湖北省部分省级示范高中（四校联考）2022-2023学年高二上学期期末测试物理试题（ 含答案解析 ）

湖北省部分省级示范高中2022～2023学年上学期期末测试 高二物理试卷 一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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，8-11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. 下列关于能量的说法，正确的是（　　） A. 能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们可以容易地把这些内能收集起来重新利用 B. 在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 C. 科学家研究发现，一切与热现象有关宏观自然过程都是可逆的 D. 各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 【答案】B 【解析】 【详解】A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们可以容易地把这些内能的一部分收集起来重新利用，不能全部收集起来重新利用，A错误； B．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的，B正确； C．科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，C错误； D．各种能量在不转化时是守恒的，在转化时也是守恒的，D错误； 故选B。 2. 某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，不能产生磁场的电场是（　　） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，稳定的电场不能产生磁场。可知A不能产生磁场，BCD可以产生磁场。 故选A。 3. 如图所示，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，先到达磁体上端位置N，然后到达磁体中部P，再到达磁体下端位置Q，最后到达下方L。在整个运动过程中，穿过圆环的磁通量最大值在（　　） A. L处 B. Q处 C. N处 D. P处 【答案】D 【解析】 【详解】圆环从M到N过程中穿过圆环的磁感线条数增多，磁通量变大，由N到P的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消。越到中间，外部磁感线越少，故在本过程中，P处磁通量是最大的，而P到Q的过程是N到P的过程的相反的过程，磁通量变小，Q到L的过程，远离磁铁磁通量变小。故P处磁通量最大。 故选D。 4. 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的直角三角形线框abc，，。磁场方向垂直于线框平面，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 导线bc受到的安培力大于导线ac所受的安培力 B. 导线abc受到的安培力的合力大于导线ac受到的安培力 C. 导线ab、ac所受安培力的大小之比为 D. 导线abc受到的安培力的合力方向垂直于ac向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．设ab边电阻为R，则ac电阻为，bc电阻为，由并联分流原理，abc中电流为I，则ac中电流为，则 ， 故A错误； B．abc等效长度等于ac，但电流小于ac电流，则，故B错误； C．由于 ， 所以 故C正确； D．由左手定则可判定方向垂于ac向下，故D错误。 故选C。 5. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路．、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。则下列说法正确的是（　　） A. 将单独接到电源两端时，电源效率最高 B. 将单独接到电源两端时，电源输出功率最低 C. 将、串联后接到电源两端时，电源效率最低 D. 将、并联后接到电源两端时，电源输出功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】AC．根据图像的斜率表示电阻，可知 而纯电阻电路的电源效率为 则外电阻越大，效率越高，因 则将、并联后接到电源两端时，电源效率最低，将、串联后接到电源两端时，电源的效率最高；故AC错误； BD．电源的输出功率为 则当时，输出功率最大，当时，外阻越大输出功率越大，当时，外阻越大输出功率越小，而 故将、并联后接到电源两端时，电源输出功率最大，将、串联后接到电源两端时，电源输出最小，故B错误，D正确。 故选D。 6. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子仅考虑电场力和磁场力，在达到平衡时，离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为240μV，磁感应强度的大小为。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　） A. ，a负、b正 B. ，a正、b负 C. ，a正、b负 D. ，a负、b正 【答案】C 【解析】 详解】根据题意，由平衡条件有 又有 解得 代入数据解得 血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏，则a带正电，b带负电。 故选C。 7. 如图所示的两个半径为R的半圆形中空金属盒、置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狭缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应和重力影响，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则（　　） A. 所加交流电的周期与磁场的磁感应强度B的大小无关 B. 加速电压U越大，粒子最终引出D形盒时的动能就越大 C. 粒子第一次加速后和第四次加速后速度大小之比是1∶2 D. 粒子在D形盒中运动的总时间为 【答案】C 【解析】 详解】A．粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 整理得 要对粒子同步加速，交流电的周期必须与粒子在磁场中的运动周期相等。但是粒子的运动周期与磁感应强度B的大小有关，故A错误； B．粒子最终引出D形盒时，满足 可得 即粒子的最终动能与加速电压U无关，故B错误； C．根据功能关系，粒子第一次加速后和第四次加速后动能大小之比是1∶4，即 整理得 故C正确； D．每次经过狭缝时，电场力做功为，粒子的最终动能为，粒子每转半圈用时，所以粒子在D形盒中运动的总时间为 故D错误。 故选C。 8. 下图中能产生感应电流的是（　　） A. 甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动 B. 乙图中导体框以一定的速度水平向右运动 C. 丙图中环形导线正上方通入逐渐增大的电流 D. 丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲图中两根导体棒以一定的速度向相反方向运动，穿过闭合回路的磁通量增大，可以产生感应电流，故A符合题意； B．乙图中导体框以一定的速度水平向右运动，导体框中的磁通量不变，不能产生感应电流，故B不符合题意； C．根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知环形导线框中的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故C不符合题意； D．丁图中条形磁铁水平向右靠近环形导体，环形导体中磁通量增大，可以产生感应电流，故D符合题意。 故选AD。 9. 如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的电流元（不计重力）放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流产生的磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，构成边长分别为L、、L的等腰直角三角形。则下列判断正确的是（　　） A. 通电金属直导线M在P的磁感应强度大小为 B. 电流元P的电流方向一定垂直纸面向外 C. P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零 D. P的正下方处的合磁感应强度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因为与M和N相互平行的电流元放在位置P，恰好平衡，说明匀强磁场与通电金属直导线M和N的合磁感应强度为零，根据对称性可知，长直导线M和N在位置P产生磁感应强度相等，如图所示 可知通电金属直导线M在P的磁感应强度为 故A正确； B．电流元的电流方向不确定，可能垂直纸面向里也可能向外，故B错误； C．根据对称，P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零，故C正确。 D． P的正下方处，刚好为M、N连线的中点，根据对称性可知，M、N在连线中点处产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消，故P的正下方处的合磁感应强度等于匀强磁场的磁感应强度，即为 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，电源内阻r和灯泡L的电阻R均恒定不变，D为理想二极管，、为定值电阻，电表均为理想电表。闭合S且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表、和A示数变化量的绝对值分别为、和，则下列说法中正确的是（　　） A. 灯泡变暗，电流表示数增大 B. 油滴不动 C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑片向上滑动，其接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路总电流增大，路端电压减小；流过灯泡的电流增大，灯泡两端电压增大，灯泡变亮；根据 可知定值电阻的电压减小，定值电阻的电流减小，根据 可知电流表示数增大，故A错误； B．定值电阻的电压减小，先不考虑极管的单向导电性，则与并联的电容器电压减小，电容器应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，故电容器电荷量不变，根据 可知电容器板间电场强度不变，油滴受力保持不变，油滴静止不动，故B正确； D．根据闭合电路欧姆定律可知 可知 根据 由于总电流变大，定值电阻电流减小，可知电流表示数增大得比总电流多，则有 故有 故D正确； C．将灯泡L电阻看作电源内阻一部分，可知 由于 故有 故C错误。 故选BD。 11. 如图所示，边长为L的正六边形abcdef区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出 B. 从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为 C. 垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为 D. 要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若粒子从ab边中点处垂直ab边射出，则圆心一定在在ab边上，设与ab边交点为g，则圆心在Og的中垂线上，而中垂线与ab边平行，不可能相交，A错误； B．同理做aO垂线出射速度垂线交于f点，即f为圆心，则对于圆心角为60°，所以粒子在磁场中的运动时间为 且 解得 B正确； C．垂直cf向上发射的粒子刚好与能离开磁场时，轨迹与边af相切，则由几何关系得 由 得 联立解得 C正确； D．因为O点距六边形的最近距离为 即此时对应刚好离开磁场的最小直径，所以最小半径为 又 所以最小速度为 D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共56分． 12. 某同学通过实验测量金属丝的电阻率 （1）用50分度游标卡尺在金属丝不同部位测量模截面的直径，测量时应将金属丝卡在图甲游标卡尺的 ___________部位（选填“I”或“II”），其示数为______