2023-2024学年自贡市重点中学物理高二上期末统考试题含解析

2023-2024学年自贡市重点中学物理高二上期末统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，点电荷＋4Q与＋Q分别固定在A、B两点，C、D两点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象(如图所示)可能是()A. B.C. D.2、如图所示，一个质量为0.5kg的铁锤，以v＝5m/s的速度竖直打在木桩的钉子上，钉子的质量为2g，经0.01s后铁锤速度减小到零，则铁锤对钉子的作用力大小为（）A1N B.245NC.250N D.255N3、两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为A. B.C. D.4、关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A.由可知，B与F成正比，与IL成反比B.通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C.通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即B＝0D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关5、在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线，如图所示．每条导线的两个端点间的距离相等，问所受磁场力最大的导线是（）A.甲线最大 B.乙线最大C.丙线最大 D.三条线一样大6、如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下面说法中正确的是()A.粒子带负电，且在A点加速度大B.粒子带正电，且在B点加速度大C.粒子在A点动能大，电势能也大D.粒子在A点动能大，电势能小二、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，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是A.a粒子动能最大B.c粒子速率最大C.c粒子在磁场中运动时间最短D.它们做圆周运动的周期相同8、如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为，重力加速度为g，且mg=qE，则（）A.电场方向竖直向上B.小球运动的加速度大小为gC.小球上升的最大高度为D.若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为9、如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图所示，在加上电流后的一小段时间内，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()A.F1>F2B.F1<F2C.弹簧长度将变长D.弹簧长度将变短10、如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5:1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u=110sin100πt(V)的交变电压，则A.电压表的示数为22VB.电压表的示数为22VC.在滑片P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大D.在滑片P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小三、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）某小组同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中所用器材如下：A．电源（电动势约为3V，内阻为几欧）B．电压表V（量程0～3V，内阻为几千欧）C．电流表A（量程0～300mA，内阻为几欧）D．小灯泡（2.8V0.25A）E．滑动变阻器R1（0～10Ω2A）F．滑动变阻器R2（0～200Ω1.5A）G．开关、导线若干（1）实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调，且尽可能地减小验误差，应当在图（甲）中选择电路图_____（填“A”或“B”）；（2）实验器材中有两个滑动变阻器，该实验应选用的是_____（填“R1”或“R2”）；（3）根据实验所测得的电压和电流，描绘出的该小灯泡的伏安特性曲线如图（乙）所示，则该小灯泡两端电压为2.5V时，通过的电流为_____mA，这个电流值与通过小灯泡中电流的真实值相比偏大，其原因是电压表的_____（填“分压”或“分流”）。（4）由以上实验数据及图象可知小灯泡的电阻随温度的升高而_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。12．（12分）为了测定某电池的电动势（约10V~11V）和内电阻（小于2Ω），需要把一个量程为5V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端第二步：把电阻箱阻值调到零第三步：闭合电键第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为4.5V第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_______V第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15V的电压表（2）上述实验可供选择的器材有：A．某电池（电动势约10V~11V，内电阻小于2Ω）B．电压表（量程为5V，内阻约4KΩ）C．电阻箱（阻值范围0~9999Ω）D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）E．滑动变阻器（阻值为0~20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（阻值为0~20KΩ，额定电流0.2A）电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________（用大写字母表示）（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U—I图线如图丙所示，可知电池的电动势为___________V，内电阻为_______Ω．（保留3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）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）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L15．（12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

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】根据点电荷的电场强度公式分析得到D点的场强为零。A．从C到D场强减小，粒子的加速度减小，不可能做匀减速运动，A错误；B．若粒子的初速度较大，粒子在CD间做加速度减小的减速运动，运动到D点时速度仍没有减小到零，通过D点后加速向B运动，因此在CD间只是减速运动，B正确；CD．若粒子的初速度较小，粒子在CD间先向右做加速度减小的减速运动，速度减到零后向左做加速度增加的加速运动，运动的图像是对称的，并且最小速度减小到零，CD错误。故选B。2、D【解析】以铁锤为研究对象，取竖直向上为正方向，由动量定理代入数据解得F=255N根据牛顿第三定律，铁锤打击钉子的平均作用力为255N，方向竖直向下；故D正确，ABC错误。故选D。3、A【解析】根据万有引力定律公式得，将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，则万有引力的大小变为原来的，故万有引力变为A.与结论相符，选项A正确；B.与结论不相符，选项B错误；C.与结论不相符，选项C错误；D.与结论不相符，选项D错误；4、D【解析】ABD、磁感应强度是反映磁场性质的物理量，由磁场自身决定，与L和F无关，与是否引入电流也无关．故AB错误D正确C、因为通电导线取不同方向时，其受力大小不尽相同，当导线与磁场平行时安培力为零；此时磁感应强度并不为零，因此C错误故选D点评：容易题．对于定义式，不能理解为B与F成正比，与IL成反比，B由磁场本身决定5、D【解析】解：由题意可知，三个图中导线的有效长度相同，而且均垂直与磁场，故根据公式F=BIL可知，三条线所受安培力一样大，故ABC错误，D正确故选D【点评】对于物理中的基本公式，要明确公式的适用条件以及公式中各个物理量的含义6、D【解析】AB．曲线运动所受合外力指向轨迹的凹侧，根据粒子的运动轨迹可知粒子带负电，根据牛顿第二定律：可知B处的电场线密集，，则，故AB错误；CD．沿电场线方向，电势降低：粒子带负电，电势能关系：粒子仅受电场力，电势能和动能相互转化，动能关系：故C错误，D正确故选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、BCD【解析】AB．粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动。则有，得：，可知当三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，a粒子的轨迹半径最小，则其速率最小，动能最小，c粒子的轨迹半径最大，速率最大，则c粒子动能最大；故A错误，B正确；D．粒子圆周运动的周期为，m、q相同，则三个带电粒子做圆周运动的周期T相同，故D正确；C．粒子在磁场中运动的时间，θ是轨迹所对应的圆心角，而轨迹对应的圆心角等于粒子速度的偏向角，由图知a在磁场中运动的偏转角最大，轨迹对应的圆心角最大，运动的时间最长，c在磁场中运动的偏转角最小，轨迹对应的圆心角最小，运动的时间最短，故D正确。故选BCD。8、BD【解析】AB．小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在ON直线上，因所以电场力Eq与重力关于ON对称，根据数学知识得：电场力qE与水平方向的夹角应为，受力情况如图所示合力沿ON方向向下，大小为mg，所以加速度为g，方向沿ON向下，故A错误，B正确；C．小球做匀减速直线运动，由运动学公式可得最大位移为则最大高度为故C错误；D．若小球在初始位置的电势能为零，在减速运动至速度为零的过程中，小球克服电场力做功和克服重力做功是相等的，由能量的转化与守恒可知，小球的初动能一半转化为电势能，一半转化为重力势能，初动能为，小球的最大电势能为，故D正确。故选BD。9、AD【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向可以用左手定则判断；长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，得出导线给磁铁的反作用力方向【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短故AD正确，BC错误故选AD【点睛】本题的关键是知道磁场对电流的作用的方向可以通过左手定则判断，然后根据作用力和反作用力的知识进行推理分析10、BD【解析】根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论.【详解】A、B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为，所以副线圈的电压的最大值为，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22V；故A错误，B正确.C、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流表A1的示数变小，故C错误；D、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，由可知，理想变压器的输出的功率变小，所以输入功率也要变小；故D正确.故选BD.【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.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.A②.R1③.240④.分流⑤.增大【解析】（1）[1]．描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡内阻较小，因此应采用电流表外接法，故选择A电路；（2）[2]．由于采用分压接法，所以滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；（3）[3][4]．由图可知，当电压为2.5V时，电流为240mA；由于采用电流表外接法，电压表分流使电流表示数偏大；（4）[5]．U-I图象中图象的斜率表示电阻，则由图可知，随着电压的升高电阻增大；原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大。12、①.1.5;②.C;③.E;④.10.5;⑤.1.71;【解析】（1）把5V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为4.5V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为1.5V（2）由图丙所示图象可知，最大电流为1.75A，大于0.2A，则为保护电路安全，滑动变阻器应选E．电阻箱选择C.（3）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=3.5V，则电源