2024届湖北省荆州市名校物理高二第一学期期末质量检测试题含解析

2024届湖北省荆州市名校物理高二第一学期期末质量检测试题注意事项：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、两个完全相同的金属小球A、B，球A所带电荷量为＋4Q，球B不带电。现将球B与球A接触后，移到与球A相距为d处（d远远大于小球半径）。已知静电力常量为k，则此时两球之间相互作用的库仑力大小是（）A. B.C. D.2、如图，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关闭合．两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板．以下说法正确的是（）A.保持开关闭合，将滑片p向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出B.保持开关闭合，将滑片p向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出C.保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出D.如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出3、如图所示，带电平行金属板A、B板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔．一带正电的微粒，带电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由落下，若微粒恰能落至A、B板的正中央C点，则（）A.微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小B.微粒下落过程中重力做功，电场力做功为-qUC.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量大于D.若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能到达A板4、一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4Ω、2Ω和3Ω，U为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为()A.I B.IC.I D.2I5、某运动员在米跨栏时采用蹲踞式气泡，发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重力，如图所示，假设质量为的运动员，在起跑时前进的距离内，重心上升高度为，获得的速度为，克服阻力做功为，则在此过程中，下列说法中正确的是（）A.运动员的重力做功为B.运动员机械能增量为C.运动员的动能增加量D.运动员自身做功为6、如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是A.磁场方向垂直纸面向内B.从a点离开的是α粒子C.从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D.粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长二、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、如图是研究平行板电容器电容大小的因素的实验装置，在整个实验过程中，如果保持电容器的带电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是（）A.仅将M板水平向左平移远离N板B.在M、N之间插入玻璃板C将M板向下平移D.在M、N之间紧靠M插入有一定厚度的金属板8、如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，为其对称轴，一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时（）A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为C.回路中感应电流的方向为逆时针方向D.回路中边与边所受安培力方向相同9、如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且，若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（）A.a、b两球同时落地B.a、b两球飞行水平距离相等C.a球的质量比b球的大D.a球的电荷量比b球的大10、小型发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场可视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈从图示位置以角速度ω绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，下列说法正确的是()A.若从中性面开始计时，则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝2Ne0sinωtB.从中性面开始计时，则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝2Ne0cosωtC.发电机线圈从垂直中性面位置转动90°的过程中，产生的感应电动势的平均值是D.发电机线圈从垂直中性面位置转动180°的过程中，产生的感应电动势的平均值是三、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）在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图甲所示，图中斜槽部分与水平槽部分平滑连接，按要求安装好仪器后开始实验．图中设计有一个支柱（通过调整，可使两球的球心在同一水平线上，上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下）．先不放被碰小球，让入射小球从挡板C处由静止滚下，重复若干次；然后把被碰小球放到支柱上，有重复若干次．在白纸上记录下挂于槽口的重锤线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置，从左至右依次为O、M、P、N点，两小球直径相等，并用刻度尺测出OM、OP、ON的长度．入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2．则（1）入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应该满足m2_____m1（填“>”或“<”）（2）用螺旋测微器测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=___________mm（3）当所测的物理量满足表达式_____________________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球的碰撞遵守动量守恒定律（4）某次实验得到入射小球的落点M、P到O距离如图丙所示，假设两球的碰撞是弹性正碰，则被碰小球的落点N到O的距离ON=_________cm．（保留2位小数）12．（12分）用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为200Ω的电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:（1）旋动部件___________(填“S”或“T”)，，使指针对准电流的"0"刻线。（2）将选择开关K旋至“Ω”挡，再将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节___________(填“S”或“T”)，使电表指针对准___________（填“电阻”或“电流”）的“0”刻线。（3）当选择开关K旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很大，为了测量更准确应该选择的挡位是__________（填“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”）（4）当上述操作步骤（3）重新准确选择挡位并调节之后，将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为________Ω。（5）无论用多用电表进行何种（直流）操作测量，电流都应该是从________表笔流出由__________表笔流入多用电表。（填“红”或“黑”）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、B【解析】接触后两球将电量平分，即再由库仑定律，得故B正确，ACD错误；故选B。2、B【解析】AB．保持开关闭合，将滑片p向下滑动一点，电容器两端电压增大，电场增强，电场力（向下）将大于洛伦兹力（向上），粒子将可能从下极板边缘射出；A错误，B正确；C．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，电压不变，极板距离减小电场增强，粒子将可能从下极板边缘射出；C错误，D．如果将开关断开，电容器放电，电场将消失，粒子将不能穿出；D错误；故选B。3、D【解析】带电微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小，重力一直做正功为mg(h+)，重力势能一直减小；电场力做负功为-qU，电势能增加qU，由动能定理可判断若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能到达A板【详解】A、带电微粒在下落过程中先做加速运动，后做减速运动，动能先增大，后减小，重力一直做正功，重力势能一直减小，故A错误B、微粒下降的高度为h+，重力做正功为mg(h+)，电场力向上，位移向下，电场力做负功，W电=-qU，所以电势能增大，其增加量为qU，故B、C错误D、由题知微粒恰能落至C的过程中，由动能定理得：mg(h+)-qU=0，若微粒从距B板高2h处自由下落，由动能定理得：mg(2h+d)-qU=mvA2-0，解得vA=0，故D正确故选D4、D【解析】变压器输入电压为U与电阻R1两端电压的差值；再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流；根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式，联立可求得U与I的关系；则可求得电流表的示数【详解】根据电流与匝数成反比，得副线圈电流I2＝2I;副线圈两端的电压；根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1=2U2＝20I；电阻R1两端的电压IR1＝4I；在原线圈回路中U＝4I+U1＝24I；S闭合时，电流表示数为I′，副线圈中电流2I′；副线圈两端的电压；原线圈两端的电压U1′＝8I′；电阻R1两端的电压I′•R1=4I′；在原线圈回路U=4I′+8I′=24I；解得：I′=2I，故D正确，ABC错误；故选D【点睛】本题考查理想变压器原理及应用，要注意明确电路结构，知道开关通断时电路的连接方式；同时注意明确输入电压与总电压之间的关系5、B【解析】运动员的重心升高量为h，则运动员的重力做功为，故A错误；运动员的重心升高量为h，获得的速度为v，则其机械能增加量为，故B正确；运动员起跑前处于静止状态，起跑后获得的速度为v，则运动员的动能增加了，故C错误；根据动能定理得，得到，故D错误6、D【解析】根据粒子在磁场中的偏转方向，由左手定则得到磁场方向；根据动能定理求得在磁场中运动的速度，然后根据洛伦兹力做向心力求得半径，即可区分两粒子，且得到其速度大小关系；根据匀变速运动规律得到在电场中的运动时间，由匀速圆周运动规律求得在磁场中的运动时间，即可根据荷质比判断时间长短【详解】质子和

α

粒子带正电，由粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则可得：磁场方向垂直纸面向外，故A错误；设粒子质量为m，带电量为q，匀强电场的场强为E，电势差为U，匀强磁场的磁感应强度为B；那么根据动能定理可得：qU＝mv2，则有洛伦兹力做向心力可得：Bvq＝；所以粒子在磁场中运动的轨道半径；故荷质比越大，轨道半径越小；所以从

a

点离开的是质子，从

b

点离开的粒子的是

α

粒子；根据动能定理可得：v＝，故荷质比越大，在磁场中运动的速率越大，故从

b

点离开的α粒子荷质比较小，在磁场中运动的速率较小；故BC错误；粒子在电场中运动的时间；粒子在磁场中的运动时间；故荷质比越大，粒子从

S

出发到离开磁场所用时间t1+t2越小；那么从

b

点离开的粒子的是

α

粒子荷质比较小，时间较长，故D正确；故选D【点睛】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力做向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度二、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、AC【解析】由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，由C=Q/U分析电容C如何变化，根据进行分析【详解】由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，由C=Q/U分析可知，电容C应变小，根据分析可知，应减小正对面积，增大板间距离、或减小电介质；仅将M板水平向左平移远离N板，增大间距，导致电容C变小，故A正确；在M、N之间插入玻璃板，增大电介质，导致电容C变大，故B错误；将M板向下平移，则减小正对面积，导致电容C变小，故C正确；将M、N之间紧靠M插入有一定厚度的金属板，相当于减小d，则电容C增大，故D错误．故选AC.【点睛】本题考查电容器的动态分析问题，对于电容器的动态变化问题，关键要抓住不变量，根据电容的定义式和决定式进行分析8、ACD【解析】A：两个磁场区域磁感应强度大小相等，方向相反，因此线框运动到对称位置时回路的总磁通量为零，故A项正确B：、边切割磁感线，利用右手定则确定动生电动势方向分别为到、到，两边产生的电动势相叠加，大小为，故B项错误C：由B项分析，路中感应电流的方向为逆时针方向．故C项正确；D：电流方向为逆时针，利用左手定则可知边和边所受安培力方向都是向左，故D项正确9、AC【解析】A．同时剪断两根细线，两小球在竖直方向的分运动均为自由落体运动，由可知，同时落地，故A正确；BC．两球均受重力、库仑力和拉力三个力作用而平衡，且两球所受库仑力等大反向，由力平衡可知其中为细线与竖直方向的夹角，因为，故a球的质量大于b球的质量；在水平方向库仑力的作用下，a球的水平加速度小于b球，故a球飞行的水平距离小于b球，故B错误C正确；D．两球所受库仑力是相互作用力，由库仑定律无法判断哪个球的电荷量大，故D错误。故选AC。10、ACD【解析】结合中性面的特点可知从中性面开始计时，则发电机的感应电动势的瞬时值表达式；由法拉第电磁感应定律求出平均电动势.【详解】A、B、矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以N匝矩形线圈产生的感应电动势的最大值是2Ne0,线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，而感应电动势等于0，所以从中性面开始计时，则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=2Ne0sinωt；故A正确，B错误.C、在线圈从垂直中性面位置转动90°过程中，单匝线圈上的磁通量的变化量，产生的感应电动势的平均值是；故C正确.D、发电机线圈从垂直中性面位置转动180°的过程中，磁通量的变化量，感应电动势的平均值是；故D正确.故选ACD.【点睛】本题考查了交流电产生的原理和最大值、平均值的关系，知道整个矩形线圈产生的感应电动势是ab边和cd边产生的感应电动势之和.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.<②.12.803（12.802-12.804）③.m1OP=m1OM+m2（ON-d）④.36.28【解析】（1）为防止入射球反弹，入射小球的质量要大于被碰小球的质量；（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．（3）根据动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后根据表达式分析答题；（4）根据动量守恒定律以及机械能守恒定律列式，联立即可求得速度关系，从而求出OM、ON以及OP之间的关系【详解】（1）为防止入射球反弹，入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应该满足m2<m1；（2）螺旋测微器的固定刻度读数为12.5mm，可动刻度读数为0.01×30.3mm=0.303mm，所以最终读数为：d=12.5mm+0.303mm=12.803mm（3）由动量守恒定律可知，如果动量守恒，则应保证：m1v=m1v1+m2v2；因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，（ON-d）是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1•OP=m1•OM+m2•（ON-d），说明两球碰撞遵守动量守恒定律；（4）设入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2．碰撞前入射球速度为v0，碰撞后两球速度分别为v1、v2．根据动量守恒得和机械守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2m1v02=m1v12+m2v22联立解得：v0+v1=v2三球平抛运动时间相同，则得到：OP+OM=ON′=ON-d故：ON=OP+OM+d=25cm+10cm+1.28cm=36.28cm【点睛】本题主要考查了“验证动量守恒定律”的实验的原理及要求以及数据处理等基础知识，掌握实验原理、应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式即可正确解题．注意小球2平抛的起点在水平面上的投影在O点后相距d处12、①.S②.T③.电阻④.×10⑤.190⑥.黑⑦.红【解析】（1）[1]．旋动部件S