2023-2024学年天津市十二重点中学物理高二第一学期期末考试试题含解析

2023-2024学年天津市十二重点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、在如图所示电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.5Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，电流表内阻不计．闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．则以下判断中正确的是（）A.电动机两端的电压为1.0V B.电源效率为75%C.电动机输出的机械功率为12W D.电源的功率为18W2、如图甲所示，光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d的A点处有一固定的正点电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷的竖直高度差为h，将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至h=0的过程中，其动能随h的变化曲线如图乙所示，则下列判断中正确的是A.小环带负电B.从h高处下落至h=0的过程中，小环电势能一直增大C.从h高处下落至h=0的过程中，小环先后经过了减速、加速、再减速三个阶段D.小环将做以O点为中心的往复运动3、如图所示的实验中，平行板电容器的极板A与静电计小球连接，极板B和静电计外壳都接地．若极板B稍向上移一些，则A.电容器电容变大，静电计指针偏角不变B.电容器电容变小，静电计指针偏角变小C.极板上的电量几乎不变，静电计指针偏角变大D.极板上的电量几乎不变，静电计指针偏角变小4、如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（）A.a点B.b点C.c点D.d点5、如图所示电路中，A、B是相同的两小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计，调节R，电路稳定时两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时（）A.两灯同时点亮、同时熄灭B.合上S时，B比A先到达正常发光状态C.断开S时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同D.断开S时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭6、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是()A.法拉第发现了电流磁效应，并提出场的概念B.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值C.牛顿首次发现地球周围存在磁场；安培揭示了地磁场的规律D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律二、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、“场”（重力场、电场、磁场）是一种特殊物质，“场”的产生有很多种，如：地球会在表面附近产生重力场；静止的电荷会在周围空间产生电场；通电导体会在周围空间产生磁场为了研究、描述“场”，人们采用引用“探测物”的方法对场进行研究。下列说法正确的是（）A.静电场对电荷有“力”的作用，由此定义了电势，利用电势这一概念对电场“力”的性质进行描述B.磁场对通电导体有“力”的作用，由此定义了磁感应强度（），利用磁感应强度这一概念对磁场的强弱进行描述C.重力场对物体有“力”的作用，由此可以定义重力场强度，利用重力场强度这一概念对重力场的强弱进行描述D.磁场对运动电荷有“力”的作用，由此可以定义磁感应强度（），利用磁感应强度这一概念对磁场的强弱进行描述8、关于电场和磁场下列说法正确的是（）A.运动电荷在磁场中的受力方向就是该点的磁感应强度方向B.运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，该位置的磁感应强度不一定为零C.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，该位置的电场强度一定不为零D.沿着电场线的方向电势逐渐降低，沿着电流方向电势逐渐降低9、如图所示，，，，A、B两端接在输出电压恒定的电源上，则（）A.断开时，R1与R2两端的电压之比为B.闭合时，通过R1与R2的电流之比为C.闭合时，R1与R2两端的电压之比为D.断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为10、如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的阻值，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是（）A.线圈中感应电流方向为顺时针方向B.电阻R两端的电压随时间均匀增大C.线圈电阻r消耗的功率为4×10-4WD.前4s内通过R的电荷量为8×10-2C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）如图所示为质谱仪的原理图，利用这种质谱仪可以对氢元素的各种同位素迚行测量。从容器A下方的小孔S1迚入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零，粒子被加速后从小孔S2迚入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，关于氢的三种同位素氕、氘、氚迚入磁场时速率最大的是_________；三条谱线中a是粒子形成的_________。（填“氕”、“氘”或“氚”）12．（12分）在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0．8m，直径小于1mm，电阻大约为4Ω．实验主要步骤如下，请填写其中的空白部分或按要求连线：(1)用米尺测量金属导线的长度，测3次，求出平均值L；(2)在金属导线的3个不同位置上用_______测量直径，求出平均值d；(3)用伏安法测量金属导线的电阻R．现有器材：直流电源（电动势约4．5V，内阻很小），电流表A1（量程0～0．6A，内阻0．125Ω），电流表A2（量程0～3．0A，内阻0．025Ω），电压表V（量程0～3V，内阻3kΩ），滑动变阻器R0（最大阻值10Ω），开关S、导线若干①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_______；②其实验电路原理图如下，你认为应该选择那种________（甲或乙）方法，并在实物图上画线连接成实验电路________(4)根据上述测得的金属导线长度L，直径d和电阻R，由电阻率的表达式ρ=_______算出该金属的电阻率四、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，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14．（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、B【解析】A．电流表的示数为2.0A，则两端电压，根据闭合电路欧姆定律，由串联电路电压关系得，电动机两端电压，A错误B．电源的输出功率，电源总功率，所以电源效率，B正确C．电动机的机械功率：，C错误D．电源功率，D错误2、B【解析】A.若小环带负电，重力和静电力对小环都做正功，小环的动能一直增大，与图乙不符，所以小环带正电，故A错误；B.结合动能随着h的变化图象可知，小环带正电，从h高处下落至h=0的过程中，小环所受的电场力为斥力，电场力一直做负功，小环的电势能一直增大，故B正确；C.结合动能随着h的变化图象可知：从h高处下落至h=0的过程中，经过了加速、减速、再加速三个阶段，故C错误；D.过了O点后，电场力、杆对小环的支持力以及重力的合力向下，小环一直向下做加速运动，不会以O点为中心的往复运动，故D错误。故选：B。3、C【解析】静电计的夹角与电容器的电压有关，极板间电压大夹角就大，当极板B稍向上移一些，由，S减小，电容C变小，又因为,电容器两极板处于断开状态，电荷量不变，所以C减小，电压U变大，静电计指针夹角变大；故选C4、A【解析】由电流的安培定则可知电流产生的磁场在a点的方向水平向右，c点水平向左，b点竖直向下d点竖直向上，且四点磁感应强度大小相等，根据矢量合成法则可知磁感应强度最大值为a点A.a点与分析相符，A正确B.b点与分析不符，B错误C.c点与分析不符，C错误D.d点与分析不符，D错误5、B【解析】B．合上S，B灯立即正常发光。A灯支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流增大，A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态，B正确；CD．断开S，L中产生与原电流方向相同的自感电动势，流过B灯的电流与原电流反向。因为断开S后，由L作为电源的供电电流是从原来稳定时通过L中的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，ACD错误。故选B。6、B【解析】奥斯特发现了电流磁效应，法拉第提出场的概念，选项A错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，选项B正确；首次发现地球周围存在磁场的是我国宋代学者沈括，选项C错误；洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，选项D错误；故选B.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、BCD【解析】A．静电场对电荷有“力”的作用，用的是试探电荷q，定义出电场强度，用电场强度描述电场的强弱和方向，而电势是反映电场“能”的物理量，故A错误；B．磁场对通电导体有“力”的作用，用的是电流元，定义出磁感应该强度（），用磁感应强度描述磁场的强弱和方向，故B正确；C．重力场对物体有“力”的作用，用的是有质量的物体m，定义重力场强度，用重力加速度描述重力场的强弱和方向，故C正确；D．磁场对运动电荷有“力”的作用，用的是运动电荷，定义磁感应强度（），利用磁感应强度对磁场的强弱进行描述，故D正确。故选BCD。8、BC【解析】A．根据左手定则可知运动电荷在磁场中的受力方向与该点的磁感应强度方向垂直，故A错误；B．根据可知，运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度可能为零或电荷的速度为零或速度方向与磁感应强度方向平行，故B正确；C．由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置一定不为零，故C正确；D．沿着电场线方向电势逐渐降低；在闭合电路的外电路中沿着电流的方向电势逐渐降低，在内电路中沿着电流的方向电势逐渐升高，故D错误；故选BC。9、AB【解析】A．断开时，R1与R2串联，则由串联分压可得，电压之比等于电阻之比，即1:5，故A符合题意；BC．闭合时，R2与R3并联，由并联分流可得，电流之比等于电阻的反比，即1:1，电阻R1位于干路，则通过R1与R2的电流之比为2:1，由欧姆定律变形得U=IR，则电压之比为2:5，故B符合题意，C不符合题意；D．设A、B两端所接电源为U，则当断开时，电阻R1两端的电压为闭合时，R2与R3总电阻为电阻R1两端的电压为则两次电压之比为故D不符合题意。故选AB。10、CD【解析】A．根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，则线圈中的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；B．由法拉第电磁感应定律：可得：感应电动势：平均电流：电阻R两端的电压U=0.02×4=0.08V即电阻R两端的电压不变，故B错误；C．线圈电阻消耗的功率：P=I2r=0.022×1=4×10-4W故C正确；D．前4s内通过的电荷量为：q=It=0.02×4=0.08C故D正确；故选CD。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.氕②.氚【解析】[1]．粒子在电场中被加速，由动能定理得；粒子进入磁场时的速度大小由于氕氘氚的电荷量q相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则它们的速度关系为：v氕＞v氘＞v氚，即速率最大的是氕；[2]．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：粒子轨道半径由于氕氘氚的电荷量q相等、磁感应强度B相等、加速电压U相等、m氕＜m氘＜m氚，则R氕＜R氘＜R氚，a、b、c分别对应：氚、氘、氕。12、①.螺旋测微器（千分尺）②.电流表A1③.甲④.⑤.【解析】金属导线的直径由螺旋测微器测量；选择器材需安全、精确，通过金属导线的电阻的额定电流确定出电流表的量程．通过比较金属导线的电阻与电流表内阻和电压表内阻的关系，确定电路的选择，若金属导线的电阻远小于电压表的内阻，采取外接法，若金属导线的内阻远大于电流表的内阻，采用内接法．根据题意，结合电阻定律R＝ρ，即可求解【详解】（2）金属导线的直径很小，因此通过螺旋测微器测量；（3）①电压表的量程是3V，则金属导线的最大电流，要求测量误差较小，应该选用的电流表A1；②金属导线的电阻R=4Ω，由于R≪RV，故应选电流表外接法．即选择甲图③根据电路图，连接实物图，注意电表的量程，及正负极．如图所示；（4）根据电阻定律R＝ρ，已知S=π()2，因此电阻率的表达式；【点睛】解决本题的关键掌握器材选取的原则，即安全，