湖北省2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期期中聯(lián)考試題含解析

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求．每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．1.在人類探索自然規(guī)律的過程中，有許多科學(xué)家做出了杰出貢獻．下列說法正確的是（）A.美國物理學(xué)家密立根命名了正電荷和負電荷B.法國物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤實驗裝置，對電荷之間的作用力開展研究，發(fā)現(xiàn)了庫侖定律C.法國物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)D.英國物理學(xué)家法拉第最早發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并指出閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比【答案】B【解析】【詳解】A．美國科學(xué)家富蘭克林命名了正電荷和負電荷，故A錯誤；B．法國物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤實驗裝置，對電荷之間的作用力開展研究，發(fā)現(xiàn)了庫侖定律，故B正確；C．奧斯特最早發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，安培的分子電流假說，認(rèn)為構(gòu)成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流，即分子電流，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，故C錯誤；D．法拉第最早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但指出閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比的是紐曼和韋伯，故D錯誤。故選B。2.如圖所示，以等量正點電荷連線的中點為原點，沿中垂線建立軸，軸上電場強度最大的兩個點記為，將一電子從A點由靜止釋放．下列說法正確（）A.兩點的電場強度相同 B.電子經(jīng)過點時的加速度最大C.電子經(jīng)過點時的速度最大 D.電子在點的電勢能最大【答案】C【解析】【詳解】A．兩點的電場強度大小相同，方向相反，選項A錯誤；BC．電子經(jīng)過點時受電場力為零，加速度為零，速度最大，選項B錯誤，C正確；D．O點電勢最高，則電子在點的電勢能最小，選項D錯誤。故選C。3.油煙危害健康，某品牌的抽油煙機的主要部件是照明燈和抽氣扇（電動機），其中抽氣扇有“強吸”和“弱吸”兩檔，電路連接如圖所示．下列說法正確的是（）A.閉合開關(guān)，抽氣扇處于“強吸”檔B.照明燈燒斷的情況下，不能正常工作C.抽氣扇由“弱吸”擋換成“強吸”擋，其發(fā)熱功率不變D.工作中的抽氣扇因吸入異物出現(xiàn)卡機時，電路消耗的電功率減小【答案】A【解析】【詳解】A．閉合開關(guān)，抽氣扇電壓增加，因此抽氣扇處于“強吸”檔，A正確；B．因照明燈并聯(lián)，因此照明燈燒斷的情況下，能正常工作，B錯誤；C．抽氣扇由“弱吸”擋換成“強吸”擋，電壓增加，電流變大，因此其發(fā)熱功率變大，C錯誤；D．工作中的抽氣扇因吸入異物出現(xiàn)卡機時，電動機變成純電阻電路，回路中的電流將變大，電路消耗的電功率增加，D錯誤。故選A。4.如圖甲所示，驅(qū)動線圈通過開關(guān)S與電源連接，發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的水平發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)．閉合開關(guān)S后，在內(nèi)驅(qū)動線圈的電流隨時間的變化如圖乙所示．在這段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A.驅(qū)動線圈內(nèi)部的磁場方向水平向左 B.發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場方向水平向右C.時發(fā)射線圈的感應(yīng)電流最大 D.時發(fā)射線圈所受的安培力最大【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)安培定則，驅(qū)動線圈內(nèi)的磁場方向水平向右，A錯誤；B．由圖乙可知，通過發(fā)射線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場方向水平向左，B錯誤；CD．時驅(qū)動線圈的電流變化最快，則此時通過發(fā)射線圈的磁通量變化最快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大；同理，時發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最小，但此時磁場最強，安培力不是最大值，故C正確，D錯誤。故選C。5.如圖所示，邊長為正方形線框由四根完全相同的導(dǎo)體棒連接而成，線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直，當(dāng)流入點的電流為時，導(dǎo)體棒受到的安培力大小為，則（）A.邊受到的安培力的大小為 B.整個線框受到的安培力的大小為C.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為 D.整個線框受到的安培力的方向豎直向下【答案】C【解析】【詳解】A．AD邊的電流等于AB電流的3倍，根據(jù)F=BIL可知，AD受到的安培力的大小為3F，選項A錯誤；BD．因AB和CD受安培力等大反向，BC受安培力為F，方向向上；AD受安培力為3F，方向向上，可知整個線框受到的安培力的大小為4F，方向向上，選項BD錯誤；C．AB中的電流為，則根據(jù)F=BIL可得勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為選項C正確；故選C。6.如圖所示，在豎直面內(nèi)按虛線分割為兩個區(qū)域，區(qū)域上部分有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為，虛線部分是一個半圓，半徑為部分是水平直線，長度為．部分為與等高水平直線，長度也為．一群質(zhì)量為、電荷量為的粒子從點以不同的速率豎直向上射入磁場，其中在磁場中運動時間最長粒子的速度是（）（不計粒子的重力）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】粒子在磁場中做勻速圓周運動可得粒子在磁場中的周期粒子在磁場中運動的時間可見，軌跡對應(yīng)的圓心角越大，運動時間越長。從幾何關(guān)系上，過C點做虛線圓弧的切線得切點，若帶電粒子經(jīng)過此切點，所對應(yīng)的圓周運動的圓心角最大則圓心角對應(yīng)粒子的圓周運動半徑代入前面公式可得故選B。7.如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜固定，導(dǎo)軌寬度，傾角為，上端連接一電容器，垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場穿過導(dǎo)軌所在平面．現(xiàn)讓一根質(zhì)量為的導(dǎo)體棒從靜止開始滑下，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量，所有電阻均不計，重力加速度大小為，當(dāng)導(dǎo)體棒下滑的距離為時，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體棒做變加速運動 B.導(dǎo)體棒做勻加速運動，加速度大小為C.導(dǎo)體棒的速度大小為 D.電容器所帶的電荷量為【答案】D【解析】【詳解】AB．電容器兩端電勢差U等于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度大小為v時，有U=BlvΔU=BlΔvΔQ=CΔUΔQ=IΔt根據(jù)加速度定義式可得根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin30°-BIl=ma解得因，可得即導(dǎo)體棒做勻加速運動，故AB錯誤；C．當(dāng)導(dǎo)體棒下滑的距離為時，導(dǎo)體棒的速度大小為選項C錯誤；D．電容器所帶電荷量為選項D正確。故選D。8.圖甲為某一小燈泡的圖線，現(xiàn)將兩個這樣相同的小燈泡并聯(lián)后與一個的定值電阻串聯(lián)，接在內(nèi)阻為、電動勢為的電源兩端，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.中的電流約為 B.的電功率約為C.電源輸出功率約為 D.電源的效率約為75%【答案】BC【解析】【詳解】AB．設(shè)每盞小燈泡的電流為I，兩端的電壓為U，根據(jù)閉合電路歐姆定律即將此函數(shù)關(guān)系的圖像畫在燈泡的U-I圖線上，可看出交點處即為電路的工作點，即此時所以的電功率為P=UI=0.6W故A錯誤，B正確；C．電源輸出功率為故C正確；D．電源的效率為故D錯誤故選BC。9.如圖所示，在區(qū)域足夠大水平勻強電場中，質(zhì)量為、電荷量為的帶正電小球，自點以初速度沿方向在豎直面內(nèi)做直線運動，與水平面的夾角為，重力加速度為，忽略空氣阻力．則（）A.電場方向水平向右 B.電場強度的大小C.小球上升的最大高度 D.小球電勢能增加量的最大值為【答案】BD【解析】【詳解】AB．小球沿OA做直線運動，合力沿OA方向，則電場力水平向左，電場方向水平向左，則可得選項A錯誤，B正確；C．小球上升的最大高度選項C錯誤；D．水平方向最大位移小球電勢能增加量的最大值為選項D正確。故選AD10.如圖甲所示，匝數(shù)匝、邊長為、電阻的正方形金屬線框，用兩根均帶有拉力傳感器（圖中未畫出）的絕緣輕繩懸掛在天花板上．位于線框中間的虛線上方充滿垂直紙面向外磁場，磁感應(yīng)強度變化，電腦顯示每個拉力傳感器的示數(shù)變化如圖乙所示，整個過程中輕繩未斷且線框始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮線框的形變和電阻的變化，下列說法正確的是（）A.的值為 B.線框的重力為C.時間內(nèi)線框的功率為 D.時間內(nèi)通過金屬線框某一截面的電荷量為【答案】AD【解析】【詳解】AB．感應(yīng)電動勢線圈受安培力對線圈則由圖像可得解得k=0.4T/smg=14N故A正確，B錯誤；C．因感應(yīng)電動勢E=2V，則時間內(nèi)線框的功率為故C錯誤；D．時間內(nèi)通過金屬線框某一截面的電荷量為故D正確。故選AD。二、非選擇題（本題共5小題，共60分）11.某同學(xué)按圖甲所示實驗電路進行“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”的實驗，電源為直流穩(wěn)壓電源，他先把開關(guān)S擲向1端，電容器充電完畢后，再把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間的變化情況。（1）圖乙為電容器充電時顯示出的電流隨時間變化的圖像，電容器充電完畢后的電荷量約為______________C（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；電容器的電容約為______________F。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（2）實驗時如果不改變電路其他器材，只將電阻換成另一個阻值較小的電阻進行實驗，充電時間將______________（填“變長”、“不變”或“變短”）；（3）實驗時如果不改變電路其他器材，只將電容器換成另一個電容較大的電容器進行實驗，則得到的圖線與坐標(biāo)軸圈成的面積將______________（填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮竣?②.（或）③.變短④.變大【解析】【詳解】（1）[1]電容器所帶的電荷量在數(shù)值上等于圖像與坐標(biāo)軸所包圍的面積，確定每個小方格所對應(yīng)的電荷量值，縱坐標(biāo)的每個小格為0.2mA，橫坐標(biāo)每個小格為0.4s，則每個小格所代表的電荷量的數(shù)值為曲線下方包含的小正方形的個數(shù)約為40個，由曲線下方的方格數(shù)與q的乘積即得電容器所帶的電荷為[2]根據(jù)得（2）[3]因為電阻阻值越小，對電流阻礙作用越小，因此充電時間會變短；（3）[4]如果不改變電路其他器材，將電容器換成另一個電容較大的電容器，則由電容C增大，電壓U不變，則Q增大，則得到的圖線與坐標(biāo)軸圈成的面積將變大。12.某同學(xué)測量的一段圓柱形合金材料的電阻率，步驟如下：（1）第一步：用螺旋測微器測量其直徑如圖甲所示，圓柱形合金材料直徑為______________；（2）第二步：該同學(xué)先用多用電表歐姆擋“”倍率粗測圓柱形合金材料的電阻的阻值，正確操作后刻度盤上的指針位置如圖乙所示，則測量值是______________；（3）第三步：為了盡可能精確測量圓柱形合金材料的電阻的阻值，該同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示的電路，實驗器材如下：干電池2節(jié)（電動勢，內(nèi)阻不計）；電壓表V（量程，內(nèi)阻為）；定值電阻（阻值為）；滑動變阻器（最大阻值為）；開關(guān)，導(dǎo)線若干。①斷開開關(guān)，連接電路，將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大的一端。將定值電阻和電壓表接入電路；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，使電壓表指針指在滿刻度的處。此時滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為______________；（保留1位小數(shù)）②斷開開關(guān)，保持滑片的位置不變。用替換，閉合開關(guān)后，電壓表指針指在滿刻度的處，則的測量值為______________；（保留1位小數(shù)）③本實驗中若考慮電池內(nèi)阻，對的測量值______________（填“有”或“無”）影響。（4）第四步：測量圓柱形合金材料接入電路中的長度，求出電阻率?！敬鸢浮竣?1.845##1.844##1.846②.50③.90.9④.47.6⑤.無【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的度數(shù)為因為最后一位是估讀，所以讀數(shù)為均可。（2）[2]多用電表歐姆擋讀數(shù)等于指針指示數(shù)乘以倍率，即（3）①[3]由于電壓表的量程是，電壓表指針指在滿刻度的處，所以電壓表示數(shù)為1.5V，電源電動勢，內(nèi)阻不計，所以滑動變阻器兩端的電壓也為1.5V，則滑動變阻器接入電路的阻值等于定值電阻和電壓表并聯(lián)的阻值，即②[4]用替換，閉合開關(guān)后，電壓表指針指在滿刻度的處，電壓表示數(shù)為1.0V，所以滑動變阻器兩端的電壓也為2.0V，則，通過滑動變阻器的電流為與并聯(lián)后的電流等于通過滑動變阻器的電流，即可得③[5]若考慮電池內(nèi)阻，則用滑動變阻器接入電路中的電阻與電源內(nèi)阻之和代替原來的滑動變阻器接入電路中的阻值，計算結(jié)果不變，所以無影響。13.如圖所示，帶電小球A和B（可視為點電荷）放在傾角為的光滑固定絕緣斜面上，A球的質(zhì)量為，所帶電荷量為，B球的質(zhì)量為，所帶電荷量為。沿斜面向上的恒力作用于A球，可使AB保持間距不變沿斜面向上做勻加速直線運動，已知重力加速度為，靜電力常量為，求：（1）加速度的大?。唬?）恒力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)庫侖定律，兩球相互吸引的庫侖力A球和B球的加速度相同，隔離B球，由牛頓第二定律有所以（2）把A球和B球看成整體，AB間的庫侖力為系統(tǒng)內(nèi)力，由牛頓第二定律有所以14.如圖所示，在距離水平地面的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向里的勻強磁場。正方形線框的邊長，質(zhì)量，電阻．現(xiàn)以一定的初速度豎直上拋該線框，當(dāng)線框邊以的速度進入磁場時，再對線框施加豎直向上的恒力，線框恰好做勻速運動．線框全部進入磁場后，立即撤去外力，線框繼續(xù)在磁場中上升一段時間后開始下落，最后落至地面，取，求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大??；（2）線框從開始進入磁場到最高點所用的時間；（3）線框落地時的速度的大?。唬?）整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【詳解】（1）線框邊剛進入磁場時，感應(yīng)電流的大小為線框恰好做勻速直線運動，有解得（2）設(shè)線框進入磁場做勻速直線運動的時間為，有線框全部進入磁場后做豎直上拋運動到最高點，所用時間為所以線框從進入磁場到最高點所用時間為（3）線框從最高點回到磁場邊界時速度大小不變，線