2023-2024学年广东省中山一中物理高二上期末统考试题含解析

2023-2024学年广东省中山一中物理高二上期末统考试题注意事项：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、一木块静止在水平桌面上（）A.桌面对木块的支持力和木块受的重力是一对平衡力B.木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球C.木块对桌面压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的D.木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡2、如图所示，方向竖直向下的足够大的匀强电场中有一条与水平方向成θ角的直线MN。现将一个带正电的小球从MN上的P点以初速度v0水平抛出，小球的运动轨道与直线MN相交于Q点（图中未画出）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.v0越大，小球经过Q点的速度方向与水平方向的夹角越大B.v0越大，小球从P点运动到Q点的过程中减少的电势能越小C.小球运动到距离直线MN最远处的时间与v0大小成正比D.小球沿直线MN方向上的分运动为匀速直线运动3、在国际单位制中，磁感应强度的单位是A.安培 B.库仑C.特斯拉 D.韦伯4、如图,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是()A.磁铁对桌面的压力增大 B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁对桌面的压力不变 D.磁铁对桌面有摩擦力5、如图所示，两个固定的带正电的点电荷q1、q2，电荷量之比为1∶4，相距为d，引入第三个点电荷q3，要使q3能处于平衡状态，对q3的位置、电性和电荷量的要求，以下叙述正确的是A.q3在q1和q2连线之间距离q1处，且为负电荷，对电荷量无要求B.q3在q1和q2连线之间距离q1为处，且为正电荷，对电荷量无要求C.q3在q1和q2连线之间距离q1为处，对电性和电荷量均无要求D.q3在q1和q2连线的延长线上，位于q1左侧处，对电性和电荷量均无要求6、一质点做匀变速直线运动的位移随时间的变化的关系式为，x与t的单位分别为m与s，则质点的初速度与加速度分别为（）A.4m/s与2 B.0与4C.4m/s与4 D.4m/s与0二、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、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上．位于D1圆心处的粒子源A能不断产生α粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速．当α粒子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出．忽略α粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是()A.α粒子第n次被加速前、后的轨道半径比为B.若是增大交变电压U，则α粒子的最大动能Ek会变大C.若改变交流电压的周期，仍可用此装置加速氘核D.若只增大交变电压U，则α粒子在回旋加速器中运行的时间会变短8、如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力大小不随时间而变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功9、如图所示,空间存在一匀强电场,其方向与水平方向夹角为30°,A、B连线与电场线垂直,一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球最终落在C点,速度大小仍为v0，且AB=BC，则下列说法中正确的是（）A.电场强度方向沿电场线斜向上B.电场强度大小为C.此过程小球增加的电势能等于D.小球在运动过程中下落的高度为10、科学家研究发现：因太阳风的带电粒子吸附作用，土星环正在消失．这是因为土星环中的带电的冰质颗粒，在土星引力和磁场的作用下坠入土星．假设土星的自转方向以及周围的磁场分布与地球相似，土星环中的所有冰质颗粒在土星赤道上空自西向东公转，除带电冰质颗粒外，剩余土星环中的颗粒轨道半径不变，则可以推断（）A.若土星磁场是因土星带电而形成，则土星带负电B.土星环中带电冰质颗粒受到的洛伦兹力沿轨道半径远离土星球心C.太阳风中的带正电粒子是冰质颗粒主要吸附的粒子D.因土星吸附了带电冰质颗粒，质量变大，在轨运行的土星环的运动周期将变小三、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）有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样。现在要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线。现有下列器材供选用：A．电压表V（0~5V，内阻约10kΩ）；B．电流表A（0~0.6A，内阻约0.4Ω）；C．滑动变阻器R（0~10Ω，2A）；D．学生电源（直流6V）、开关及导线。则：(1)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在下面的方框中画出实验电路图（其中，部分电路已画出）___________________________。(2)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如上图所示，P为上图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是_________A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大C．对应P点，小灯泡的实际功率约为1.08WD．对应P点，小灯泡的电阻约为0.1875Ω12．（12分）（1）某同学对表头G进行改装，已知其满偏电流Ig＝100μA，内阻标称值Rg＝900Ω．先利用定值电阻R1将表头改装成1mA的电流表，然后利用定值电阻R2再将此电流表改装成3V的电压表V1（如图所示）．则根据条件定值电阻R1＝______Ω，R2＝______Ω（2）改装完毕后，用量程为3V，内阻为2500Ω的标准电压表V2对此电压表从零开始全范围的刻度进行校准．滑动变阻器R有两种规格：A．滑动变阻器（0～20Ω）B．滑动变阻器（0～2kΩ）为了实验中电压调节方便，滑动变阻器R应选用______（填“A”或“B”）（3）完成图乙中的校准电路图____要求：滑动变阻器的触头画在开始实验时的位置上）（4）由于表头G上的标称值Rg小于真实值，造成改装后电压表的读数会比标准电压表的读数______．（填“偏大”或“偏小”）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、A【解析】作用在同一物体上的两个力如果大小相等、方向相反，是一对平衡力，A正确；木块对桌面的压力等于木块受的重力，施力物体是木块，是由于木块发生形变而产生的，B错误、C正确；木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是平衡力，D错误2、C【解析】A．由题意可知，带电小球在电场中做类平抛运动，将MN看成斜面，由斜面平抛运动可知，只要落在斜面上，小球速度方向与水平方向夹角一定，故A错误；B．由几何关系可得，所以初速度越大，运动时间越长，竖直方向的位移越大，电场力做功越多，减小的电势能越大，故B错误；C．当小球速度方向与MN连线平行时，小球离MN最远，则有，由运动学公式可得，所以，由于小球受重力与电场力，所以小球合力恒定，加速度恒定，故C正确；D．将小球的初速度和电场力与重力分解到MN方向上可知，小球在MN方向上做匀加速直线运动，故D错误。故选C。3、C【解析】A.在国际单位制中，安培是电流单位，选项A错误；B.在国际单位制中，库仑是电量单位，选项B错误；C.在国际单位制中，特斯拉是磁感应强度的单位，选项C正确；D.在国际单位制中，韦伯是磁通量的单位，选项D错误4、B【解析】ABC．在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，故B正确，AC错误。D．由于导线处于磁铁正中央，磁铁受到的导线的磁场力竖直向上，因此磁铁对桌面没有运动趋势，故没有摩擦力，故D错误。故选B5、C【解析】由题意知，电荷一定在两正电荷之间，根据平衡有：k＝k解得＝即r1＝dq3在q1和q2连线之间距离q1为处，对电性和电荷量均无要求A.q3在q1和q2连线之间距离q1为处，且为负电荷，对电荷量无要求与分析不符，故A项错误；B.q3在q1和q2连线之间距离q1为处，且为正电荷，对电荷量无要求与分析不符，故B项错误；C.q3在q1和q2连线之间距离q1为处，对电性和电荷量均无要求与析相符，故C项正确；D.q3在q1和q2连线的延长线上，位于q1左侧处，对电性和电荷量均无要求与分析不符，故D项错误6、C【解析】匀变速直线运动的位移与时间关系为对照题给表达式可知故选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、AD【解析】回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速α粒子．α粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=比较周期．当α粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据qvB=m求出粒子的最大速度，从而得出最大动能的大小关系【详解】根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式与nqU=mv2，所以α粒子第n次被加速前后的轨道半径之比为，故A正确；根据qvB=m，得．则α粒子最大动能Ek=mv2=，与加速电压无关，故B错误，根据可知，α粒子与氘核在磁场中运动的周期相同，若改变交流电压的周期，所以不能用此装置加速氘核，故C错误；若只增大交变电压U，则α粒子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故D正确；故选AD【点睛】解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能8、ABC【解析】AB.由于电流大小不变，安培力大小不变。根据左手定则，0～时间内，金属棒受到的安培力向右，做匀加速运动；～T时间内，金属棒受到的安培力向左，做匀减速运动，T时刻速度减为零。T～时间内，金属棒受到的安培力向右，做匀加速运动；～2T时间内，金属棒受到的安培力向左，做匀减速运动，2T时刻速度减为零。所以金属棒一直向右运动，速度随时间做周期性变化，故A正确，B正确；C.根据公式F=BIL，安培力的大小随时间周期性变化，故C正确；D.根据动能定理，一个周期内，动能变化量为零，安培力做功为零，故D错误。故选：ABC。9、BCD【解析】A.由题意可知，小球在下落过程中动能不变，而重力做正功，则电场力做负功，而小球带正电，故电场线应斜向下，故A错误；B.由动能定理可知，mgABsin60°=EqBCcos30°，解得：，故B正确；D.将电场力分解为沿水平方向和竖直方向，则有竖直分量中的电场力：F=E′q=mgcos60°=，则物体在竖直方向上的合力：F合=mg+=，则由牛顿第二定律可知，竖直方向上的分加速度：ay=，则下落高度：故D正确；C.此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系可知，小球在沿电场线的方向上的位移：，则电势能的增加量：，故C正确。故选：BCD。10、AD【解析】A项：由土星磁场与地磁场相似，土星磁场的北极为地理南极，土星磁场的南极为地理北极，由土星转动形成环形电流，根据右手螺旋定则可知，土星带负电，故A正确；B项：由于电冰质颗粒坠入土星，洛伦兹力方向与速度方向垂直，所以土星环中带电冰质颗粒受到的洛伦兹力不会沿轨道半径远离土星球心，故B错误；C项：由于冰质颗粒在土星赤道上空自西向东公转，且土星带负电，所以冰质颗粒应带正电，所以太阳风中带负电粒子是冰质颗粒主要吸附的粒子，故C错误；D项：由公式，由于半径不变，质量变大，所以周期变小，故D错误故应选：AD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、①.②.BC【解析】（1）[1]灯泡内阻电压表远大于灯泡内阻，应采用电流表外接法，而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，电路图如图所示（2）[2]AB．图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，故A错误，B正确；C．对应P点，小灯泡的实际功率约为故C正确；D．根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻约为故D错误。故选BC。12、①.100；②.2910；③.A；④.；⑤.偏小；【解析】把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，把嗲刘波改装成电压表需要串联分压电阻，应用串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值；为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据实验电路应用串并联电路特点分析答题【详解】(1)由图示电路图可知：R1=装后电流表内阻：把电流表改装成电压表，串联电阻：；(2)为方便实验操作滑动变阻器应选择最大阻值较小的A；(3)电压表从0开始全范围的刻度进行校准，滑动变阻器应选择分压接法，标准电压表与改装后的电压表并联，电路图如图所示：(4)表头G上的标称值Rg小于真实值，改装后的电流表内阻偏小，改装后的电压表串联电阻偏大，电压表内阻偏大，两电压表并联，由于改装后的电