2023年吉林省公主岭市物理高二上期末学业质量监测试题含解析

2023年吉林省公主岭市物理高二上期末学业质量监测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、关于物理学史，下列说法中不正确的是()A.库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律B.安培发现了电流的磁效应C.英国物理学家汤姆孙发现了电子D.美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器2、在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，r<R1，C为电容器，电流表、电压表为理想电流表和理想电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A.电压表示数变小，电流表示数变小B.电容器C所带电荷量增多C.电源的输出功率增大，效率降低D.a点的电势升高3、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4、根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是()A.增大磁感应强度B的值B.增大电流I的值C.减小磁感应强度B的值D.改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行5、科学家在物理学的研究使用了许多研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是()A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了等效法B.在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是微元法C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法D.在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了类比法6、如图所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出，如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2＞v1．重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量为（）A.大小为m(v2＋v1)，方向与v1方向相同B.大小为m(v2－v1)，方向与v1方向相同C.大小为m(v2－v1)，方向与v2方向相同D.大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同二、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，两条粗糙平行导轨间的距离是0.5m，导轨与2Ω的电阻连接，水平固定放置在桌面上，导轨一部分位于有理想边界的磁场中，磁场垂直导轨平面向下．质量为0.2kg的金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，导轨以及金属杆的电阻可忽略不计．在t0＝0时刻，给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F，金属杆由静止开始运动，在t1＝10s时，以速度v1＝4m/s进入匀强磁场，且恰好做匀速运动，在t2＝15s时刻，撤去拉力F，与此同时磁感应强度开始逐渐减小，金属杆中不再有感应电流，金属杆匀减速运动到t3＝20s时停止，下面说法正确的是（）A拉力F＝0.08NB.t1～t2时间内磁感应强度0.4TC.回路磁通量的最大值为4WbD.t2～t3时间内磁感应强度随时间均匀减小8、如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则A.电灯L变暗，安培表的示数增大B.定值电阻消耗的功率增大C.变阻器两端的电压增大D.电灯L变亮，安培表的示数增大9、如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带电微粒从离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出，则下列说法正确的是（）A.微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B.微粒做圆周运动的半径为C.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小D.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C时最小10、在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时()A.通过L1的电流为通过L2的电流的2倍B.此时L1、L2和L3的电阻均为12ΩC.L1消耗的电功率为0.75WD.L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍三、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）如图所示，在第二象限内存在一个半径为a的圆形有界匀强磁场，磁场圆心坐标。在位置坐标为的P点存在一个粒子发射源，能在纸面内的第二象限向各个方向发射质量为m、带电量的粒子，其速度大小均为v。这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直y轴进入第一象限，并经过第一象限内一个垂直xOy平面向外的有界匀强磁场区域，该区域磁场的磁感应强度大小为第二象限圆形磁场区域内磁感应强度大小的二分之一，粒子经过该磁场后，全部汇聚到位置坐标为的Q点，再从Q点进入第四象限，第四象限内有大小为、方向水平向左的匀强电场。不计粒子重力，求：（1）第二象限圆形有界匀强磁场的磁感应强度；（2）第一象限有界磁场的最小面积；（3）这些粒子经过匀强电场后再次经过y轴时速度的大小以及粒子所能达到的最远位置坐标。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）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14．（16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】库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律，选项A正确；奥斯特发现了电流的磁效应，选项B错误；英国物理学家汤姆孙发现了电子，选项C正确；美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选B.2、C【解析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，根据欧姆定律分析干路电流如何变化和电阻R1两端电压的变化，即可知道电压表读数的变化．电容器C的电压等于电阻R2两端的电压，分析并联部分电压的变化，即知道电容器的电压如何变化，根据干路电流与通过R2的电流变化情况，分析电流表的变化．根据内外电阻的关系，分析电源的输出功率如何变化．a点的电势等于R2两端的电压【详解】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大．电阻R2两端的电压U2=E-I（R1+r），I增大，则U2变小，电容器板间电压变小，其带电量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知，a的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA=I-I2，I增大，I2减小，则IA增大．即电流表示数变大．故ABD错误．据题：r＜R1，当外电路总电阻减小时，内外电阻更加接近，电源的输出功率增大．电源的效率，路端电压U减小，则电源的效率降低，故C正确．故选C【点睛】本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，进行分析．根据电流方向判断电势高低，由电压的变化判断电势的变化3、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4、B【解析】电磁炮就是在安培力的作用下运动，要想提高炮弹的发射速度，即增大安培力的大小，所以可适当增大电流或磁感应强度．故A正确，B正确，C错误；当改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行时，由左手定则可知，电磁炮受的安培力方向竖直向下，在前进方向上合力为零，根据由牛顿运动定律可知，电磁炮的运动状态不会改变，故D错误考点：本题考查磁场对通电直导线的作用、左手定则、安培力、牛顿运动定律以及应用这些知识解决实际问题的能力5、C【解析】A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了建立理想模型法，故A错误B.在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是假设法，故B错误C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法，故C正确D.在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法．故D错误6、D【解析】设击打前球的速度方向为正，则击打后的速度为负，则前后的动量分别为mv1和-mv2；由动量定理可得：合外力的冲量I=-mv2-mv1=-m（v2+v1），即冲量的大小为m（v2+v1），负号表示冲量与正方向相反，即与v2方向相同；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、BC【解析】根据金属杆的受力情况，由牛顿第二定律列方程，由加速度定义式求出求出金属杆的加速度，然后求出拉力F；应用安培力公式求出安培力，然后应用平衡条件求出磁感应强度；当穿过回路的磁通量不变时不产生感应电流，据此求出磁感应强度的变化规律详解】由加速度定义式可知，加速度大小：，，在0﹣10内，金属杆做匀加速直线运动，杆没有进入磁场，由牛顿第二定律得：F﹣μmg＝ma1，由题意可知，15s末撤去拉力，没有感应电流，杆不受安培力作用，杆所受的合外力为滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：μmg＝ma2，代入数据解得：F＝0.24N，故A错误；在t1～t2内，金属杆做匀速直线运动，速度：v＝4m/s，金属杆受到的安培力：，金属杆做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，代入数据解得：B0＝0.4T，故B正确；15﹣20s内不产生感应电流，穿过回路的磁通量保持不变，金属杆在10﹣15s内的位移：d＝vt＝4×5＝20m，磁通量最大值：Φ＝B0Ld＝0.4×0.5×20＝4Wb，故C正确；在15s后的金属杆的加速度：a＝a2＝0.8m/s2，金属杆的位移：x＝v1（t﹣15）﹣a（t﹣15）2＝4（t﹣15）﹣0.4（t﹣15）2，磁通量保持不变，则：B0Ld＝BL（d+x），解得：，故D错误．所以BC正确，AD错误【点睛】电磁感应与力学相结合的综合题8、AB【解析】根据“变阻器的滑片向a端滑动”可知，本题考查电路动态变化分析问题，根据程序法或者串反并同法分析通过变阻器电流的变化和电压的变化.【详解】A、D、变阻器的滑片向a端滑动，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，则总电流I增大，路端电压U减小，则电灯L更暗，安培表的示数增大，故A正确，D错误.B、路端电压U减小，则通过电灯L电流减小，而总电流I增大，所以通过的电流增大，消耗的功率增大，故B正确.C、由于通过的电流增大，的电压增大，而路端电压是减小的，则变阻器两端的电压减小，变阻器阻值也在变小，根据题目所给的条件，无法判断变阻器R1的功率变大，还是变小，故C错误.故选AB.【点睛】变阻器的滑片向a端滑动，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，分析总电流的变化，判断电流表读数的变化，由路端电压的变化，分析电灯L亮度的变化．由总电流和通过电灯电流的变化，分析通过变阻器的电流变化，再分析变阻器电压的变化.9、ABC【解析】A．由题知，带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力必定平衡，则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上，故A正确；B．由上分析可知由洛伦兹力提供向心力，则有从h高处由静止下落，则进入复合场的速度为联立得微粒做圆周运动的半径为故B正确；C．由于电场力方向竖直向上，则微粒从B点运动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，则其电势能先增大后减小，故C正确；D．根据能量守恒定律得知，微粒在B到D的运动过程中，电势能、动能、重力势能之和一定，动能不变，则知微粒的电势能和重力势能之和一定不变，故D错误。故选ABC。10、AC【解析】A.根据电路图可知，通过L1的电流为干路电流，通过L2的电流为支路电流，且L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，因此通过L1的电流为通过L2的电流的2倍，故A正确；B.因为电路中的总电流为0.25A，根据图乙L1结合欧姆定律可得所以求得，但L2和L3为支路，电流小于0.25A，所以电阻小于，故B错误；C.根据公式可得故C正确；D.根据图像可知，L1、L2的电压之比大于2:1，电流之比为2:1，因此根据公式可知，L1、L2的电功率之比大于4:1，即L1消耗的电功率大于L2消耗的电功率的4倍，故D错误。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）（2）（3）3v；（0，）【解析】（1）要想使这些粒子经过圆形磁场后都可以垂直y轴进入第一象限，则粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动的半径必须和圆形磁场的半径相同，即：R=a在磁场中，由洛仑兹力提供向心力：联立可得：由左手定则知：磁感应强度B的方向垂直xOy平面向外（2）第一象限区域磁场的磁感应强度大小为第二象限圆形磁场区域内磁感应强度大小的二分之一，则根据此时粒子在磁场中做圆周运动的半径为R′=2a则最小磁场的直径为最小面积为（3）粒子在从P到Q运动的过程中，所经历的磁场区域均不可以改变其速度的大小，所有粒子在到达Q点的