2023-2024学年杭州第十三中学物理高二第一学期期末考试试题含解析

2023-2024学年杭州第十三中学物理高二第一学期期末考试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上，空间存在着水平方向的匀强磁场，在水平恒力F的作用下，甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动，在加速运动阶段（）A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间的摩擦力不变C.甲、乙向左运动的加速度不断减小D.甲对乙的压力不断减小2、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量和电荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁场后分别从b、e两点射出，不计粒子重力。下列说法正确的是A.两粒子都带正电B.从e点射出的粒子速率是从b点射出粒子的两倍C.从b点射出的粒子在磁场中运动时间较长D.从e点射出的粒子在磁场中运动时间较长3、向心力演示器如图所示．转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小．现分别将小球放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与半径的关系，下列做法正确的是A.皮带分别套在塔轮2和3大小不同的圆盘上，用质量不同的钢球做实验B.皮带分别套在塔轮2和3大小不同的圆盘上，用质量相同的钢球做实验C.皮带分别套在塔轮2和3大小相同的圆盘上，用质量不同的钢球做实验D.皮带分别套在塔轮2和3大小相同的圆盘上，用质量相同的钢球做实验4、如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，下列说法正确的是A.A、B间的动摩擦因数为0.2B.系统损失的机械能为4JC.木板A的最小长度为1.5mD.木板获得的动能为1J5、如图为同种电荷在同一有界磁场中运动的四条轨迹，那么可以判断（）A.运动速率v1>v2>v3>v4 B.运动速率v1<v2<v3<v4C.运动时间t1>t2>t3>t4 D.运动时间t1<t2<t3<t46、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是12Ω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、关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是（）A.变压器既可以改变交流电压也可以改变稳恒直流电压B.经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关C.真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用8、如图，电路中定值电阻R大于电源内阻r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量绝对值为△I，则A.V1、V2、V3示数都增大 B.电流表的示数增大C.△U3大于△U2 D.△U1与△I比值大于r9、如图所示，M、N为同一水平面内的两条平行长导轨，左端串联电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，杆和导轨的电阻不计，且杆与导轨间无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中．现对金属杆ab施加一个与杆垂直的水平向右的恒力F，使杆从静止开始运动．在运动过程中，杆的速度大小为v，杆所受安培力为F安，R中的电流为I，R上消耗的总能量为E总，则下列关于v、F安、I、E总随时间变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.10、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子（不计重力）以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U、B、比荷（）、v0的变化情况为（）Ad随v0增大而增大，d与U无关B.d随v0增大而增大，d随U增大而增大C.d随U增大而减小，d与v0无关D.d随B增大而减小，d随比荷增大而减小三、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）n匝线圈组成的电路中，磁通量的变化率为，感应电动势的大小E=____________；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________12．（12分）前面又是红灯，幸好，倒计时3s，这次不用等。正想着，小明的身体就向后倒去，然后又突然向前栽去，整个车身腾腾腾的剧烈颤抖，原来是司机抢灯加速，前面也正好有一个行人抢灯过人行道，还好司机反应快，踩了急刹车。小明想起曾经看到的汽车撞人的视频，人被撞飞了，人飞出的速度比车速还要快。小明想起在学校实验室做的“验证动量守恒定律”实验，就是用质量大的小球撞质量小的小球，装置如下图所示。实验时先使质量为的A球从斜槽上某一固定点G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，然后把质量为的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，得到了如图所示的三个落地处。①请在图中读出__________cm。②由图可以判断出R是__________球的落地点，是__________球的落地点。③为了验证碰撞前后动量守恒，只需验证表达式______________________________。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、B【解析】ABC．甲、乙两物块间没有相对的滑动，是静摩擦力，由于乙与地面之间的没有摩擦力，整体的加速度不变，所以对于甲来说，静摩擦力作为合力产生加速度，由于整体的加速度不变，所以甲、乙两物块间的摩擦力不变，故A错误，B正确，C错误；D．甲带正电，在向左运动的过程中，受到的洛伦兹力的方向向下，所以对乙的压力变大，故D错误。故选B2、C【解析】A．由图和左手定则可知，向上偏的粒子带正电，向下偏的带负电，故A错误；B．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有得设正六边形的边长为a，如图分析可得得所以速率之比等于半径之比即为3:1，故B错误；CD．粒子在磁场中运动的时间为因两粒子的质量和电荷量都相等，同一个磁场，故它们在磁场中运动的时间与转过的圆心角α成正比，因θ1＞θ2，故从b点射出的粒子在磁场中运动时间较长，故C正确，D错误。故选C。3、D【解析】要探究小球受到向心力大小与半径的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的角速度不变；【详解】根据公式，要研究小球受到的向心力大小与半径的关系，需控制小球的质量和角速度不变，故应将皮带分别套在塔轮2和3大小相同的圆盘上，这样二者角速度相等，同时用质量相同的钢球做实验，故选项D正确，ABC错误【点睛】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变4、D【解析】根据斜率求出B的加速度大小，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数，由图能读出木板获得的速度，根据动量守恒定律求出木板A的质量，从而求解木板获得的动能，根据A和B的初、末机械能来求解系统损失的机械能，根据“面积”之差求出木板A的长度；【详解】A．由图示图象可知，B的加速度：，负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得：，代入解得，，故A错误；BD．由图示图象可知，木板获得速度为，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得木板A的质量为，木板获得的动能为：系统损失的机械能为，故B错误，D正确；C．由图得到：内B位移为A的位移为，木板A的最小长度为，故C错误【点睛】本题属于木块在木板上滑动类型，既考查读图能力，也考查运用牛顿第二定律、功能关系处理复杂力学问题的能力5、B【解析】AB．粒子受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力提供向心力，则：可得：由图可知粒子做圆周运动的轨道半径关系：又由于粒子是同种电荷，比荷相同，则有：故A错误，B正确；CD．粒子受到洛伦兹力的作用做圆周运动，粒子在磁场中运动的时间为：由图可知粒子做圆周运动的圆心角关系为：所以粒子在磁场中运动的时间关系为：故C、D错误；故选B。6、A【解析】根据闭合电路欧姆定律分析图线与纵轴交点的物理意义和图线斜率的物理意义，当外电阻为零时，电源被短路，由闭合电路欧姆定律求出短路电流；当电流为0.3A时，由闭合电路欧姆定律求出外电压，再欧姆定律求出外电阻；【详解】A、由闭合电路欧姆定律得，当时，，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势，故A正确；B、电源的内阻等于图线的斜率大小，，故B错误；C、外电阻时，短路电流为，故C错误；D、电流为时，路端电压，外电阻是，故D错误【点睛】本题关键从数学的角度理解物理图象的物理意义，容易产生的错误是求电源的内阻二、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、BD【解析】变压器只能改变交流电压，不可以改变稳恒直流电压，选项A错误；由得：，则最大动能：；可知经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关，选项B正确；真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是线圈发热，故C错误；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用，故D正确．故选BD.8、BCD【解析】分析电路图，滑动变阻器和定值电阻串联，将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路阻值变小，电路总阻值变小，干路电流变大。A．V1测R两端电压，由于电流变大，示数变大；V2测路端电压，由于电流增大，内阻分压变大，所以示数变小；V3测滑动变阻器两端电压，是V2示数减去V1示数，示数减小，A错误；B．电流表测干路电流，示数增大，B正确；C．由A分析知，V3测滑动变阻器两端电压，是V2示数减去V1示数，所以所以C正确；D．电路中定值电阻R大于电源内阻r，D正确；故选BCD。9、AD【解析】根据牛顿第二定律知，杆子的加速度为：，由于速度增大，则加速度减小，可知杆子做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时，速度最大，做匀速直线运动，故A正确．根据可知，安培力先逐渐变大，后不变，但是由于速度不是均匀变大，则F安-t图像开始阶段不是直线，选项B错误；感应电流，则电流先逐渐变大，后不变，但是由于速度不是均匀变大，则I-t图像开始阶段不是直线，选项C错误；根据焦耳定律知，E=Q＝I2Rt＝t，因为速度增大，可知E-t图线的切线斜率增大，最终电流不变，E与t成正比，故D正确．故选AD【点睛】题考查了电磁感应与动力学和能量的综合，知道杆子在整个过程中的运动规律，知道当拉力和安培力相等时，杆子做匀速直线运动10、AD【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有得根据得带电粒子在磁场中的运动的半径则有所以d与m、v0成正比，与B、q成反比，与U无关，故AD正确、BC错误。故选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.(1)②.(2)变压器【解析】感应电动势的大小与磁通量的变化率正比．在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器【详解】感应电动势的大小与磁通量的变化率正比，即感应电动势大小为．在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器12、①.17.50（17.20-17.60都正确）②.B③.A④.mAOQ=mAOP+mBOR【解析】①[1]．用最小的圆将P处的各点圈起，其圆心处即为P点的准确位置，从图中直接读出读数为17.50cm，②[2][3]．A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，所以Q点是没有碰时A球的落地点，R是碰后B的落地点，P是碰后A的落地点；③[4]．根据两小球从同一高度开始