山东师范大学附中2023-2024学年高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

山东师范大学附中2023-2024学年高二物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、电子在电场中A点具有80eV电势能，它由A点运动到B点过程中，克服电场力做功30eV，则（）A.电子在B点的电势能是30eVB.电子的电势能减少30eVC.电子在B点的电势能是110eVD.B点的电势是110V2、如图c所示，装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝（R1）引线上方绕有金属电阻丝（R2），如图a所示；即使R1断了，R2仍能导电．下列对电路情况的几种分析中正确的是（）①根据工作特性，R1大于R2；②根据工作特性，R1应该小于R2；③当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变暗；④当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮A.①③B.①④C.②③D.②④3、通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为2I，则在时间t内产生的热量为（）A.2Q B.4QC.6Q D.8Q4、如图所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从孔A垂直于磁场射入容器中,其中一部分从C孔射出,一部分从D孔射出．下列叙述正确的是()A.从C,D两孔射出的电子在容器中运动时的速度大小之比为1:2B.从C,D两孔射出的电子在容器中运动时间之比为1:2C.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为:1D.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为1:25、人站在高处的平台上，水平抛出一个质量为的物体，物体落地时的速度为，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，则有（）A.人对小球做的功是B.人对小球做的功是C.小球落地时的机械能是D.小球落地时的机械能是6、下列物理量中属于标量的是()A.速度 B.加速度C.力 D.功二、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，两根间距为L的光滑金属导轨，平行放置在倾角为的绝缘斜面上，导轨的下端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为m、导轨间电阻为r的金属棒ab在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下由静止沿导轨上滑。下列说法正确的是（）A.金属棒ab将会沿金属导轨作匀加速运动B金属棒ab最终将沿金属导轨作匀速运动C.金属棒ab的最大速度为D.恒力F做的功等于金属棒ab增加的机械能8、如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b分别与电源的正、负极相连，a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，闭合开关S后，带正电的液滴从小孔正上方到达a板小孔时速度为v1，现使a板不动，在开关S仍闭合或断开的情况下b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下，此时液滴到达a板小孔时速度为v2，空气阻力不计，下列说法中正确的是A.若开关S保持闭合，向下移动b板，则v2>v1B.若开关S保持闭合，则无论向上或向下移动b板，都有v2＝v1C.若开关S闭合一段时间后再断开，则无论向上或向下移动b板，都有v2<v1D.若开关S闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2>v19、煤气灶点火所需的高压由如图所示装置产生，在铁芯上绕着两组彼此绝缘的线圈，其中用粗导线绕制、匝数较少的是初级线圈，用细导线绕制，匝数较多的是次级线圈．钢制弹簧片D上装有一小锤P，当电路中无电流时，弹簧片D与螺丝钉W接触．接通开关S，铁芯被磁化，小锤P被吸引，使得弹簧片D与螺丝钉分离，电路断开，铁芯失去磁性，小锤重新回到原来位置，电路又被接通，如此反复，在电路发生通断时，由于电磁感应，次级线圈将会产生高压，导致G、L间出现放电现象．关于该点火装置，下列说法正确的是A.增大初级线圈电流，可使线圈周围的磁场增强B.增加次级线圈匝数，可增大次级线圈的感应电动势C.次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期D.小锤质量越大，通断时间间隔越短10、如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（）和氦核（），下列正确的是（）A.它们的最大速度相同B.两次所接高频电源的频率不同C.若加速电压不变，则它们的加速次数相等D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能三、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）某同学利用如图甲电路测量干电池的电动势E和内阻r(1)为了较准确的测量，请根据图甲电路图将图乙实物图补充完整_____；(2)用选定器材测干电池的电动势E和内阻r，根据图甲实验电路测得多组U、R数据，请根据数据在图丙作出图象_____；(3)根据图象求得E=______V，r=______Ω；(4)利用该实验电路测出的电动势和内阻与真实值相比有偏差，其原因是______________12．（12分）某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只电阻箱（阻值用R表示），一个电流表（读数用I表示），一只开关和导线若干，电路如图所示。（1）该同学设计实验的原理表达式是E＝__________（用r、I、R表示）（2）该同学根据实验采集到的数据作出如图2所示的图象，纵轴截距为0.4，则由图象可求得该电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω（结果均保留两位有效数字）（3）考虑电流表内阻的影响，则电池电动势及内阻真实值与测量值的大小比较，E真______E测，r真______r测。（填“＞”，“＜”或“＝”）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、C【解析】ABC．电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加．本题“克服电场力做功，即为电场力做负功，所以电势能增加。根据W电=ΔEP电得出：电子在B处的电势能是W电=ΔEP电=80eV+30eV=110eV故AB错误，C正确；D．根据电势的定义，若带电粒子是电子，则在B点的电势等于D错误。故选C。【点睛】根据电场力做功与电势能变化的关系，电场力做负功，电势能增加，即可得到电子在B点具有的电势能；电势是电荷在电场中某点具有的电势能与电荷所带电荷量的比值，由定义式可求出该点电势2、C【解析】根据并联电路，电阻越小，则电流越大，所以金属电阻丝(R2)比每个灯的灯丝(R1)电阻大当灯的灯丝断了之后，电路中电阻增加，则电流变小，故亮度变暗．则①④的说法错误，②③的说法正确A、A项与上述分析结论不相符，故A错误；B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；C、C项与上述分析结论相符，故C正确；D、D项与上述分析结论不相符，故D错误3、D【解析】根据公式可得：当通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为，当若电阻为2R，电流强度为2I，则在时间t内产生的热量为，故D正确，A、B、C错误；故选D【点睛】关键是正确掌握焦耳定律公式4、B【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，作出电子的运动轨迹，求出电子做圆周运动的轨道半径，然后应用牛顿第二定律求出电子的速度，然后求出线速度、角速度、向心加速度之比；根据电子做圆周运动的周期公式求出电子的运动时间，再求出电子运动时间之比【详解】设磁场边长为a，如图所示，粒子从c点离开，其半径为rC=a，粒子从d点离开，其半径为rD=a；电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：evB=m，解得：，电子速率之比：，故A错误；从C点射出的电子的运动时间是个周期，从D点射出的电子的运动时间是个周期，电子在磁场中做圆周运动的周期：T=相同，从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tC：tD=T：T=1：2，故B正确；向心加速度：a=，从两孔射出的电子的加速度大小之比：，故CD错误；故选B【点睛】本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于确定圆心及由几何关系求出半径，应用牛顿第二定律与电子做圆周运动的周期公式可以解题5、A【解析】AB.根据动能定理得解得人对小球做的功为选项A正确，B错误；CD.以地面为重力势能的零点，小球落地时的机械能为此时小球的动能，即为，选项CD错误；故选A。第II卷非选择题6、D【解析】速度、加速度和力都是只有大小和方向的物理量，是矢量；而功只有大小无方向，是标量；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】AB．根据楞次定律可知穿过回路abR的磁通量增大，要阻碍其增大，就存在一个沿斜面向下的安培力，所以金属棒ab在运动过程中受到竖直向下的重力，沿斜面向上的拉力F，沿斜面向下的安培力，随着速度增大，安培力也增大，当三力合力为零时，金属棒做匀速直线运动，A错误B正确；C．金属棒匀速运动时的速度为最大速度，此时有：，而：，联立解得，C正确；D．根据能量守恒定律可知恒力F做的功等于金属棒ab增加的机械能与系统产生的焦耳热之和，D错误；故选BC。8、BD【解析】AB．若电键K保持闭合，无论向上或向下移动b板，重力与电场力做功不变，由动能定理可知，带电液滴速度不变，则v2=v1，故A错误，B正确；CD．若电键K闭合一段时间后再断开，则两板带电量Q不变，向下移动b板，极板之间的距离减小，则由可知C变大，根据Q=CU可知，两板电势差U减小，所以电场力做的负功减小，而重力做功不变，由动能定理得液滴速度变大，即v2＞v1，故D正确，C错误.9、ABC【解析】A．电流越强产生的磁场越强，则增大初级线圈电流可以增大线圈周围的磁场，故A正确；B．由可知，在磁通量变化快慢不变的情况下，增大线圈匝数可以增大次级线圈的感应电动势，故B正确；C．变压器不会改变频率和周期，故次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期，故C正确；D．通断时间取决于铁芯磁化和去磁的时间，与小锤质量无关，故D错误10、AC【解析】A．根据，得两粒子的比荷相等，所以最大速度相等。故A正确。B．带电粒子在磁场中运动的周期两粒子的比荷相等，所以周期和频率相等。故B错误。C．最大动能则加速次数两粒子的比荷相等，加速电压不变，则加速次数相同，选项C正确；D．根据知，仅增大高频电源的频率不能增大粒子动能，故D错误；故选AC。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、①.②.③.1.45（1.42~1.46均正确）④.0.42（0.4~0.5均正确）⑤.电压表内阻不是无穷大【解析】(1)[1]由电路图连接实物图如图：(2)[2]据所给数据画图如图(3)[3][4]由闭合电路欧姆定律有：解得：则有：可得：(4)[5]由于电压表的分流会引起误差，电压表内阻越大误差越小，所以其原因是电压表内阻不是无穷大。12、①.I（R+r）②.6.3（6.1~6.4均可）③.2.5（2.4~2.6均可）④.＝⑤.＜【解析】（1）[1]．由图示电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：E=I（r+R）（2）[2]．在闭合电路中，电源电动势：E=I（r+R）由图象可知，图象截距图象斜率则电源电动势：电源内阻：r=bE=0.4×6.25=2.5Ω；（3）[3]．实验误差是由于电流表内阻造成的，用该实验方案电源电动势的测量值等真实值，电源