2024届甘肃省永昌县第四中学物理高二第一学期期末统考试题含解析

2024届甘肃省永昌县第四中学物理高二第一学期期末统考试题考生请注意：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、关于电容器的电容，下列说法正确的是A.电容器所带的电荷量越多，电容越大B.电容器两极板间电压越高，电容越大C.电容器不带电时，电容为零D.电容是描述电容器储存电荷能力的物理量2、如图甲所示，通电螺线管A与用绝缘绳悬挂的线圈B的中心轴在同一水平直线上，A中通有如图所示的变化电流，t=0时电流方向如图乙中箭头所示．在t1～t2时间内，对于线圈B的电流方向（从左往右看）及运动方向，下列判断正确的是（）A.线圈B内有顺时针方向电流、线圈向右摆动B.线圈B内有顺时针方向的电流、线圈向左摆动C.线圈B内有逆时针方向的电流、线圈向右摆动D.线圈B内有逆时针方向的电流、线圈向左摆动3、水平放置金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良）好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（）A.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大B.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大C.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变D.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变4、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法不正确的是()A.带电粒子由加速器的中心附近进入加速器B.带电粒子由加速器的边缘进入加速器C.电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转D.离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关5、在图所示的电路中，闭合开关S后，小灯泡正常发光，当电源两端电压不变，将滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的A.灯泡L1将变得更亮些B.灯泡L1将变得更暗些C.灯泡L2将变得更亮些D.灯泡L2亮度不变6、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．下列说法正确的有（）A.高频电源频率随粒子速度的增大而增大B.粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大C.粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大D.粒子从磁场中获得能量二、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、速度可以用光电门测量，物理兴趣小组的同学设想了一个通过测量速度来得到磁感应强度的方法。他们用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形线框cbb′c′。如图甲所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的cc′边和bb′边都处在磁极间。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。设磁场区域在竖直方向上足够长，若测得方框下落的最大速度为vm，则下列说法正确的是A.线框切割磁感线产生的最大感应电动势为2BLvmB.线框下落速度为时所受的安培力大小为C.线框下落速度为时加速度大小为D.磁极间磁感应强度B的大小为8、在如图所示电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表A、V1、V2和V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表A、V1、V2和V3示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和AU3表示．下列说法正确的是（）A不变，不变B.变大，变大C.变大，不变D.比值变大，比值不变9、如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q(q>0)、质量为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M匀速运动到N．已知MN长为d,与力F的夹角为60°，重力加速度为g，则A.场强大小为B.M、N间的电势差为C.从M到N，电场力做功为D.若仅将力F方向顺时针转60°，小球将从M向N做匀变速直线运动10、如图所示为一种质谱仪示意图，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，通道内均匀辐射状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．不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A.粒子一定带正电B.加速电场的电压C.D.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，则该群离子具有相同的比荷三、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）(1)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量圆柱体的直径d，示数如图所示。由图可读出l＝________cm，d＝________mm；(2)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路。①按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来_______；②在如图乙所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（填“A”或“B”）；③图丙是根据实验数据作出的U—I图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω；(3)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）；②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡（填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”），再将________（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________。12．（12分）在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏．现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路.(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(2)螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针将_________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(4)螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转四、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L14．（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）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、D【解析】AB．电容的定义式为，运用比值法定义，C与电量Q、电压U无关，故AB错误；CD．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与电压无关，电压为零时，电容同样存在，故C错误，D正确故选D。点睛：本题考查电容的意义，解决本体的关键知道电容器电容的决定式，知道电容与哪些因素有关，与哪些因素无关2、A【解析】根据题意可知，在螺线管内通有，在时间内，由右手螺旋定则可知，线圈B的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）；从产生感应电流阻碍的角度可知，线圈向右运动，才能阻碍磁通量的增大。故选A。3、B【解析】磁感应强度均匀增大，穿过回路的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变，ab棒所受的安培力F=BIL，可知安培力F均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则摩擦力也均匀增大．故B正确，ACD均错误4、B【解析】AB．根据回旋加速器的加速原理，被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，从边缘离开加速器，A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C．在磁场中洛伦兹力不做功，离子是从电场中获得能量，C正确，不符合题意；D．当离子离开回旋加速器时，半径最大，动能最大，则有：与加速的电压无关，D正确，不符合题意。故选B。【点睛】解决本题的关键掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子从电场中获得能量，但是出回旋加速器的最大速度与电场无关，与磁感应强度和D形盒的半径有关5、B【解析】此为简单的串联电路，将滑线变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，电源的电动势和内阻不变，电流减小，灯泡都会变暗，故B正确，ACD错误6、B【解析】明确回旋加速器基本原理，明确当带电粒子从回旋加速器最后出来时速度最大，根据qvB=m求出最大速度，再根据EKm=mv2求出最大动能，可知与什么因素有关【详解】高频电源的频率与粒子在磁场中的转动周期相同，根据粒子在磁场中的周期公式以及T=1/f可知，高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与速度无关，故A错误；根据qvB=m得，最大速度，则最大动能EKm=mv2=．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，由公式可知，最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大，与加速电压无关，故B正确，C错误；粒子在磁场中受到洛伦兹力，其对粒子不做功，不能获得能量，能量来自电场力做功，故D错误；故选B【点睛】解决本题的关键知道根据qvB=m分析最大速度的表达式，知道最大动能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关，而与电势差的大小无关二、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、ABD【解析】A.方框被释放后受到重力、安培力作用，由于安培力随速度的增大而增大，由牛顿第二定律知，方框被释放后先做速度增大、加速度逐渐减小的直线运动，当加速度等于零时方框的速度达到最大，此后方框以最大速度vm匀速下落。当方框以最大速度vm匀速下落时，感应电动势最大为2BLvm，故A正确；BC.方框下落速度为时其产生的感应电动势和感应电流均为最大值的一半，由安培力公式可知，其所受安培力F'A也为最大值FA(即重力mg)的一半，由牛顿第二定律可知mg-F'A=ma，解得方框的加速度大小为a=，选项B正确，C错误；D.速度最大时，依据二力平衡条件得mg=FA，质量m=4AdL，方框所受安培力合力FA=2BIL

，方框中电流，方框切割磁感线产生的最大等效感应电动势E=2BLvm，方框电阻，联立上述各式解得磁极间磁感应强度大小，选项D正确；故选：ABD8、ACD【解析】根据欧姆定律得知，故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，均不变，A正确；，变大，根据闭合电路欧姆定律得，则有，不变，B错误C正确；，变大；根据闭合电路欧姆定律得，则有，不变，D正确【点睛】本题对于定值电阻，是线性元件有，对于非线性元件，9、ACD【解析】小球做匀速运动，则受电场力、重力和力F平衡，根据平衡条件列式可求解场强E；根据U=Ed求解电势差；根据动能定理求解电场力的功；若仅将力F方向顺时针转60°，根据力的合成知识找到合力的方向，从而判断小球的运动情况【详解】对小球受力分析，如图；根据平衡知识可知：，解得，选项A正确；M、N间的电势差为（α角是MN与场强方向的夹角），选项B错误；从M到N，电场力做功与重力和力F做功之和为零，即，选项C正确；因电场力qE和重力mg的合力与F等大反向，则若仅将力F方向顺时针转60°，小球受的合力方向沿NM的方向向下，大小为F，则小球将从M向N做匀变速直线运动，选项D正确；故选ACD.10、ABD【解析】A．由左手定则可知粒子带正电，故A正确；B．粒子在M、N间被加速，则有，根据电场力提供向心力，则有，联立解得，故B正确；C．根据洛伦兹力提供向心力，则有，可得，故C错误；D．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，说明运动的轨迹相同，由于磁场、电场与静电分析器的半径不变，则C选项可知该群离子具有相同的比荷，故D正确三、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、①.2.25②.6.860③.④.B⑤.1.5⑥.1⑦.待测金属丝⑧.直流电压10V⑨.红⑩.0⑪.E⑫.E【解析】(1)[1][2]对游标卡尺主尺读数为2.2cm，游标尺读数为5×mm＝0.5mm＝0.05cm故l＝2.2cm＋0.05cm＝2.25cm螺旋测微器先读出固定刻度的读数，由于半刻度线已露出，所以固定刻度为6.5mm，再读出可动刻度上的格数×0.01mm，读数为

5mm＋36.0×0.01mm＝6.860mm(2)①[3]由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器两端，由原理图连接实物图所示；②[4]为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，滑动变阻器接入部分为左半部分；故滑片应接到B端；③[5][6]由U-I图可知，电源的电动势E=1.5V；当路端电压为1V时，电流为0.5A，则由闭合电路欧姆定律可知：r=1.0Ω(3)①[7]电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路。②[8][9][10][11][12]判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c、d时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势。12、①.向左②.不发生③.向右④.向右【解析】由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向.【详解】(1)甲电路测出电流表是正进负出向左偏.将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转；(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向右