湖北省四校2023-2024学年物理高二上期末监测试题含解析

湖北省四校2023-2024学年物理高二上期末监测试题考生请注意：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、在电磁学的发展过程中，许多科学家做出了卓越贡献，下列表述符合史实的是A.法拉第最早用实验测定了电子的带电量B.奥斯特引入了电场的概念C.安培发现了电流的磁效应D.库仑发现了点电荷的相互作用规律2、电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断正确的是（）。A.液滴仍保持静止状态B液滴将向下运动C.电容器上的带电量将减为零D.电容器上的带电量将增大3、关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A.电容器不带电时，其电容为零B.电容器带电荷量越多，其电容越大C.电容器两极板间电压越低，其电容越小D.电容器的电容只由它本身的性质决定4、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（）A. B.C. D.5、一匀强电场的方向竖直向下，时刻，一重力不计的带正电粒子以一定初速度水平射入该电场中，时刻该带电粒子的动能为Ek，则Ek–t关系图象可表示为（）AB.C.D.6、如图，直角坐标系oxy2、4象限有垂直坐标系向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B，在第3象限有垂直坐标系向外的匀强磁场磁感应强度大小为2B，现将半径为R，圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动．t=0时线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向．则下列关于导线框中的电流随时间变化关系正确的是（）A. B.C. 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、如图电路中要使电流计G中的电流方向如图所示，则导轨上的金属棒AB的运动必须是（）A.向左减速移动B.向左加速移动C.向右减速移动D.向右加速移动8、如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A.电路的电流为2AB.电动机的输出功率为12WC.电动机的热功率为2.0WD.整个电路消耗的电功率为22W9、如图所示，由两种比荷不同的离子组成的离子束，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，离子的重力不计，下列说法中正确的有A.组成A束和B束的离子都带正电B.组成A束和B束离子质量一定相同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里10、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正方向为场强的正方向．下列说法中正确的是A.该电场可能是由一对分别位于x2和－x2两点的等量异种电荷形成的电场B.x2和－x2两点的电势相等C.正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小D.原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差三、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“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度．测量3次，求出其平均值l．其中一次测量结果如图1甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_____cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d．其中一次测量结果如图1乙所示，图中读数为_____mm(2)采用如图所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值_____（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ=_______计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）(3)请你根据电路图在实物图中进行实物连线________．（电流表选0.6A量程，电压表选3V量程）12．（12分）当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图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，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、D【解析】A.最早用实验测定了电子的带电量的是密立根，故A错误；B.法拉第最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件和规律。故B错误；C.奥斯特发现了电流的磁效应。故C错误；D.库仑发现了点电荷的相互作用规律。故D正确。故选：D2、D【解析】AB．开关闭合时，电容器两板间的电压等于电阻R2两端的电压，小于电源的电动势。当开关断开时，电路稳定时，电路中没有电流，电容器板间电压等于电源的电动势，则知电容器板间电压增大，根据可知场强变大，电场力变大，粒子会向上加速，故AB错误；CD．由于电容器的电压增大，由公式Q=CU可知，电容器上的带电量将增大，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】电容器的电容与电容器是否带电、带电量多少以及两端有无电压均无关，只与两极板间距、正对面积以及电介质有关，也就是说电容器的电容只由它本身的性质决定，故选项ABC错误；D正确。故选：D.4、D【解析】由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变故选D考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律【名师点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，注意图线的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向，知道这些才能准确的利用楞次定律进行判定5、D【解析】带电粒子垂直进入电场后做类平抛运动，在沿电场方向上，向下做初速度为零的匀加速直线运动，故沿电场方向上的速度为：，故t秒时粒子的动能为，则说明Ek–t关系图象为一条抛物线，时间为零时，粒子动能不为零，故D正确ABC错误。故选D。6、B【解析】在0﹣t时间内，线框从图示位置开始（t=0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为：E1=ω•R2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I1==．根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向沿逆时针在t﹣2t时间内，线框进入第3象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为：E2=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1；感应电流为：I2=3I1；在2t﹣3t时间内，线框进入第4象限的过程中，回路电流方向为逆时针．回路中产生的感应电动势为：E3=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1；感应电流为：I2=3I1；在3t﹣4t时间内，线框出第4象限的过程中，回路电流方向为顺时针．回路中产生的感应电动势为：E4=ω•R2；由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：I4=I1；故B正确故选B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】AB．金属棒AB向左减速移动时，根据右手定则可知，AB中产生感应电流方向为A→B，感应电动势减小，感应电流减小，右侧线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律分析得知，电流计G中的电流方向与所示方向相同，A正确，B错误；CD．金属棒AB向右减速移动时，根据右手定则可知，AB中产生感应电流方向为B→A，感应电动势减小，感应电流减小，右侧线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律分析得知，电流计G中的电流方向与所示方向相反，C错误，D正确。故AD。8、AC【解析】A．因灯泡正常发光，则电路的电流为故A正确；BC．电动机的热功率则电动机的输出功率故B错误，C正确；D．整个电路消耗的功率故D错误。故选AC。9、ACD【解析】可以根据左手定则可以判断AB束离子的电性，粒子在磁场和电场正交区域里，同时受到洛伦兹力和电场力作用，粒子没有发生偏转，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，利用圆周运动的相关知识进行求解即可；【详解】A、AB粒子进入磁场后都向左偏，根据左手定则可以判断AB束离子都带正电，故A正确；BC、经过速度选择器后的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足，即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小；进入磁场区分开，轨道半径不等，根据公式可知，半径大的比荷小，所以A束离子的比荷大于B束离子的比荷，但不能说明质量一定相同，故B错误，C正确；D、在速度选择器中，电场方向水平向右，AB粒子所受电场力方向向右，所以洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内，故D正确【点睛】本题能根据粒子不发生偏转得出粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在单独的匀强磁场中粒子分裂成几束说明粒子的荷质比不同，并由此得出电量、质量、以及速度所需要满足的关系式，从而得出正确的结论10、BD【解析】根据等量异种电荷形成的电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向是相同的，而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，A错误；由于和两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到和从O点到电势降落相等，故和两点的电势相等，B正确；由图可知，从到x3电场强度始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同，所以电场力做正功，电势能逐渐减小，C错误；和两点的电势相等，原点O与两点之间的电势差等于原点O与两点之间的电势差，与两点之间的电势差等于与两点之间的电势差，所以原点O与两点之间的电势差大于-x2与两点之间的电势差，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、①.24.13（24.12~24.14）②.0.516(0.515～0.518)③.偏小④.⑤.【解析】(1)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，示数为24.12～24.14cm；由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+1.6×0.01mm=0.516mm；(2)采用安培表外接法，由于电压表的内阻不是无穷大，电压表有分流，从而电流表的测量值大于真实值，由R＝可知，电阻的测量值小于真实值；由R＝ρ，R＝，S＝，可得ρ＝。(3)实物连接如下图所示12、①.C②.A【解析】当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小【详解】当电键S接通时，由于线圈的阻碍作用，A1灯中的电流逐渐增大，最后达到稳定电流不变，故选C；当电键S接通时，A2稳定电流不变，故A正确四