2023-2024学年吉林大学附属中学物理高二第一学期期末联考试题含解析

2023-2024学年吉林大学附属中学物理高二第一学期期末联考试题请考生注意：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、如图甲所示电路，已知电阻，和并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（时电压为正值）。则R2两端电压的有效值为（）A.5V B.10VC.5V D.10V2、关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向与等势面垂直B.电场强度为零的地方，电势也为零C.电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D.电势降落的方向就是电场的方向3、电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是A.线圈转动的角速度为B.如果线圈转速提高一倍,则电流不会改变C.电热丝两端的电压VD.电热丝的发热功率P=1800W4、如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将()A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极水平向左D.小磁针在水平面内转动5、关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：（）A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小6、维修电器的师傅通常用螺丝刀直接吸附小螺丝钉，对吸附螺丝钉现象的正确解释是A.螺丝钉被磁化B.螺丝钉被感应带电C.螺丝钉被摩擦带电D.螺丝钉被接触带电二、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，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合．在外力作用下，金属线框从0时刻由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1刻线框全部进入磁场．若规定时针方向为感应电流i的正方向，则感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间t变化的关系可能正确的是A. B.C. D.8、如图所示,半径为R的圆是圆柱形区域的横截面,c为圆心,,在圆上a点有一粒子源能以相同的速率向圆而内各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,柱形区域内存在平行于圆面的匀强电场,粒子从电场中射出的最大动能是初动能的4倍经过b点的粒子在b点的动能是初动能的3倍,已知初动能为Ek,不计粒子重力及粒子间的相互作用,下列选项正确的有A.电场强度大小为 B.电场强度大小为C.电场强度方向从a到b D.电场强度方向从a到c9、如图所示，质量为m的物体，从半径为R的光滑半圆槽的最上端由静止滑下，则下列说法中正确的是（）A.若圆槽不动，m可滑到右边的最高点B.若地面光滑，m也可滑到右边的最高点C若圆槽不动，m滑动过程中机械能守恒D.若地面光滑，m和半圆槽在滑动过程中机械能守恒，动量也守恒10、如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2，其边长，均在距磁场上边界高处由静止开始自由下落，最后落到地面．整个运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，设线圈刚进入磁场时的加速度大小分别为a1、a2，落地时的速度大小分别为v1、v2，在全过程中产生的热量分别为Q1、Q2，通过线圈横截面的电荷量分别为q1、q2，不计空气阻力，则A. B.C. D.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）对于“研究平抛运动”的实验，请完成下面两问(1)研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是______．（请将正确选项前的字母填在横线上）A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端必须保持水平(2)如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为抛出点．在轨迹上任取两点A、B，分别测得A点的竖直坐标y1=4.90cm、B点的竖直坐标：y2=44.10cm，A、B两点水平坐标间的距离△x=40.00cm．g取9.80m/s2，则平抛小球的初速度v0为______m/s12．（12分）在物理实验室中测量瞬时速度是一件相对比较烦琐的事，有时利用平抛运动可以很好的解决，有些情况下甚至可以用水平射程来间接代替平抛运动的水平初速度，因此平抛运动在很多物理实验中都有应用。为了用最简便的方法验证动量守恒定律，某同学设计了如下实验，把两个大小不同的物体用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，调节装置，使得烧断细线后，两物体在离开桌面前弹簧已经将其弹开，观察物体的运动情况，进行必要的测量.(1)该同学还必须有的器材是______和_____(2)需要直接测量的物理量是（）A.物块的质量、物块的质量B.物块、离开水平桌面后做平抛运动的飞行时间C.水平桌面边缘到水平地面的高度D.、落地点分别到对应的那侧桌面边缘的水平距离、(3)在实验误差允许范围内，若______和______相等或近似相等，则表明、系统在弹簧将两者弹开过程中水平方向动量守恒。（用第（2）问中直接测得的物理量字母或符号表示）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】因为是交流电所以应该分两种情况考虑，当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压为电源在负半轴时B点电位高于A点电位二极管截止R1，R2串联分压，则即为解得故A正确，BCD错误。故选A。2、A【解析】A．电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向，电场线与等势面垂直，即电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；B．场强为零的地方电势不一定为零，电势零点是人为规定的，一般取大地或无穷远处为电势零点，故B错误；C．电场强度大小与电场线的疏密有关，而电势沿着电场线的方向降低，电场强度的大小与电势没有对应关系，故C错误；D．在匀强电场中，电势降落最快的方向才是电场方向，电势降落的方向不一定是电场方向，可能与电场方向呈一定的角度，故D错误。故选A。3、D【解析】A．从图中可知：T=0.02s角速度为：rad/s故A说法错误；B．在t=0.01s时刻，产生的感应电动势最大，此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故B说法正确；CD．交流电压的最大值为Em=200V，所以有效值V则电热丝两端的电压为：V消耗的功率为：W故C错误，D正确。故AC4、C【解析】带电金属环形成逆时针电流（从右向左看），根据安培定则可知，通过金属环轴OO’处的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，所以只有选项C正确；5、D【解析】磁感线从磁体的N极出发，进入S极,形成闭合曲线．电流所受磁场力方向垂直于磁场和电流所确定的平面．磁感线的疏密能表示磁场强弱，沿着磁感线磁场不一定减弱．安培力的大小除了和磁场强弱电流大小有关以外，还与磁场与电流的方向夹角有关，所以在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小．答案选D6、A【解析】维修电器的师傅把螺丝刀碰一下磁铁，螺丝刀被磁化，螺丝刀磁化后使螺丝钉吸附在螺丝刀上，便于使用，故A正确，BCD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、ACD【解析】线框做匀加速运动，其速度v=at，感应电动势E=BLv，感应电流，i与t成正比，故A正确；线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：，得，F-t图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率，故P-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故C正确；线框的位移，则电荷量，故q-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故D正确8、ABC【解析】设电场方向与ab边夹角为，离开电场时动能最大的粒子的射出点和c点的连线一定和电场方向平行，如图所示，在粒子从a运动到b点过程中由动能定理有：对离开电场时动能最大的粒子在电场中由动能定理有：由以上两式解得或时（即电场方向由a指向b），得时，故选ABC。9、ABC【解析】ABC．不论圆槽不动还是地面光滑，小球和圆槽组成的系统机械能守恒，选取地面为零势能面，系统从初状态静止开始运动，末状态一定能够再次静止，由于机械能守恒，小球在初末状态的重力势能一定相等，所以小球一定能滑到圆槽右边的最高点，ABC正确；D．地面光滑，系统的机械能守恒，系统在水平方向不受外力，所以动量在水平方向守恒，D错误。故选ABC。10、AC【解析】线圈进入磁场之前，均做自由落体运动，因下落高度一致，可知两线圈会以同样的速度进入磁场，由法拉第电磁感应定律可求出进入磁场边界时的感应电动势，从而表示出受到磁场的安培力．由电阻定律表示出两线圈的电阻，结合牛顿第二定律表示出加速度，可分析出加速度与线圈的粗细无关，从而判断出两线圈进入时运动是同步的，直到线圈2完全进入磁场后，线圈做匀加速运动，可得出落地速度的大小关系．由能量的转化与守恒可知，损失的机械能（转化为了内能）与线圈的质量有关，从而判断出产生的热量大．由分析电量的关系【详解】A、线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为：，由电阻定律有：，(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为m=ρ0S•4L，（ρ0为材料的密度）.当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为,联立得加速度为：,可知两线圈进入磁场时的加速度相同；故A正确.B、线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，两线圈匀加速运动的位移相同，所以落地速度关系为v1＜v2；故B错误.C、由能量守恒可得：，（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得Q1＞Q2；故C正确.D、根据电量的定义式，，，联立可得，则；故D错误.故选AC.【点睛】本题要注意分析物体运动状态及能量变化关系，关键点在于分析线圈进入磁场的过程，由牛顿第二定律得到加速度关系，分析物体的运动情况关系三、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.AC;②.2;【解析】（1）在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动所以斜槽轨道末端一定要水平，同时斜槽轨道要在竖直面内要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上找到一些点然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹（2）根据位移时间公式分别求出抛出点到A、B两点的时间，结合水平位移和时间求出初速度【详解】（1）因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故A正确；小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度，不影响实验，所以斜槽轨道可以不光滑，故B错误；通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故C正确．故选AC（2）；，，根据得：，根据得：，则小球平抛运动的初速度为：；【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式，抓住等时性进行求解12、(1).刻度尺(2).天平(3).AD(4).(5).【解析】(1)[1][2]．该同学还必须有的器材是刻度尺和天平；(2)[3]．要验证的关系式是其中即；则需要直接测量的物理量是物块的质量、物块的质量以及、落地点分别到对应的那侧桌面边缘的水平距离、；故选AD。(3)[4][5]．