈加速進(jìn)入磁場；若線圈開始進(jìn)入磁場時所受的安培力等于mgsinθ，則線圈勻速進(jìn)入磁場；若線圈開始進(jìn)入磁場時所受的安培力大于mgsinθ，則線圈減速進(jìn)入磁場，選項B錯誤；C.由能量守恒知,線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于線框減少的機械能，選項C錯誤；D.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量，與下落高度無關(guān)，選項D正確二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CD【解析】磁場中某點的磁感應(yīng)強度B只由磁場本身決定，與F和IL無關(guān)，選項A錯誤；磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與電流所受安培力的方向垂直，選項B錯誤；磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與通過該點的磁感線的切線方向相同，選項C正確；在確定的磁場中，同一點的B是確定的，不同點的B也可能相同，例如勻強磁場，選項D錯誤；故選C.8、AD【解析】A．根據(jù)動能定理可知兩種情況下外力功都等于動能的變化量，因初狀態(tài)和末狀態(tài)相同，則合外力對棒做功相同，故A正確；BD．電流所做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)功能關(guān)系，當(dāng)導(dǎo)軌光滑時，金屬棒克服安培力做功，動能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，產(chǎn)生的內(nèi)能等于金屬棒的初動能；當(dāng)導(dǎo)軌粗糙時，金屬棒在導(dǎo)軌上滑動，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生熱，把部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一方面要克服安培力做功，金屬棒的部分動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能與克服安培力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的和等于金屬棒的初動能；所以導(dǎo)軌粗糙時，安培力做的功少，導(dǎo)軌光滑時，安培力做的功多，故B錯誤、D正確.C．根據(jù)感應(yīng)電荷量公式：x是ab棒滑行的位移大小，B、R、導(dǎo)體棒長度L相同，x越大，感應(yīng)電荷量越大；而導(dǎo)軌光滑時滑行的位移x較大，故感應(yīng)電荷量大．故C錯誤故選AD9、ABC【解析】當(dāng)穿過P的磁通量增加時，根據(jù)楞次定律可知線圈有遠(yuǎn)離Q的運動趨勢；無論是當(dāng)Q中還是P中，有一個無電流時，兩線圈均無磁場力的作用【詳解】線圈總是阻礙磁通量的變化，所以t1電流增大，磁通量變大，下面線圈阻礙變化，就向下運動的趨勢，所以F＞G．t2時刻與t4時刻無電流變化，t3時刻Q中沒有電流；所以t2時刻、t3時刻、t4時刻F=G，故ABC正確，D錯誤．故選ABC【點睛】注意：由電流變化而產(chǎn)生的感應(yīng)磁場去阻礙線圈磁通量的變化．同時可知：同向電流相吸，異向電流相斥10、ABC【解析】A、電場強度與放入電場中電荷無關(guān)，所以屬于比值定義法．故A正確B、電場中的電勢定義式，屬于比值定義法．故B正確C、電容C由本身的性質(zhì)決定，與所帶的電荷量及兩端間的電勢差無關(guān)．所以屬于比值定義法．故C正確D、根據(jù)歐姆定律，可知電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比，不屬于比值定義法，故D錯誤．故選ABC【點睛】所謂比值定義法，就是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法．比值法定義的基本特點是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變?nèi)?、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、12【解析】[1]根據(jù)牛頓第二定律得即當(dāng)支持力為零，有解得12、①.1000N；②.1400N【解析】天車勻速行駛時，以機件件為研究對象，根據(jù)平衡條件得鋼絲的拉力為：F1＝mg＝100×10N＝1000N；由題意知，天車突然停車的瞬間，機件開始做圓周運動，其所受合力提供向心力，即：解得：四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、8cm【解析】粒子a板左端運動到P處，由動能定理得代入有關(guān)數(shù)據(jù)，解得，代入數(shù)據(jù)得θ=30°粒子在磁場中做勻速圓周運動，圓心為O，半徑為r，如圖由幾何關(guān)系得聯(lián)立求得代入數(shù)據(jù)解得14、(1)(2)3N【解析】(1)設(shè)小球在C點的速度大小是vC，則對于小球由A→C的過程中，由動能定理得：解得：(2)小球在C點時受力分析如圖由牛頓第二定律得：解得：由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍缐毫Γ篘C′=NC=3N15、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上【解析】（1）當(dāng)R0=1Ω時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解電流強度，由平