2024届山西省忻州市岢岚中学高二物理第一学期期末考试试题含解析

2024届山西省忻州市岢岚中学高二物理第一学期期末考试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、两平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6×103V电压，板间有一个带电液滴质量为4.8×10-13kg，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（g取10m/s2）（）A.3×106 B.30C.10 D.3×1042、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，则下列说法正确的是()A.匀强电场的场强大小为10V/mB.匀强电场的场强大小为V/mC.电荷量为1.6×10－19C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×10－19JD.电荷量为1.6×10－19C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小4.8×10－19J3、如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1和R2为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是()A.保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点右侧B.保持开关S闭合，增大R2，粒子打在O点左侧C.断开开关S，M极板稍微上移，粒子打O点右侧D.断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧4、下列说法正确的是A.元电荷就是电子或质子B.元电荷是最小电荷量，又称“基本电量”C.油滴所带的电荷量可能是3.6×10-19CD.法国物理学家库仑最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值5、在下图各电场中，A、B两点电场强度相同的是（）A. B.C. D.6、如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，∠C=30°，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则A.粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短B.粒子在磁场中运动的最长时间为C.粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短D.粒子在磁场中运动的最长路程为二、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，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA和OB互相垂直是扇形的两条半径，长度为R．一个带电粒子1从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若与该粒子完全相同的带电粒子2以同样的速度从C点平行AO方向进入磁场，C到AO的距离为R／2，则A.1粒子从B点离开磁场时，速度方向沿OB方向B.粒子带负电C.2粒子仍然从B点离开磁场D.两粒子在磁场中运动时间之比为3：28、在X射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（）A.最短波长为 B.最长波长为C.最小频率为 D.最大频率为9、如图所示，实线为电场线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC电势分别为、、，AB/BC间的电势差分别为UAB、UBC．下列关系中正确的有A. B.C. D.10、如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（）A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里三、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）用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻(两电表内阻未知)，提供的器材如图乙所示。(1)用实线代表导线按照甲图把乙图的实物连线接成测量电路(两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已连好)__________。(2)图丙中的6个点表示实验测得的6组电流/电压U的值，请按照这些实验值作出U－I图线_______，由此图线求得的电源电动势E=____________V，电源内阻r=____________Ω（以上两空均取小数点后2位）。(3)按照甲图电路测得的电源电动势与内阻和真实值比较，有E测_________E真，r测_________r真(以上两空选填>、<或=)。12．（12分）甲、乙两组同学通过实验研究水果电池组电动势和内阻他们了解到水果电池的内阻可能比较大，因此设计了一个如图所示的电路进行测量。（1）甲同学制作了一个苹果电池组，接入图的电路，调节滑动变阻器的位置，测量出相应的电压U和电流I，并将所测数据用“+”标注在坐标纸上，如图所示。请你画出这个苹果电池组的U-I图线。（）（2）根据图的U-I图线可求得该电池组的电动势E=_________V（保留三位有效数字），内阻r=_________Ω（保留三位有效数字）。（3）关于该实验的误差，下列说法正确的是____________。A.由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大B.由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小C.由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大D.由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小（4）乙组同学制作了一个柠檬电池组，完成了上述的实验后，发现电动势与甲组测到的基本相同，只是内阻差异较大。这两组同学对两个电池组做了进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图所示的P-R和P-U图象。若已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是______________（选填选项的字母）。A.B.C.D.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）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，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、B【解析】平行金属板板间场强为，带电液滴所受电场力为F=qE，带电液滴在匀强电场中处于静止状态，电场力与重力平衡，则有，所以，油滴上元电荷的数目为A.3×106与计算结果不符，故A错误B.30与计算结果相符，故B正确C.10与计算结果不符，故C错误D.3×104与计算结果不符，故D错误2、B【解析】连接AC，根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，AC中点的电势为2V，则EB为一条等势线，CA连线即为一条电场线，由BA间的电势差，由公式U=Ed求出场强大小；AF∥EB，则知AF也为一条等势线，可求出UEF，电场力做功就可以求解；【详解】AB．连接AC，AC中点电势为2V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，BA间的电势差为又得场强故B正确，A错误；C．由正六边形对称性，，则AF也为电场中的一条等势线由上可知，E的电势为则电荷量为的正点电荷从E点移到F点，电场力做正功，而且为故C错误；D．D点的电势等于C点的电势，，电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电场力做功为电势能减小，故D错误；故选B。3、D【解析】A．保持开关S闭合，由闭合电路欧姆定律和欧姆定律可知两端的电压为：增大，可知两端的电压将减小，电容器两端的电压减小，根据可知粒子电场力减小，根据粒子加速度增大，粒子在平行板间运动则有：水平位移为：水平位移将减小，故粒子打在点左侧，故A错误；B．保持开关S闭合，增大，不会影响电阻两端的电压，故粒子打在点，故B错误；C．断开开关，平行板带电量不变，根据，及可得：极板稍微上移，两极板的间距增大，但电场强度不变，故加速度不变，不会影响离子的运动，故还打在点，故C错误；D．断开开关，平行板带电量不变，根据，及可得：极板稍微下移，两极板的间距增大，但电场强度不变，故加速度不变，电场强度不变，加速度不变，不会影响离子的运动，垂直极板方向的运动的位移变大，运动时间变长，沿极板方向运动的位移也增大，故粒子打在点右侧，故D正确；故选D。4、B【解析】A项：元电荷是指最小的电荷量，不是电荷，不是指质子或者电子，故A错误；B项：元电荷是最小电荷量，又称“基本电量”，故B正确；C项：任何带电体所带电荷都等于元电荷的整数倍，所以油滴所带的电荷量不可能是3.6×10-19C，故C错误；D项：密立根最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值故D错误故选B5、C【解析】A．A、B是离点电荷等距的两点，处于同一等势面上，电势相同，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；B．根据点电荷场强公式可知，A点的场强大于B点的场强，故B错误；C．平行金属板内部是匀强电场，A、B两点的电场强度相同，故C正确；D．图中A、B两点电场线方向不同，疏密程度也不同，两点场强不同，故D错误。故选C。6、B【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系，粒子在磁场中偏转的圆心角相等，都为120°，根据粒子在磁场中运动的时间：，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期，所以粒子运动时间为，A错误B正确；粒子速度越大，根据公式可知半径越大，但运动时间变小，因此所以路程不一定越长，C错误；当粒子与BC边相切时路程最长，根据几何知识可得此时的半径为，则，D错误；考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，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、ACD【解析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，作出粒子的运动轨迹，应用数学知识与牛顿第二定律分析答题【详解】A项：粒子1从A点正对圆心射入，恰从B点射出，粒子在磁场中运动圆心角为90°，1粒子从B点离开磁场时，速度方向沿OB方向，故A正确；B项：带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，那么粒子在A点向右上方偏转，则由左手定则可判定：粒子带正电，故B错误；C项：粒子2从C点沿CD射入其运动轨迹如图所示，设对应的圆心为O1，运动轨道半径也为BO=R，连接O1C、O1B，O1COB是平行四边形，O1B=CO，则粒子2一定从B点射出磁场，故C正确；D项：粒子1的速度偏角，粒子在磁场中转过的圆心角θ1=90°，连接PB，可知P为O1C的中点，由数学知识可知，θ2=∠BO1P=60°，粒子在磁场中运动的周期：，两粒子的周期相等粒子在磁场中的运动时间，运动时间之比：t1：t2=θ1：θ2=90°：60°=3：2，故D正确故选ACD【点睛】本题考查了粒子在匀强磁场中运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，作出粒子运动轨迹、应用数学知识、周期公式即可正确解题8、AD【解析】AB．根据光子的能量知光子的能量越大，光的波长越短，而能量最大的光子的能量为该X射线管发出的X光的最短波长为则故A正确，B错误；CD．光子的能量越大，光子的频率越大，则X光的最大频率故C错误，D正确。故选AD。9、AB【解析】A.由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为，故A正确；B.A、B、C三点处在一根电场线上,根据沿着电场线的方向电势逐渐降落,故有，故B正确；C.电场线密集的地方电势降落较快，由U=Ed知：UAB>UBC，故C错误，D错误故选AB.10、AC【解析】图示时刻，ad速度方向向外，bc速度方向向里，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a，bc中电流方向为b→c，线圈中感应电流的方向为abcda．故A正确．线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBL1L2ω．故B错误．图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线，线圈中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析得知，磁通量的变化率最大．故C正确；线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIL2=nB•L2．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.见解析图②.见解析图③.3.00④.0.80⑤.<⑥.<【解析】（1）[1]电路连接如图：（2）[2]让大多数点落在直线上，少数分布在直线两侧，画出U-I图像如图：[3][4]由图可知，电源电动势E=3.00V；内阻（3）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可知，由于电压表的分流作用导致电流表测出的电流小于干路的总电流，从而造成误差；可采用等效电源法分析误差大小：把电压表与电源看做一“等效电源”，根据E=U断可知，电动势测量值应等于等效电源的外电路断开时的路端电压，由于等效电源的外电路断开时，电压表与电源仍然组成一闭合电路，所以电源的路端电压将小于电动势，即电动势的测量值比真实值偏小；内阻的测量值等于电源内阻与电压表内阻的并联，可知内阻的测量值小于真实值。12、①.图见解析②.1.16③.④.C⑤.BC【解析】(1)[1]根据图中所标注的数据，做出图像如图所示：(2)[2][3]根据：可知U-I图像与纵轴的交点即电动势，结合图像可得E=1.16V，斜率即内阻：(3)[4]实验电路设计电流表外接，使得电流表分压，即电压偏小。只有当电流为0时，电压表才不分压，即图像中只有与纵轴的交点是准确的；斜率即电源内阻由于电流表分压而偏大，故选C。(4)[5]AB．根据电源的输出功率规律可以知道，当内外电阻相等时输出功率最大；如果外电阻大于内电阻时，随着电阻的增大输出功率将越来越小，