2024届湖北省四校高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2024届湖北省四校高二物理第一学期期末学业水平测试试题考生请注意：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、下列哪个措施是为了防止静电产生的危害（）A.在高大的烟囱中安装静电除尘器 B.静电复印C.在高大的建筑物顶端装上避雷针 D.静电喷漆2、如图所示，两个线圈的绕向相同，其中右侧线圈与电流表构成闭合回路，要使得右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表，且电流表示数恒定，则左侧线圈中的电流随时间变化的图象可能是（规定左侧线圈中从a到b的电流方向为正方向）（）A. B.C. D.3、有关电场和磁场，下列说法正确的是（）.A.带电粒子在电场和磁场中都一定会受到力的作用B.电场和磁场都可用假想的闭合曲线进行形象的描述C.电场和磁场在本质上属于同一种基本相互作用D.电场和磁场不是客观存在的物质4、如图有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽消耗的电功率为60WC.电解槽的发热功率为60WD.电路消耗的总功率为60W5、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图，则()A.t1时刻线圈中磁通量为零B.t2时刻线圈通过中性面C.t3时刻线圈中电流方向改变D.t4时刻线圈中磁通量变化率最小6、在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（）A.电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的效率为80%D.电源的输出功率为4W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、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（）A.t1时刻线圈通过中性面B.t2时刻线圈中磁通量最大C.t3时刻线圈中磁通量变化率最大D.t4时刻线圈中磁通量变化率最大8、如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A、B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()A.S闭合后，A、B同时发光且亮度不变B.S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C.S断开的瞬间，A、B同时熄灭D.S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭9、如图所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里．带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，液滴静止不动，液滴沿水平线向右做直线运动，液滴沿水平线向左做直线运动，则下列说法中正确的是A.三个液滴都带负电B.液滴的速率一定大于液滴的速率C.三个液滴中液滴质量最大D.液滴和液滴一定做的是匀速直线运动10、如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（）A.粒子的动动方向是abcdeB.粒子带正电C.粒子的运动方向是edcbaD.粒子在下半周期比上半周期所用时间长三、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）甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验。已知当地重力加速度的大小为。（1）甲同学所设计的实验装置如图甲所示，其中长直木板A的质量为，质量为的物块放置在木板A上，为物块右端连接的一轻质弹簧测力计。实验时，用力将A从的下方水平抽出，通过的示数即可算出动摩擦因数。该同学设计的实验能测出___________（选填“A与”或“A与地面”）之间的动摩擦因数，其表达式为___________。（2）乙同学设计的实验如图乙所示，水平长木板上固定有两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块通过两光电门之间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计的示数及对应的物块在两光电门之间运动的时间；在坐标系中作出的图线如图丙所示，测得图线在横轴上的截距为。若本实验中物块的质量不能测出。则该同学还应该测出的物理量为___________；根据该测量物理量及图线信息，可知物块与长木板之间的动摩擦因数表达式为___________（用题中所给物理量表示）。12．（12分）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径d=_______mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该工件的长度L=_____cm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L15．（12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

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】本题考查静电现象的应用于防止．ABD均为静电现象的应用，C为防止静电产生的危害，选C2、A【解析】产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，由楞次定律判断在副线圈中产生感应电流的方向【详解】当右侧线圈中产生的感应电流由c到d流过电流表时，感应电流的磁场方向向右；根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量若方向向右，则正在减小，若穿过线圈的磁通量的方向向左，则正在增大；根据安培定则可知，此时左侧线圈中的电流随时间变化可知是从a到b正在增大，或电流的方向从b到a，正在减小，故A正确，BCD错误【点睛】本题考查应用楞次定律判断感应电流方向3、C【解析】A、处在电场中的电荷一定受到电场力，但在磁场中运动的电荷不一定有磁场力存在，当运动方向与磁场方向平行时，没有磁场力作用，故A错误；B、磁感线是闭合的曲线，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，不是闭合曲线，故B错误；C、磁现象的本质是运动电荷的相互作用，和电场在本质上属于同一种基本相互作用，故C正确；D、电场和磁场都是一种客观存在的物质，故D错误；故选C考点：磁现象和磁场；电场4、B【解析】A,B项：由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压应该和灯泡两端的电压是相等的，都是110V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以,所以电解槽的输入功率为：，所以A错误．B项正确C项、电解槽的发热功率为：，所以C项错误D项、电路消耗总功率为为：,所以D错误故选项B正确5、C【解析】A、t1时刻感应电动势为零，磁通量最大．故A错误B、t2时刻感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直．故B错误C、t3时刻线圈通过中性面，线圈中电流方向改变．故C正确D、t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大．故D错误故选C6、C【解析】A．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则：A正确；B．根据图像可知电阻：B正确；C．电源的效率：C错误；D．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4WD正确。故选C。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】A．t1时刻感应电动势为零，磁通量最大，位于中性面位置，故A正确；B．t2时刻感应电动势最大，磁通量变化率最大，磁通量最小，线圈平面与中性面垂直，故B错误；C．t3时刻感应电动势为零，磁通量变化率为零，线圈通过中性面，故C错误；D．t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大，故D正确。故选AD。8、BD【解析】L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，LA、LB是两个完全相同的小灯泡。AB．S闭合瞬间，但由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮，当电流稳定时，由于电阻可忽略不计，所以以后LA熄灭，LB变亮，故A错误，B正确；CD．S断开的瞬间，LB立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以LA亮一下再慢慢熄灭，故C错误，D正确。故选BD。9、AD【解析】三个带电油滴都受力平衡，根据共点力平衡条件列式求解确定电性与质量大小，再依据洛伦兹力、电场力与重力关系，来判定速率的大小，最后根据洛伦兹力受到速率的影响，从而确定运动性质；【详解】AC、a球受力平衡，有：，重力和电场力等值、反向、共线，故电场力向上，由于电场强度向下，故球带负电；b球受力平衡，有：，c球受力平衡,有：，解得：，故A正确，C错误；B、由上分析可知，无法确定b与c洛伦兹力大小，因此无法确定液滴速率大小，故B错误；D、根据可知，液滴的洛伦兹力受到速率的约束，若不是做匀速直线运动时，则洛伦兹力变化，导致受力不平衡，那么就不可能做直线运动，故D正确；故选AD10、BC【解析】带电粒子在磁场中由洛伦兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则由可得：，可见粒子的轨迹半径与速率成正比；因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半径减小，故说明粒子是由下向上穿过绝缘板，故运动方向为edcba；故A错误，C正确；粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带正电，故B正确．因粒子转动的周期，在转动中磁感应强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下都经过半个周期，时间相等；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.A与②.③.光电门之间的距离④.【解析】（1）[1]当A达到稳定状态时，处于静止状态，弹簧测力计的示数与所受的滑动摩擦力大小相等，对木板A的压力等于的重力，则有故从弹簧测力计上读取，则可求得A与之间的动摩擦因数；（2）[2][3][4]物块由静止开始做匀加速运动，在从光电门A处运动到光电门处的过程中，位移则有根据牛顿第二定律，有则设图线在纵轴上的截距为，则图线的斜率又因纵轴的截距得物块与长木板间的动摩擦因数12、①.3.205（3.203-3.207）②.5.015【解析】[1]由图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器的固定刻度示数是3mm，可动刻度示数是，螺旋测微器的示数是：[2]由图所示游标卡尺可知，主尺示数是5cm，游标尺示数是3×0.05mm=0.15mm=0.015cm，则游标卡尺的示数是：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、(1)(2)3N【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：解得：(2)小球在C点时受力分析如图由牛顿第二定律得：解得：由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：NC′=NC=3N14、8cm【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得代入有关数据，解得，代入数据得θ=30°粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图由几何关系得联立求得代入数据解得15、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度