甘肃省肃南县一中2024学年高二物理第一学期期末监测试题含解析

甘肃省肃南县一中2024学年高二物理第一学期期末监测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机，电阻r＝1Ω的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，滑动变阻器R的最大阻值为6Ω，滑片P位于滑动变阻器距下端处，定值电阻R1＝2Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T＝0.02s．闭合开关S，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转动过程中理想电压表示数是5V．下列说法正确的是()A.电阻R1消耗的功率为WB.0.02s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零C.线圈产生的电动势e随时间t变化的规律是VD.线圈从开始计时到s的过程中，通过R1的电荷量为C2、如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点．下列说法中正确的是()A.三个等势面中，等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小3、关于通电导线在磁场中受到的安培力、运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力、通电导线周围产生的磁场方向及闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流的情况分别如图A、B、C、D所示，其中方向关系正确的是()A.B.C.D.4、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A.带电质点在P点的加速度比在Q点的小B.带电质点在P点的电势能比在Q点的大C.带电质点一定从P向Q运动D.三个等势面中，c的电势最高5、如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（）A. B.C. D.6、匀速圆周周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式．走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动．下列钟表均走时准确．一只闹钟的秒针尖端的线速度大小为3×10-3m/s，另一只手表的秒针尖端的线速度大小为8×10-4m/s，则闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为A.15:4 B.4:15C.8:3 D.3:8二、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、如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R=95Ω．线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．则A.A点的电势小于B点的电势B.在线圈位置上感应电场沿逆时针方向C.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05CD.0.1s时间内非静电力所做的功为2.5J8、在空间某区域存在一电场，x轴上各点电势随位置变化情况如图所示，从-x1到x1之间为曲线，其余均为直线，且关于纵轴对称．若在x轴上的电场方向就在轴上，将一个只受电场力作用的带正电的粒子由静止释放后，下列论述正确的是()A.A、B两点的电场强度的大小相等，方向相反B.粒子从A点释放，到O点时加速度为零C.粒子从A点释放，能过B点.D.无论粒子从哪一点释放,都会以最大动能过O点9、如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q的正点电荷．在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q、质量为m的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷运动过程中（）A.速度最大处与底部点电荷的距离是B.速度最大处与底部点电荷的距离是C.运动到B处的速度是D.运动到B处的速度是10、如图在空间分布有x轴平行匀强电场（方向未知），一质量为m、电荷量为q>0的带电小球在电场中的运动轨迹为抛物线ABC,A、C为与x轴的两交点，B为与y轴的交点，直线BD为抛物线的对称轴。,重力加速度为g，则下列选项正确的是A.带电小球在运动过程中机械能守恒B.匀强电场的电场强度大小为C.带电小球在A、C两点的动能大小有D.带电小球在A点加速度为三、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）如图所示，在“探究平行四边形定则”实验中，橡皮条一端固定于A点（1）同时使用两个弹簧测力计通过细绳套将橡皮条的另一端拉到O点，记录两个测力计的读数F1和F2及两细绳的方向．弹簧测力计的示数如图所示，其示数为_____N（2）只用一个测力计通过细绳拉橡皮条，使结点也拉到O点，记下此时测力计的读数F和细绳的方向．本步骤中将结点也拉到O点，是为了____________________________.（3）关于本实验，下列说法正确的是_____A．实验过程中橡皮条必须在两细绳套的角分线上B．橡皮条的伸长量越大越好C．拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好D．拉细绳套时，拉力应尽量与木板平行12．（12分）理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:10，副线圈与阻值R=20的电阻相连。原线圈接在以速度v40m/s向右匀速运动的金属棒两端，金属棒的电阻可忽略不计，棒所切割磁场的边界变化规律为y，副线圈输出交流电的频率为_________；匀强磁场的磁感应强度B=0.25T，则交流电压表的示数为_________；电阻R上消耗的电功率为_________。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，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14．（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L

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、D【解题分析】A、根据电压表示数，结合功率表达式，即可求解；B、从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电压瞬时值最大；C、从线圈处于垂直中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=Emcosωt；D、由电流的平均值可得转过90°的过程中通过电阻R的电荷量【题目详解】滑动片P位于滑动变阻器距下端1/3处，即2Ω，与定值电阻R1=2Ω并联，再与4Ω串联，且电压表示数为5V，则电路中的电流，因此电阻R1电流I1=0.5A；那么阻R1消耗的功率为P=I12R1=0.52×2=0.5W；故A错误；因从线圈处于垂直中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emcosωt，因此0.02

s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为最大值，故B错误；由A选项分析可知，线圈产生感应电动势有效值为E=I（R+r）=1×（5+1）=6V，那么感应电动势的最大值为6V，；因此线圈中感应电动势的瞬时值表达式为：e=6cos100πt（V），故C错误；图示位置磁通量为NBS，从开始计时到1/200s的过程中，由图示位置转过90°角的过程中，磁通量由BS减为零，故磁通量的变化为：△∅=BS，感应电动势的平均值为：．感应电流的平均值为：．则线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量为：，那么经过R1的电荷量为，故D正确．故选D【题目点拨】本题涉及交流电压与交流电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值；瞬时值要注意确定相位，对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定，而通过某一电量时，则用平均值来求2、A【解题分析】由于带正电的粒子只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场场强大.【题目详解】电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，故A正确；带电质点可以由P到Q，也可以由Q到P，由图示条件不能具体确定．故B错误；从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；等势线密的地方电场线密，电场场强大，则P点场强大于Q点场强．则P点的加速大，故D错误；故选A【题目点拨】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化3、D【解题分析】判断通电导线在磁场中受的安培力的方向以及带电粒子在磁场中受洛伦兹力的方向用左手定则；判断通电直导线周围的磁场方向用右手定则；判断闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流用右手定则【题目详解】A图是通电导线在磁场中受到的安培力，由左手定则可知安培力方向应该向上，选项A错误；B图是运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力，根据左手定则可知洛伦兹力的方向应该向上，选项B错误；C图是通电导线周围产生的磁场方向，根据右手定则可知导线的上边磁场向里，下边向外，选项C错误；D图是闭合导体回路中导体棒切割磁感线产生电流，根据右手定则可知，导线中产生的电流向下，选项D正确；故选D.【题目点拨】此题关键要搞清左手定则和右手定则的使用范围，这是易错易混淆的问题，必须要记清楚.4、B【解题分析】A．等差等势面P处密，P处电场强度大，电场力大，加速度大，故A错误；B．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知电荷所受的电场力应向下，则从P到Q的过程中电场力做正功，质点的电势能减小，动能增大，所以P点电势能大，故B正确；C．带电质点可能从P向Q运动，也可能从Q向P运动，故C错误；D．不知道该质点带正电还是带负电，所以不能判断电势的高低的关系，故D错误；故选B.5、D【解题分析】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A错误；B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；C．同时，在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D正确。故选D。6、A【解题分析】两表的秒针周期相同，故两表秒针的角速度之比为1：1；公式v=ωr，闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为：；A.15:4，与结论相符，选项A正确；B.4:15，与结论不相符，选项B错误；C.8:3，与结论不相符，选项C错误；D.3:8，与结论不相符，选项D错误二、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、BCD【解题分析】线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极．A点的电势高于B点的电势，在线圈位置上感应电场沿逆时针方向，选项A错误，B正确；由法拉第电磁感应定律得：，由闭合电路的欧姆定律得：，则0.1s时间内通过电阻R的电荷量为q=It=0.05C，选项C正确；0.1s时间内非静电力所做的功为W=Eq=50×0.05J=2.5J，选项D正确；故选BCD.8、AB【解题分析】利用电场强度与图像的关系来分析【题目详解】图像上各点的切线斜率大小等于电场强度大小，所以A、B两点的电场强度的大小相等；带正电的粒子从A到O点，电势是从高到低，电场力做正功，再从O到A点，电势由低到高，电场力做负功，所以A、B两点的电场强度方向相反，故A正确；B．粒子从A点释放，到O点时，在O点的场强为零，此时粒子加速度为零，故B正确；C．图像关于纵轴对称，正电粒子从A点释放到O点是加速运动，粒子再从O点到B点是减速运动，因距离，所以粒子从A点释放，不能过B点，故C错误；D．因O点的场强为零，电势最低，在到区间内各点的电势都比O点高，因此，只有粒子在到区间哪一点释放,才会以最大动能过O点，故D错误，故选AB．9、BC【解题分析】当点电荷的质量为m时，则在下落过程中受重力和电库仑力，下落到B点时速度为零，由动能定理可得：，即，当点电荷的质量变为3m时，下落到B点时库仑力不变，故库仑力做功不变，由动能定理得，解得；当重力等于库仑力时，合力为零，此时速度最大，，解得，故BC正确，AD错误，故选BC.【题目点拨】由题意可知，电荷在下落过程中受重力、库仑力，由动能定理可得出两力做功的关系；同理可应用动能定理求出当质量变化时B点的速度；通过对过程的分析可得出速度最大处的位置；并通过电场力做功的正负，来判定电势能增加还是降低10、BC【解题分析】A.带电小球运动过程中，重力、电场力做功，电势能和机械能之和守恒，机械能不守恒，故A错误；B.根据抛物线轨迹的对称性，重力和电场力的合力沿BD方向，则：得：故B正确；C.带电小球从A到B的过程中，重力、电场力的合力做负功，带电小球从B到C的过程中，重力、电场力的合力做正功。根据合力的方向可知，从A到B的过程合力做的负功小于从B到C的过程合力做的正功。根据动能定理，带电小球在A、C两点的动能大小有，故C正确；D.合力大小为：根据牛顿第二定律F=ma，得故D错误。故选：BC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.（1）2.60②.（2）使两分力的效果与一个合力的效果相同.③.（3）D【解题分析】第一空.弹簧秤的最小分度为0.1N，根据弹簧秤指针的指示可知，其读数为2.60N；第二空.实验中两次应将结点接至同一点，这样可以使两次拉力作用的效果相同；第三空.实验过程中橡皮条不一定必须在两细绳套的角分线上，选项A错误；橡皮条的伸长量不是越大越好，方便作图即可，故B错误；两条细绳的夹角不是越大越好，以方便作平行四边形为宜．故C错误．拉橡皮