2024届浙江省嘉兴市南湖区第一中学物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

2024届浙江省嘉兴市南湖区第一中学物理高二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,宇宙射线中存在高能带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子就会到达地球,从而给地球上的生命带来危害,根据地磁场的分布特点,判断下列说法中正确的是()A.地磁场对垂直地面射来的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱B.地磁场对垂直地面射来的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极最弱C.地磁场对垂直地面射来的宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D.地磁场对垂直地面射来的宇宙射线无阻挡作用2、如图所示，在竖直平面xoy内，固定一半径为R的光滑绝缘的圆形轨道，圆心在O点，第四象限（含x、y轴）内有水平向右的匀强电场，一质量为m，带电荷量为+q的小球，从图中A点静止释放，沿圆弧内侧轨道运动，第一次恰能通过圆弧轨道的最高点，已知重力加速度为g，则匀强电场的电场强度大小为（）A B.C. D.3、两个完全相同的金属小球A、B，球A所带电荷量为＋4Q，球B不带电。现将球B与球A接触后，移到与球A相距为d处（d远远大于小球半径）。已知静电力常量为k，则此时两球之间相互作用的库仑力大小是（）A. B.C. D.4、如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．质量为m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变（设极板间距远小于R）．下列关于环形加速器的说法中正确的是（）A.环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝B.环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为C.A、B板之间的电压可以始终保持不变D.粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为＝5、如图所示，过山车轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道．质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（）A.处于超重状态B.速度v的大小一定为C.向心加速度方向竖直向下D.座位对游客的作用力为6、如图所示是一欧姆表（多用电表欧姆挡）的结构示意图，虚线框内有欧姆表的内部电路，红、黑表笔分别插入正、负插孔，虚线框内的欧姆表的内部电路图正确的是（）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，直线Oac为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，虚线Obc为这个电源内部热功率随电流I变化的Pr图线，由图可知()A.电源电动势为3VB.电源内阻为2ΩC.当I=2A时,电源输出功率为6WD.当I=2A时,电源内部热功率为4W8、如图所示为正方形，区域有垂直纸面向里的匀强磁场，区域有方向平行的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从点沿方向射入磁场后经过的中点进入电场，接着从点射出电场．若不计粒子的重力，下列说法正确的是A.粒子在磁场中运动的半径为正方形边长的一半B.电场的方向是由指向C.粒子在点和点的电势能相等D.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为9、在电场中把的正电荷从点移到点，电场力做功，再把这个电荷从点移到点，电场力做功。则下列说法正确的是A.、、三点中电势最高的是点B.若把的电荷从点移到点，电场力做功为C.之间的电势差为D.之间的电势差为10、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，取重力加速度为g．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，则下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（）A.mgsinα/IL，垂直斜面向上B.mgcosα/IL，垂直斜面向下C.mgtanα/IL，水平向右D.mg/IL，水平向左三、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“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6V、3W”，其他可供选择的器材有：A．电压表V1(量程6V，内阻约20kΩ)B．电压表V2(量程20V，内阻约60kΩ)C．电流表A1(量程3A，内阻约0.2Ω)D．电流表A2(量程0.6A，内阻约1Ω)E．滑动变阻器R1(0～1000Ω，0.5A)F．滑动变阻器R2(0～20Ω，2A)G．学生电源E(6V～8V)H．开关S及导线若干某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U－I关系曲线如下左图所示(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；（填器材前的序号）(2)在上图的虚线框中画出实验所用的电路图_________；(3)若将该小灯泡接在电动势为6V，内阻为12Ω电源两端，则灯泡实际消耗的功率为________W.12．（12分）为了探究电磁感应现象，某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接．当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏．由此可知：(1)当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、“不动”、“右偏”)；(2)将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针________(填“左偏”、“不动”、“右偏”)，此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)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）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15．（12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

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、B【解题分析】根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向．同时明确粒子受洛伦兹力的大小，分析阻挡作用的强弱【题目详解】高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转．粒子在不同的磁场中，所受到的洛伦兹力大小不一，而磁场在南、北两极的磁场几乎与地面垂直，在赤道附近磁场的方向几乎与地面平行，结合洛伦兹力的特点可知，地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强；故B正确，ACD错误故选B.2、B【解题分析】小球恰好通过最高点，则有：，解得小球在最高点的速度为：，小球从A点到最高点的过程中，根据动能定理可得：，解得：，故B正确ACD错误。故选B。3、B【解题分析】接触后两球将电量平分，即再由库仑定律，得故B正确，ACD错误；故选B。4、B【解题分析】因粒子每绕行一圈，其增加的能量为qU，所以，绕行第n圈时获得总动能为，得第n圈的速度．在磁场中，由牛顿第二定律得，解得，所以，A错误、B正确；如果A、B板之间的电压始终保持不变，粒子在A、B两极板之间飞行时，电场力对其做功qU，从而使之加速，在磁场内飞行时，电场又对粒子做功－qU，从而使之减速．粒子绕行一周电场对其所做总功为零，动能不会增加，达不到加速效果，C错误；根据得，得，D错误；故选B【题目点拨】此题考查带电粒子在电场力作用下运动问题，电场力做功从而获得动能，掌握动能定理、牛顿第二定律与向心力公式的应用，掌握粒子做匀速圆周运动的周期公式，及运用数学的通项式；此题不仅考查物理基本规律的运用，也考查数学计算能力.5、C【解题分析】游客做圆周运动，在最高点，受重力和轨道的压力，合外力提供向心力，合外力向下，加速度竖直向下，游客处于失重状态，故A错误，C正确；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；只有当N=0时，v=，故B错误；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；解得：N=m-mg，故D错误．故选C点睛：本题主要考查了向心力公式的直接应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，知道当加速度方向向上时，处于超重状态，当加速度方向向下时，处于失重状态，难度不大，属于基础题6、A【解题分析】红表笔插在正极孔中，与内部电源的负极相连，黑表笔与电源的正极相连。【题目详解】由于要保证电流在表头中红进黑出，故红表笔应接电源的负极，黑表笔接电源的正极；并且在测量电阻时要进行欧姆调零；故应串接滑动变阻器；故A正确，BCD错误。【题目点拨】本题考查了欧姆表的内部结构，要记住电流从红表笔进，从黑表笔出。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、AD【解题分析】根据电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的区别及交点的含义，根据功率公式可求得电源内阻消耗的功率以及电源输出的功率【题目详解】从图象可知：有两个交点．O点处是没有通电，而c处它们的电功率相等，说明外电阻没有消耗功率．因此电流为3A时，外电阻阻值为零．由P=I2r可算出r=Ω=1Ω，所以内阻的阻值为1Ω．在c点时，外电阻为0，所以电动势E=Ir=3×1V=3V，所以A正确，B错误；当电流等于2A时，电源的输出功率P出=EI-I2r=3×2-4×1=2W；故C错误；当电流等于2A时，电源内部热功率P=I2r=22×1=4W，故D正确．故选AD【题目点拨】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义8、AD【解题分析】根据“为正方形，区域有垂直纸面向里的匀强磁场，区域有方向平行的匀强电场”可知，考查了带电粒子在复合场中的运动；粒子在电场中做类似平抛运动，根据类似平抛运动的分位移公式列式求解电场强度，根据分速度公式列式求解末速度；在磁场中做匀速圆周运动，画出临界轨迹，结合牛顿第二定律和几何关系分析即可【题目详解】A、一带电粒子从d点沿da方向射入磁场后经过bd中点e进入电场，由对称性可知，粒子从e点进入电场的速度水平向右，粒子的运动轨迹的圆心角为90°，故粒子在磁场中运动的半径为正方形边长的一半，故A正确；B、由于粒子带负电，进入电场后弯向上方，受力向上，则电场方向就向下，由b指向c，故B错误；C、由于磁场对粒子不做功，所以de两点的动能相等，但从e到b电场力做正功，动能增加，所以bd两点的电势能不相等，故C错误；D、在磁场中偏转90°，时间，而在电场中运动的时间，两者比值为，故D正确【题目点拨】明确粒子的运动规律，画出运动的轨迹是解题的关键9、BC【解题分析】ACD．根据题意：解得：零电势的选取是任意的，题中未指定零电势，所以假设，则，，所以C点电势最高，故AD错误，C正确；B．据电势差与电势关系可得：则将另一电荷由A移到C电场力做功：故B正确。10、AD【解题分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向【题目详解】外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，根据平衡条件，在平行斜面方向，有：mgsinα=BIL，解得：B=，故A正确；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，不能处于平衡状态，故B错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向右，则安培力竖直向下，不可能处于平衡状态，选项C错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左，则安培力竖直向上，根据平衡条件，有：mg=BIL，解得：B=，故D正确；故选AD【题目点拨】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向能利用平衡条件解答此类问题三、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.A②.D③.F④.⑤.0.67W【解题分析】（1）灯泡额定电压为6V，电压表选择A；由图甲所示图象可知，最大电流为0.5A，电流表选择D；为方便实验操作，滑动变阻器应选择F（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻约为R==12Ω，电流表内阻为1Ω，电压表内阻为20kΩ，相对来说电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示（3）在同一坐标系内作出电源的U-I图象如图所示；两图象的交点坐标值是该电源给灯泡供电时灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由图象可知，灯泡两端电压U=2.1V，电流I=0.32A，灯泡实际功率P=UI=2.1V×0.32A=0.67W【题目点拨】本题考查了实验器材的选择、作实验电路图、求灯泡实际功率；电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法12、①.右偏②.左偏③.相同【解题分析】(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，接入电路的电阻变小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏；(2)将线圈A拔出时,穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏；根据楞次定理的“增