天津市重点中学2024年物理高二上期末经典试题含解析

天津市重点中学2024年物理高二上期末经典试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、一匀强电场的方向竖直向下，时刻，一重力不计的带正电粒子以一定初速度水平射入该电场中，时刻该带电粒子的动能为Ek，则Ek–t关系图象可表示为（）AB.C.D.2、如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r<R，C为滑动变阻器的中点．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是A.R2消耗的功率变小B.R3消耗的功率变大C.电源的总功率变大D.电源内阻消耗的功率变小3、如图所示，单匝闭合金属线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为，线框中的最大感应电动势为，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法正确的是A.当穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为B.图示位置磁通量变化率为零C.线框转动的角速度为D.线框在图示位置感应电流的方向为4、如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度L＝0.2m，导线中电流I＝1A．该导线所受安培力F的大小为()A.0.01N B.0.02NC.0.03N D.0.04N5、面积是的矩形导线框，放在一磁感应强度为且范围足够大的匀强磁场中，线框平面与磁场方向成30°，则穿过导线框所围面积的磁通量为（）A. B.C. D.BS6、某同学采用如图所示的电路给一个小电动机供电，电动机线圈的电阻为r，电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。电流表和电压表均可视为理想电表，电动机的机械功率为（）A. B.I2rC.UI－I2r D.UI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，ab是匀强磁场的边界，质子()和α粒子()先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界夹角均为45º，并都到达d点．不计空气阻力和粒子间的作用．关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是()A.质子和α粒子运动轨迹相同B.质子和α粒子运动动能相同C.质子和α粒子运动速率相同D.质子和α粒子运动时间相同8、边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域．磁场区域的宽度为d（）．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是（）A.金属框中产生的感应电流方向相反B.金属框所受的安培力方向相反C.进入磁场过程的所用的时间等于穿出磁场过程的时间D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量9、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）A.磁感线和电场线都是一些互相平行的直线B.磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线C.磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D.电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱10、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则受磁场影响的物理量是（）A.速度 B.加速度C.位移 D.动能三、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）用伏安法测量一个阻值未知的电阻Rx，先用多用表的欧姆挡粗略测量其阻值，具体做法是：把多用表的选择开关置于“10”挡，然后将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使得表针指向“0Ω”．将红、黑表笔分别与被测电阻Rx两侧接触，结果发现，指针最终停留在欧姆表的“0”和“1”刻度之间（1）关于欧姆表的使用以及被测电阻Rx的阻值，下面说法正确的是___A.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“1000”挡B.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“100”挡C.测电阻时，选择的倍率不合适，应该换用“1”挡D.使用欧姆挡测电阻时，每次更换倍率后都应该重新进行“欧姆调零”操作（2）若给出的实验器材中有：干电池组（电动势6V），一只阻值为2.9104Ω的定值电阻R，一个最大阻值为20Ω的滑动变阻器，还有两只电流表，其中电流表A1的量程为0.6A，内阻大约为0.1Ω，电流表A2的量程为0.1mA，内阻为1000Ω，根据所给实验器材完成电路图的实物连接___（3）若改变滑动变阻器的滑动触头，发现当电流表A1的读数为0.4A时，电流表A2的指针正好偏转了满刻度的，在这种情况下，被测电阻Rx的测量值为___Ω（保留一位有效数字）12．（12分）在用伏安法测某元件的伏安特性实验中，小张同学将采集到的数据记录到了坐标图上如图甲所示，完成下列问题请在图甲中绘出伏安特性曲线____，并由此图线得出该电阻的电阻值______除了待测元件、导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A.电压表量程3V，内阻约B.电压表量程15V，内阻约C电流表量程，内阻约D.电流表量程3mA，内阻约E.滑动变阻器，额定电流F.滑动变阻器，额定电流G.滑动变阻器，额定电流H.电源电动势为，内阻约为I.电源电动势为，内阻约为根据所绘伏安特性曲线，为了调节方便，测量准确，实验中应选用的器材是______填器材前面的字母根据所选器材，按要求补充完善图乙所示实物连线______，实验前变阻器的滑片P应置于最______填“左”或“右”端四、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）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L15．（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、D【解题分析】带电粒子垂直进入电场后做类平抛运动，在沿电场方向上，向下做初速度为零的匀加速直线运动，故沿电场方向上的速度为：，故t秒时粒子的动能为，则说明Ek–t关系图象为一条抛物线，时间为零时，粒子动能不为零，故D正确ABC错误。故选D。2、C【解题分析】C为滑动变阻器的中点，滑动头在此点时，总电阻最大，将滑动变阻器的滑片由c点向a滑动，总电阻减小，总电流增大，R1和电源内阻分的电压增大，电源内阻消耗的功率变大，并联电路电压减小，R3所在支路电阻增大，电压减小，故电流减小，R3消耗的功率减小，而R2的电流增大，所以R2的功率增大，由公式可知，电源总功率变大，故选C3、C【解题分析】矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中的感应电动势e随于时间t的变化规律可得，线圈从垂直中性面开始计时；磁通量最小时，磁通量变化率最大；并根据，即可求得角速度的关系式；【题目详解】A、矩形线圈在磁场中转动，穿过的磁通量发生变化，线圈从垂直中性面开始计时，则产生感应电动势的瞬时表达式为，当磁通量为的时刻，则，所以线框中的感应电动势为，故A错误；B、图示位置磁通量为零，磁通量变化率最大，故B错误；C、根据，即可求得角速度的关系式，故C正确；D、根据右手定则可得线框在图示位置感应电流的方向为，故D错误；故选C4、D【解题分析】根据F=BIL可知导线所受安培力F的大小为F=0.2×1×0.2N=0.04N，故选D.5、C【解题分析】线框平面与磁场方向成30°，根据磁通量的定义为穿过线圈平面的有效的磁感线条数，有：；故C正确，ABD错误。故选C。6、C【解题分析】电动机消耗的总功率P=IU电动机的热功率：Pr＝I2r则输出的机械功率P输出=P-Pr=IU-I2r故C正确，ABD错误。故选C。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、AB【解题分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，质子和α粒子从同一点沿相同的方向射入磁场，然后从同一点离开磁场，则它们在磁场中的运动轨迹相同，故A正确；两粒子的运动轨迹相同，则它们的轨道半径r相同，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，粒子动能：，质子与α粒子的电量分别为e和2e，质量之比为1：4，轨道半径r、磁感应强度B都相等，则EK质子=EKα粒子，故B正确；由牛顿第二定律得：，解得：，质子与α粒子的电量分别为e和2e，质量之比为1：4，轨道半径r、磁感应强度B都相等，则：，故C错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期：，质子与α粒子的电量分别为e和2e，质量之比为1：4，磁感应强度B都相等，则：，两粒子的运动轨迹相同，粒子在磁场中转过的圆心角θ相同，粒子在磁场中的运动时间：，，故D错误；故选AB点睛：本题考查了粒子在磁场中的运动，根据题意确定两粒子的轨迹关系与轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律、动能计算公式、周期公式进行分析即可正确解题8、AD【解题分析】A．根据右手定则，进入时电流方向顺时针方向、穿出时电流方向为逆时针方向，所以两种情况电流方向相反，故A正确；B．由左手定则可得进入时安培力方向水平向左，穿出时，安培力方向水平向左，总阻碍导线的运动，所受的安培力方向相同，故B错误；C．由于线圈匀速进入磁场，感应电流消失，安培力消失，故继续做加速运动，出磁场时速度大于原来的速度，所以平均速度不同，故所用时间不同，故C错误；D．根据功能关系可知，进入磁场产生的热量穿出磁场过程外力做正功，线框动能减小，则有可知故D正确。故选AD。9、BD【解题分析】磁感线和电场线都可以是直线，也可以是曲线，且不一定是平行的，选项A错误；磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线，选项B正确；磁感线是闭合的曲线；电场线起始于正电荷，终止于负电荷或者无穷远，选项C错误；电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱，选项D正确；故选BD.10、ABC【解题分析】AD．洛伦兹力方向总是与带电粒子的运动方向垂直，对带电粒子总不做功，根据动能定理，洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，只改变粒子速度的方向，故可以改变速度，不改变速率和动能，故A正确，D错误；B．带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小不变，而方向时刻在改变，所以加速度在变化。故B正确；C．粒子在洛伦兹力作用下做曲线运动，则粒子的位移不断变化，选项C正确。故选ABC。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.CD②.③.5【解题分析】（1）用欧姆表测电阻要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，根据题意分析答题（2）没有电压表，可以把已知内阻的电流表与定值电阻串联改装成电压表测电压，另一个电流表测电路电流，根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图（3）根据题意求出待测电阻两端电压，然后应用欧姆定律求出待测电阻阻值【题目详解】（1）多用表的选择开关置于“×10”挡，测待测电阻阻值时，指针最终停留在欧姆表的“0”和“1”刻度之间，指针偏角太大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应选择欧姆×1挡，然后进行欧姆调零再测电阻阻值，故CD正确，AB错误；故选CD（2）把已知内阻的电流表A2与定值电阻阻值串联测电压，由题意可知，滑动变阻器最大阻值远大于待测电阻阻值，滑动变阻器可以采用限流接法，实物电路图如图所示：（3）待测电阻两端电压：U=IA2（Rg+R）=×0.1××10-3×（2.9×104+1000）=2V，待测电阻阻值：；【题目点拨】本题考查了欧姆表的使用方法与注意事项，要掌握常用器材的使用方法、注意事项与读数方法；把电流表与分压电阻串联可以把电流表改装成电压表；根据题意应用欧姆定律即可解题12、①.②.③.ADEI④.⑤.右【解题分析】（1）[1][2]用一条直线连接，让尽量多的点落在直线上，如图；从直线上选取一点如I=1mA时．U=2.3V，此时：（2）[3]根据实验数据可知，电压表选择A；电流表选D；电源选择I2；滑动变阻器接成分压电路，故选阻值较小的G；（3）[4][5]由电压表、电流表及电阻的阻值关系可知，应采用电流表外接；电路连线