2024届天津南开中学滨海生态城学校物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2024届天津南开中学滨海生态城学校物理高二上期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图为三根通电平行直导线的断面图，若它们的电流大小都相同，且，则A点的磁感应强度的方向是（）A.垂直纸面指向纸外 B.垂直纸面指向纸里C.沿纸面由A指向B D.沿纸面由A指向D2、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3、如图所示，一个圆形线圈的匝数为N，半径为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）A. B.C. D.4、在如图所示的电路中，当滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列说法中正确的是（）A.路端电压变小 B.电流表的示数变大C.电路的总电阻变大 D.电源内阻消耗的功率变小5、下列关于电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是（）A.电荷在电场中一定受到电场力的作用B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用C.同一电荷所受电场力小的地方，该处电场强度不一定弱D.同一运动电荷所受洛伦兹力小的地方，该处磁感应强度一定弱6、如图甲所示，一水平弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，取水平向右为正方向，其振动图象如图乙所示.由振动图象可知（）A.时刻振子位于O点B.时刻振子的速度为零C.时刻振子的运动方向与时刻振子的运动方向相反D.从时刻到时刻，振子运动的加速度逐渐减小二、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、如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当变阻器R的滑片位于中点时，额定功率相同的A、B、C三个小灯泡均正常发光，则下列说法正确的是A.三个灯泡中，C灯电阻最大，B灯电阻最小B.当滑片P向左移动时，A、C两灯变亮，B灯变暗C.当滑片P向左移动时，B、C两灯变亮，A灯变暗D.当滑片P向左移动时，电源的总功率减小8、如图甲所示，是两个固定的点电荷，一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度沿两点电荷连线的中垂线从点向上做直线运动，其图像如图乙所示，下列说法正确的是A.两点电荷一定都带负电，但电量不一定相等B.时刻电场强度一定最大，时刻与时刻试探电荷在同一位置C.试探电荷做往复运动，0到时刻与到时刻加速度方向相反D.时刻试探电荷的电势能最大，但加速度不为零9、如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则在小球未从管口飞出前的过程中，下列说法正确的是（）A.小球带负电 B.小球相对水平桌面的运动轨迹是一条抛物线C.洛伦兹力对小球做正功 D.水平拉力F不断变大10、两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动，下列说法正确的是()A.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大B.电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.电子运动到O时，加速度为零，速度最大D.电子通过O后，速度越来越小，一直到速度为零三、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）某实验小组利用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内电阻。（1）实验室有电流表（）、电压表（）、滑动变阻器（）、开关和导线若干（2）实验中记录的6组数据如下表所示，请在下图的坐标纸上画出图像。（）序号123456电压1.451.401.301.251.201.10电流0.060.120.240.260.360.48（3）根据（2）中所画图像可求出干电池的电动势__________，内电阻__________。（结果保留两位小数）（4）由实验测得的电动势_____________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。12．（12分）如图所示，矩形线圈一边长为d，另一边长为a，电阻为R，当它以速度V匀速穿过宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场过程中，若L<d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________；若L>d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________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，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）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、D【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生磁场方向，如图所示直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反，大小相等，则合磁场为零；而直导线C在A点产生磁场，方向从B指向D，即为沿纸面由A指向D。故选D。【点睛】磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量.它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。2、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C3、B【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：，故B正确，ACD错误；4、A【解析】滑片由a向b移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，则内电压增大，由P=I2r可知，内电阻上消耗的功率变大。路端电压U=E-Ir，因I增大，故U变小。又电流表的示数，因U变小，故IA变小。故A正确，BCD错误。故选A。5、A【解析】A、电荷只要在电场中就会受到电场力作用，运动电荷在磁场中，与磁场方向平行，不会受到洛伦兹力的作用，故A正确，B错误；C、根据知，同一电荷越小，则越小，故C错误；D、根据得，F与v、B的大小和方向都有关，故同一运动电荷所受洛伦兹力小的地方，该处磁感应强度不一定弱，故D错误【点睛】考查电场力、洛伦兹力与电场线及磁场线的方向关系，掌握左手定则，注意与右手定则的区别，理解洛伦兹力产生的条件6、D【解析】A．由图乙知在时刻振子位于正向位移最大处即B点，故A错误；B．时刻振子位于平衡位置，所以此时速度最大，故B错误；C．由题意可知，时刻振子处于从B向O运动过程中，时刻振子处于从O到A的运动过程中，所以两时刻运动方向相同，故C错误；D．从时刻到时刻，振子从最大位移B处向平衡位置O处运动，所以加速度越来越小，速度越来越大，故D正确。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、ABD【解析】将电路改画如图A．对于灯A、B：通过A的电流小于B的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式P=I2R分析可知，A的电阻大于B的电阻。灯C的电压大于A的电压，当两个灯泡的功率相同时，C的电阻大于A的电阻。可见C灯电阻最大，B灯电阻最小。故A正确。BC．当滑片向左移动时，滑动变阻器电阻增大，则总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，C灯变亮。流过B灯的电流IB=I-IC，I减小，IC增大，则IB减小，则B灯变暗。A灯的电压UA=U-UB，U增大，UB减小，则UA增大，A灯变亮。故B正确，故C错误；D．当滑片向左移动时，总电流减小，根据P=IE，知电源总功率减小，故D正确。故选ABD。8、BD【解析】A．由图乙可知，粒子向上先做减速运动，再反向做加速运动，且向上过程加速度先增大后减小，粒子仅受电场力，则电场力应向下，故两个固定的点电荷均带负电，由于电场线只能沿竖直方向，说明两粒子带等量电荷，故A错误；B．由乙图知，时刻加速度最大，则场强最大，根据运动的对称性知粒子时刻回到时刻的位置，B正确；C．与时刻，加速度方向相同，故C错误；D．时间内，电场力做负功，电势能增大，故D正确。故选BD。9、BD【解析】A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误；B．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B正确；C．洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误；D．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B，v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大，故D正确。故选BD。10、CD【解析】AB．在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，故加速度向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断．故AB错误；C．越过O点后，电子做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大．电场力为零，加速度为零．故C正确；D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，电子做减速运动，速度越来越小，一直到速度为零．故D正确【点睛】本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性；同时要能够结合力与运动的关系进行分析三、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、①.②.③.④.小于【解析】（2）[1]．画出的U-I图像如图：（3）[2][3]．根据（2）中所画图像可求出干电池电动势E=1.50V，内电阻（4）[4]．由于电压表的分流，相等的路端电压对应的电流偏小，故实验测得电动势的值小于真实值。12、①.②.③.④.【解析】根据公式E=Blv求出线圈切割磁感线产生的感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出感应电流，即可由焦耳定律求出线圈产生的电能，由q=It求解电量【详解】线圈进入磁场的过程中，产生的感应电动势为：E=Bav，由闭合电路欧姆定律得感应电流：，如果：L<d，由焦耳定律得，线圈产生的电能为：，通过导体截面的电荷量为；如果：L>d，由焦耳定律得，线圈产生的电能为通过导体截面的电荷量为四、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、（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，由平衡条件求解磁感应强度；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据