2023-2024学年安徽省合肥市长丰中学高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年安徽省合肥市长丰中学高二物理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、下列说法中正确的是（）A.随地球自转的物体在地球上任意位置受到地球对该物体的万有引力都大于其重力B.磁悬浮列车运行过程中悬浮于轨道上方，所以运行的磁悬浮列车为失重状态C.射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力D.法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线形象地描述电场2、下列说法正确的是（）A.法拉第提出的“分子电流”假说，揭示了磁现象的电本质B.元电荷e的数值最早是由库仑用实验测得的C.奥斯特发现了电流的磁效应D.静电力常量是卡文迪许通过扭秤实验测得的3、如图所示，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m．某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动．这列波的波长可能是A.m B.mC.2m D.3m4、下列物理量中属于标量的是（）A.周期 B.向心加速度C.线速度 D.磁感应强度5、由我国自主建造的天宫空间站将于2022年投入运行，届时可以在完全失重的环境下开展系列科学研究。若飞船质量为2.0×103kg，飞船推进器的推力F为500N，飞船与空间站对接后，推进器工作10s，飞船和空间站的速度增加0.05m/s，则（）A.对接前应使飞船和空间站处于同一轨道B.推进过程中，飞船对空间站的力大于空间站对飞船的力C.空间站的质量为105kgD.飞船对空间站的推力为490N6、两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（）A.两电阻的阻值大小关系为R1小于R2B.两电阻并联在电路中时，R1的电流小于R2的电流C.两电阻串联在电路中时，R1两端电压等于R2两端电压D.两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压二、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，空间存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，电场强度大小为E=，电场方向和磁场方向相互垂直．在此电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，且小球电量保持不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小球的初速度为v0=B.若小球的初速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速C.若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的加速运动，最后匀速D.若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为8、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离为2L，极板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子不计重力，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度V水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，粒子的速率可以为A. B.C. D.9、有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势随x的分布如图所示．一质量为m、带电量为−q的粒子只在电场力的作用下，以初速度v0从x=0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动，则下关于该粒子运动的说法中正确的是（）A.粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动能逐渐增大B.粒子从x=x1处运动到x=x3处的过程中电势能逐渐减小C.欲使粒子能够到达x=x4处，则粒子从x=0处出发时的最小速度应为D.若，则粒子在运动过程中的最小速度为10、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正方向为场强的正方向．下列说法中正确的是A.该电场可能是由一对分别位于x2和－x2两点的等量异种电荷形成的电场B.x2和－x2两点的电势相等C.正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小D.原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差三、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）某同学用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻．已知该待测电池的电动势约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA；电阻箱R的最大阻值为999.9Ω，定值电阻R1的阻值为200Ω（1）某次测量时，电压表和电阻箱的示数分别如图乙、丙所示，其读数分别为________V和_________Ω（2）选择定值电阻R1时，实验小组发现电阻的额定功率有以下几种规格：A．WB．WC．1W应选___（选填“A”“B”或“C”）规格的定值电阻，依据是____________________（3）根据实验测得的多组电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R，以为纵坐标，为横坐标，作—图线如图丁所示．根据图线可求得待测电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω．（均保留两位有效数字）12．（12分）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向（1）在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路_______（2）将线圈插入线圈中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是_________A.插入铁芯FB.拔出线圈C.使变阻器阻值R变大D.使变阻器阻值R变小四、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）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，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

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【解析】A.地球上随地球一起自转的物体，在两极以外的区域，万有引力的一个分力充当向心力，另一分力是重力，两分力间夹角小于直角，万有引力大于重力；在两极地区，向心力为零，则万有引力等于重力；故A错误。B.磁悬浮列车处于悬浮状态，在竖直方向受力平衡，不是失重状态，故B错误。C.β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子，它具有中等的穿透能力，故C错误。D.英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出电场线和磁感线来形象表示电场和磁场，故D正确。2、C【解析】A．安培提出的“分子电流”假说，揭示了磁现象的电本质，故A错误；B．元电荷e的数值最早是由密立根用油滴实验测得的，故B错误；C．奥斯特发现了通电导线周围的小磁针发生偏转，发现了电流的磁效应，故C正确；D．静电力常量是库伦通过扭秤实验测得的，故D错误。故选C3、C【解析】据题质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则ab间距离与波长的关系为：，n=0，1，2，3…则得当n=0时，λ=2m；当n=1时，λ=0.4m；当n=2时，λ=m；A.m，与结论不相符，选项A错误；B.m，与结论不相符，选项B错误；C.2m，与结论相符，选项C正确；D.3m，与结论不相符，选项D错误4、A【解析】向心加速度、线速度和磁感应强度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而周期只有大小无方向，是标量；故选A.5、D【解析】A．根据卫星变轨知识可知，飞船和空间站处于同一轨道上，飞船加速，将做离心运动，到高轨道上，不能对接，故A错误；B．根据牛顿第三定律可知，飞船对空间站的力与空间站对飞船的力是相互作用力，等大反向，故B错误；C．根据动量定理可知：代入数据解得空间站的质量为：M＝9.8×104kg故C错误；D．对空间站，根据动量定理得：M△v＝F′t解得飞船对空间站的推力为490N，故D正确。故选D。6、A【解析】A．由图可知，当电流相同时，R2两端的电压大于R1两端的电压，即U2＞U1，由，可知所以当电流相同时，电压越大，导体的电阻就越大，即R2＞R1．故A正确B．两电阻并联在电路中时，电压相等，根据，可知R1的电流大于R2的电流．故B错误CD．两电阻串联在电路中时，电流相等，根据A的分析可知：即U2＞U1．故CD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、ABD【解析】小球受重力、摩擦力（可能有）、弹力（可能有）、向右上方的洛伦兹力、向左的电场力，当受到的合外力等于0时，小球做匀速直线运动．当小球受到的合外力不为0时，要判断出支持力的方向，明确支持力的大小随洛伦兹力的变化关系，然后做出判定【详解】对小球进行受力分析如图，电场力的大小：F=qE=，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力：FG+F==2mg，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg．所以．故A正确；若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg＞FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动．故B正确．若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=mg＜FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止．故C错误；若小球的初速度为，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以．故D正确．故选ABD【点睛】本题考查小球在混合场中的运动，解答的关键明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动情况，要知道小球何时做加速度减小的减速运动，何时做加速度增大的减速运动，当加速度减为零时，做匀速运动8、AB【解析】根据“欲使粒子不打在极板上”可知，本题考查带电粒子在有界磁场中运动的问题，根据沦洛伦兹力提供向心力得到粒子做圆周运动的半径和粒子速度的关系，运用几何关系求出轨迹半径，列式计算.【详解】欲使粒子不打在极板上，如图所示，带正电的粒子从左边射出磁场时，其在磁场中圆周运动的半径.粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，即：可得粒子做圆周运动的半径：所以粒子不打到极板上且从左边射出，则：即：.带正电的粒子从右边射出，如图所示，此时粒子的最小半径为r，由上图可知：；可得粒子圆周运动的最大半径：则：，即：故欲使粒子不打在极板上，粒子的速度必须满足或，故A、B正确，C、D错误；故选AB.【点睛】带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，需要找圆心，画轨迹，求半径，算时间.9、BD【解析】A．处的电势大于处的电势，粒子带负电，在高电势处电势能小，在低电势处电势能大，故从0--过程中电势能增大，电场力做负功，动能减小，故A错误；B．从过程中电势一直增大，故粒子的电势能逐渐减小，B正确；C．根据电场力和运动的对称性可知：粒子如能运动到处，就能到达处，当粒子恰好运动到处时，由动能定理得：解得即粒子从x=0处出发的最小速度应为，C错误；D．若，粒子运动到处电势能最大，动能最小，由动能定理得：解得最小速度为：故D正确故选BD。10、BD【解析】根据等量异种电荷形成的电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向是相同的，而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，A错误；由于和两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到和从O点到电势降落相等，故和两点的电势相等，B正确；由图可知，从到x3电场强度始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同，所以电场力做正功，电势能逐渐减小，C错误；和两点的电势相等，原点O与两点之间的电势差等于原点O与两点之间的电势差，与两点之间的电势差等于与两点之间的电势差，所以原点O与两点之间的电势差大于-x2与两点之间的电势差，D正确三、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、①.8.2②.180.0③.C④.定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/4W⑤.9.3（9.1~9.5之间）⑥.51（49~53之间）【解析】(1)如图乙所示，电压表的示数为：8.2V，如图丙所示，电阻箱的阻值为：180.0；(2)定值电阻在电路中的最大功率为：，所以应选C，依据为定值电阻在电路中消耗的功率会超过1/4W；(3)由实验原理变形得：，由图象可得：，解得：，12、①.图见解析②.AD【解析】（1）根据实验原理进行实物图连接即可；（2）根据题意确定电流表指针偏转方向与磁通量变化的关系，然后根据磁通量的变化判断即可；【详解】（1）将线圈和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电源、线圈串联而成另一个回路即可，实物图如下所示：（2）当线圈插入线圈中，闭合开关S瞬间，穿过线圈的磁通量增强，从而使电流计指针右偏，当插入