2023-2024学年福建省永安一中物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023-2024学年福建省永安一中物理高二第一学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，内阻为1Ω的直流电动机和8Ω定值电阻并联之后接在直流电源上，电源电动势6V，内阻1Ω．开关S闭合后，电动机正常工作，此时理想电压表读数为4V．则下列说法正确的是（）A.流过电动机的电流为4AB.流过电源的电流为4.5AC.电动机的输入功率等于6WD.电动机的输出功率等于5.75W2、“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A，B两位置，如图所示，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，以下判断正确的是（）A.这两颗卫星的向心加速度大小为B.这两颗卫星的角速度大小为C.卫星1由位置A运动至位置B所需时间为D.如果使卫星1加速，它就一定能追上卫星23、一电流表G（表头）的内阻为Rg，满偏电流为Ig，现欲把它改装成量程为1200Ig的电流表，下列方法和判断正确的是（）A.应串联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多B.应串联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多C.应并联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多D.应并联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多4、小明站在电梯里的体重计上，当电梯以1m/s2的加速度加速上升时，体重计的示数（）A.大于小明受到的重力 B.小于小明受到的重力C.等于小明受到的重力 D.等于零5、下列关于摩擦力的说法中正确的是（）A.有弹力必有摩擦力B.有摩擦力必有弹力C.滑动摩擦力的公式F=μFN中的压力FN一定等于重力D.同一接触面上的弹力和摩擦力可能相互平行6、如果人造地球卫星受到地球的引力为其在地球表面时的一半,则人造地球卫星距地面的高度是（已知地球的半径为R）A.R 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、如图甲所示,一正方形导线框置于匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示,则线框中的电流和导线受到的安培力随时间变化的图象分别是(规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,逆时针方向为线框中电流的正方向,向右为安培力的正方向)A.A B.BC.C D.D8、在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是()A. B.C. D.9、所示的电路中，电源电动势为ε、内电阻为r（小于外电路的总电阻），当变阻器R的滑片位于中点时，A、B、C三个小灯泡均正常发光，且亮度相同，则（）A.三个小灯泡中，C灯电阻最大，B灯电阻最小B.当滑片P向左移动时，A、C两灯变亮，B灯变暗C.当滑片P向左移动时，B、C两灯变亮，A灯变暗D.当滑片P向左移动时，电源效率减小10、如图所示，竖直的光滑半圆形轨道，水平直径ac=2R，轨道左半部分处在垂直纸面向里的匀强磁场中，右半部分处在垂直纸面向外的匀强磁场中．将质量为m的金属小球从a点无初速释放，下列说法正确的是A.小球不可能运动到c点B.运动过程中小球内没有感应电流C.运动过程中系统的机械能守恒D.小球最终产生的内能为mgR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）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到__▲_．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是▲．（选填“1”或“2”）方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.（3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=▲，内阻r=▲．（用k、b和R0表示）12．（12分）利用如图所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻（1）现有电压表（0～3V）、开关和导线若干，以及下列器材：A．电流表（0～0.6A）B．电流表（0～3A）C．滑动变阻器（0～20）D．滑动变阻器（0～100）实验中电流表应选用________；滑动变阻器应选用________．（选填相应器材前的字母）（2）在实物图中用笔画线代替导线，按电路图将电路连线补充完整________（3）如上面右图所示，他们根据实验数据绘制出U﹣I图象，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数．由此可以得到，干电池的电动势E＝___V，内电阻r＝____Ω．（结果保留两位有效数字）（4）该实验小组还制作了一个水果电池．他们先将一电压表（量程3V、内阻2000Ω）与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；再将一数字电压表（内阻约为100MΩ）与水果电池的两极相连，读数为0.91V．由以上数据，可估算出该水果电池的内电阻r＝_____Ω（保留三位有效数字）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）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14．（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）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、C【解析】根据内外之和等于电源的电动势和欧姆定律，求出流过电源的电流．由欧姆定律求出灯泡的电流，由总电流与灯泡电流之差求出流过电动机的电流．电动机对外输出的机械功率等于电动机的总功率与内部发热功率之差【详解】对定值电阻：，电动机与灯泡并联，则电动机的电流I电＝I﹣I灯＝2A﹣0.5A＝1.5A，故A错误；电源的输出电压：U＝E﹣Ir，则有：I=2A，故B错误；电动机的输入功率等于P＝UI电＝4×1.5＝6W，故C正确；根据能量转化与守恒定律得，电动机的输出功率P出＝UI电﹣I电2r＝6﹣2.25＝3.75W，故D错误．所以C正确，ABD错误【点睛】本题是含有电动机的问题，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不适用2、C【解析】根据万有引力提供向心力得出加速度与轨道半径的关系；根据万有引力提供向心力，求出角速度的大小，从而求出卫星1由位置A运动到位置B所需的时间；卫星1在轨道上若加速，所受的万有引力不够提供向心力，做离心运动离开原轨道，不会追上卫星2【详解】A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，即：，由万有引力与重力关系，，解两式得：，故A错误；B、由，将上式代入得：，故B错误；C、卫星1由位置A运动到位置B所需时间为卫星周期的，由，得，故C正确；D、卫星1加速后做离心运动，进入高轨道运动，不能追上卫星2，故D错误；故选C3、C【解析】根据电表改装原理可知，电流表G改装成大量程电流表要并联分流电阻，量程扩大倍数n=1200，则并联电阻为，比Rg小得多，根据并联电路的规律可知，电阻越并联，总阻值越小，故改装后电流表的内阻比Rg小得多，故C正确，ABD错误。故选C。4、A【解析】根据“小明站在电梯里的体重计上分析，体重计的示数”可知，本题考查了超重与失重的知识，根据物体具有向上的加速度，物体处于超重状态，物体具有向下的加速度，物体处于失重状态即可进行判断【详解】小明的加速度向上，处于超重，由牛顿第二定律可得：F﹣mg＝ma；故小明受到的支持力为：F＝m（g+a）；根据牛顿第三定律可知，体重计示数为m（g+a）＞mg．故A正确，BCD错误【点睛】明确超重和失重的解决方法是牛顿第二定律，要注意正确受力分析并能根据牛顿第二定律列式是解题的关键5、B【解析】摩擦力的产生必须要粗糙、弹力、有相对运动趋势或相对运动，三个条件必须同时具备．因此A错B对．滑动摩擦力的公式中的压力指的是正压力，若放在斜面上，则不等于重力，C错．弹力垂直于接触面，摩擦力平行于接触面，所以不可能，D错【点睛】本题考查了弹力与摩擦力之间的区别与联系、弹力和摩擦力产生的条件6、C【解析】由万有引力定律得：，，解得r=R，则卫星距地面的高度h=r-R=（-1）R；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、AC【解析】由右图所示B-t图象可知，0-T/2内，线圈中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，沿ABCDA方向，即电流为正方向；T/2-T内，线圈中向里的磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针方向，即电流为负方向；由法拉第电磁感应定律：，由于磁感应强度均匀变化，所以产生的感应电流大小保持不变．故A正确，B错误；0-T/2内，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受到的安培力的方向向右，为正值；T/2-T内，电路中的电流为顺时针，AB边受到的安培力的方向向左，为负值；根据安培力的公式：F=BIL，电流大小不变，安培力的大小与磁感应强度成正比．故C正确，D错误．故选AC点睛：本题考查了判断感应电流随时间变化关系，关键是分析清楚B-t图象，其斜率反应感应电流的大小和方向，应用楞次定律即可正确解题，要注意排除法的应用8、BC【解析】如电子水平向右运动，在A图中电场力水平向左，洛伦兹力竖直向下，故不可能；在B图中，电场力水平向左，洛伦兹力为零，故电子可能水平向右做匀减速直线运动；在C图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下，电子向右可能做匀速直线运动；在D图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向上，故电子不可能做水平向右的直线运动，因此BC正确9、AB【解析】详解】画出等效电路如图：A．对于灯A、B：通过A的电流小于B的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式P=I2R分析可知，A的电阻大于B的电阻。灯C的电压大于A的电压，当两个灯泡的功率相同时，C的电阻大于A的电阻。可见，C灯电阻最大，B灯电阻最小。故A正确。BC．当滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，C灯变亮。流过B灯的电流IB=I-IC，I减小，IC增大，则IB减小，则B灯变暗。A灯的电压UA=U-UB，U增大，UB减小，则UA增大，A灯变亮。故B正确，C错误。D．电源的效率，当滑片P向左移动时，外电阻增大，路端电压U增大，电源效率η增大。故D错误。故选AB。10、AD【解析】ABC.小球左边磁场进入右边磁场过程中，磁通量先向里减小，再向外增加，所以磁通量发生了变化，会产生感应电流，系统机械能不守恒，所以小球不能运动到c点，故A正确，BC错误；D.根据能量守恒，可知小球最终停在最低点b，重力势能全部转化为内能，所以小球最终产生的内能为mgR，故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）最大值；（2）2；（3）【解析】（1）为了预防电路中电流过大，损坏电路，所以需要将电阻箱调到最大，（2）由表格可知，方案1中电阻箱的阻值与定值电阻差别太大，导致电路中电流差别太小；而方案2中电阻箱的阻与与待测电阻相差不多，故可以得出较为合理的电流值，故应选择方案2③由闭合电路欧姆定律可知，变形得：由题意可知，斜率为k，即：，解得；．联立解得：考点：考查了测量电源电动势和内阻实验【名师点睛】测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查12、①.A②.C③.④.1.4V⑤.⑥.【解析】（1）根据电池电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，要选择最大阻值较小的滑动变阻器（2）根据电路图进行连线；（3）电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻（4）根据闭合电路欧姆定律列出等式求解【详解】（1）实验中电流表应选用量程为0.6A的A即可；滑动变阻器应选用阻值较小的C（2）实物连线如图；（3）U-I图像的截距等于电动势，则干电池的电动势E＝1.4V，直线的斜率等于内阻，则内电阻r＝（4）将一电压表（量程3V、内阻2000Ω）与水果电池的两极相连，电压表的读数为0.70V；根据闭合电路欧姆定律列出等式：0.70=×2000再将一数字电压表（内阻约为100MΩ）与水果电池的两极相连，读数为0.91V

91=×100×106，解得：r=600Ω【点睛】本题考查了实验器材的选取、作实验电路图、求