天津市滨海新区天津开发区第一中学2023年高二物理第一学期期末监测试题含解析

天津市滨海新区天津开发区第一中学2023年高二物理第一学期期末监测试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（最大阻值20Ω）．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则下列说法正确的是（）A.图线甲是电压表V1示数随电流变化图线B.电源内电阻的阻值为10ΩC.电源的最大输出功率为1.5WD.滑动变阻器R2的最大功率为0.9W2、如图所示，小木块a、b和c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b两个质量均为m，c的质量为，a与转轴OO'的距离为l。b、c与转轴OO'的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是（）A.b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落B.当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等C.b和c均未滑落时线速度一定相等D.b开始滑动时的转速是3、水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示．已知静电力常量为k，重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为A. B.C. D.4、某兴趣小组为探究测定电流产生磁场的磁感应强度的方法，在实验精度要求不高的情况下，设计了如下实验：在一根南北方向放置的直导线的正下方A处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已知此地的地磁场水平分量B地=5.0×10－5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此得出该通电直导线在A处产生磁场的磁感应强度大小为（）A.5.0×10-5T B.l.0×10-4TC.8.66×10-5T D.7.07×10-5T5、如图所示，矩形线圈与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的边匀速转动，磁场只分布在边的左侧，磁感应强度大小为，线圈面积为，转动角速度为，匝数为，线圈电阻不计，下列说法正确的是（）A.将原线圈抽头向下滑动时，灯泡变暗B.线圈转动过程中，线圈最大磁通量为C.图示位置时，矩形线圈中磁通量的变化率最大D.若线圈转动的角速度变为，则变压器原线圈电压的有效值为6、如图所示,三个灯泡L1、L2、L3的阻值关系为R1<R2<R3,电感线圈L的直流电阻可忽略,D为理想二极管,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()A.L1逐渐变暗,L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗B.L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮,然后逐渐变暗C.L1立即熄灭,L2、L3均逐渐变暗D.L1、L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗二、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、如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是()A.极板M比极板N的电势高B.加速电场的电压U=ERC.直径PQ=2BD.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷8、一个带电微粒在如图所示正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知轨迹圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则（）A.该微粒带正电 B.带电微粒沿逆时针旋转C.微粒从a到c，机械能守恒 D.微粒做圆周运动的速度为9、如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时,则()A.电压表读数变大 B.电流表读数变大C.质点P将向上运动 D.R1上消耗的功率逐渐增大10、如图所示、一个不计重力的带正电子粒子以沿各图的虚线射入场中．A中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外；B中是两条垂直纸面的长直导线中等大同向的电流，虚线是两条导线连线的中垂线；C中是圆环线圈中的电流、虚线过圆心且垂直圆环平面；D中＋Q、一Q是两个位置固定的等量异种点电荷的电荷量、虚线是两位置连线的中垂线．其中，带电粒子能做匀速直线运动的是（）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）一个20匝、面积为200dm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在5s内由1T增加到5T，在此过程中磁通量变化了_________磁通量的平均变化率是__________线圈中感应电动势的大小是_________12．（12分）（1）用20分度的游标卡尺测得某小球的直径如下图所示，则小球的直径为d=_______mm（2）用螺旋测微器测金属导线的直径，其示数如下图所示，该金属导线的直径为_____mm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、D【解析】A．当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；故A错误；B．由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r解得：r=5Ω，E=6V故B错误；C．因当内阻等于外阻时，电源输出功率最大，故当外阻等于5Ω时，电源的输出功率最大，故此时电流故电源的最大输出功率P=UI=1.8W故C错误；D．由C的分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流则滑动变阻器消耗的总功率故D正确。【点睛】在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理。2、B【解析】A．木块随圆盘一起转动，水平方向只受静摩擦力，由静摩擦力提供向心力，木块没有滑动时对b有对c有则木块没有滑动时两木块的摩擦力不同，当摩擦力达到最大静摩擦力时，木块开始滑动，对b有得对c有得则bc同时从水平圆盘上滑落，故A错误；B．当a、b和c均未滑落时，木块所受的静摩擦力提供向心力，则ω相等，f∝mr，所以ac所受的静摩擦力相等，都小于b的静摩擦力，故B正确；C．b和c均未滑落时线速度v=Rω，半径相等，则大小一定相等，方向不同，故C错误；D．以b为研究对象，由牛顿第二定律得得转速故D错误。故选B。3、C【解析】对其中小球受力分析，由共点力的平衡条件可得出小球所受重力的大小和小球受到的库仑力，由库仑力公式可得出小球所带电荷量对小球进行受力分析，小球受重力和A，B，C处正点电荷施加的库仑力．将A，B，C处正点电荷施加的库仑力正交分解到水平方向和竖直方向．设是A，B，C处正点电荷施加的库仑力方向与竖直方向的夹角，将库仑力分解到水平方向与竖直方向，根据竖直方向平衡条件得：在竖直方向，，根据几何关系得，解得，A正确4、C【解析】本题考查了磁场合成，小磁针后来的指向为合磁场方向，因此根据平行四边形定则，已知某个磁场大小和方向与合磁场方向，可以求出另一个磁场大小；【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示：地磁场水平分量，所以根据三角函数关系可得：即有：，故ABD错误，C正确【点睛】物理中力、电场强度、磁场强度等均为矢量，在合成时遵循平行四边形定则，因此要熟练应用平行四边形定则进行矢量的合成5、D【解析】变压器原线圈匝数发生变化时，据原副线圈的电压关系可得副线圈两端电压的变化，从而分析灯泡亮度的变化．据磁通量概念可知线圈的最大磁通量．线圈在中性面时，线圈中磁通量的变化率为零；线圈在垂直中性面位置时，线圈中磁通量的变化率最大．据线圈的面积、磁场的磁感应强度、线圈转动的角速度可得线圈中产生感应电动势的最大值，由交流电有效值的规定可得变压器原线圈电压的有效值【详解】A：将原线圈抽头向下滑动时，原线圈匝数减少，据可得，变压器的输出电压增大，灯泡会变亮．故A项错误B：据磁通量概念可知，线圈转动过程中，线圈的最大磁通量为BS．故B项错误C：图示位置时，线圈处于中性面，矩形线圈中磁通量的变化率为零．故C项错误D：若线圈转动的角速度变为，则线圈中产生感应电动势的最大值．线圈产生的电流半个周期是正弦交流电，半个周期没有电流；据交流电有效值的规定可得，解得：．变压器原线圈电压的有效值．故D项正确6、B【解析】开关S处于闭合状态时,由于R1<R2<R3,则通过三个灯泡的电流大小关系为I1>I2>I3,开关S从闭合状态突然断开时,电感线圈产生自感电动势,阻碍通过它的电流的减小,由于二极管的反向截止作用,L2立即熄灭,电感线圈、L1、L3组成闭合回路,L1逐渐变暗,通过L3的电流由I3变为I1,再逐渐减小,故L3先变亮,然后逐渐变暗,故B正确.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、AD【解析】带电粒子要打到胶片Q上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板M比极板N电势高，A对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即，再根据可知，B错；带电粒子垂直进入磁分析器，直径PQ=2R，C错；若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，即半径相同，根据和可知，，即只与带电粒子的比荷有关考点：本题考查了带电粒子在组合场中的运动8、BD【解析】A．带电微粒在正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，可知所受的向下的重力和向上的电场力平衡，电场向下，则粒子带负电，选项A错误；B．根据左手定则可知，带电微粒沿逆时针旋转，选项B正确；C．微粒从a到c，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项C错误；D．根据mg=qE，以及，解得微粒做圆周运动的速度为选项D正确。故选BD。9、BD【解析】AB．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑动变阻器R4的滑片向a移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，流过并联部分的总电流增大，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小．故A不符合题意，B符合题意C．因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，质点将向下运动．故C不符合题意D．由于流过R1的电流增大，根据，可知R1上消耗的功率逐渐增大．故D符合题意10、BC【解析】当带电粒子所受的合力为零时才能做匀速直线运动，分析粒子的受力情况，从而作出判断【详解】A项：粒子带正电，粒子所受的电场力向上，由左手定则判断知洛伦兹力方向向上，故粒子的合外力不为零，则带电粒子不可能做匀速直线运动，故A错误；B项：根据安培定则判断知虚线上合磁场为零，所以带电粒子不受洛伦兹力，因而带电粒子做匀速直线运动，故B正确；C项：由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，带电粒子能做匀速直线运动，故C正确；D项：根据等量异种电荷的电场线分布可知电场线与虚线垂直，带电粒子所受的电场力与其速度垂直，粒子不可能做匀速直线运动，故D错误故选BC【点睛】本题要紧扣匀速直线运动的条件：合力为零，掌握电场线和磁感线的分布情况，结合安培定则和左手定进行判断三、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、①.4Wb②.0.8Wb/s③.16V【解析】线圈在匀强磁场中，现让磁感强度在5s内由1T均匀地增加到5T，磁通量的变化量为：；磁通量的平均变化率为：；线圈中感应电动势的大小为：12、①.②.【解析】游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第3个刻度与主尺刻度对齐，则游标尺读数为，所以最终读数为：；螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为：考点：刻度尺、游标卡尺的使用；螺