湖南省长沙二十一中2023-2024学年物理高二上期末达标测试试题含解析

湖南省长沙二十一中2023-2024学年物理高二上期末达标测试试题注意事项：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、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知()A.0.01s时刻线圈处于中性面位置B.0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C.该交流电流的有效值为2AD.该交流电流的频率为50Hz2、如图所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是（ ）A.若只在两板间插入电介质，电容器的两板间电压将增大B.若只在两板间插入电介质，电容器的电容将保持不变C.若只将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器储存的电量将增加D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流3、如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外,正方形金属线框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时。在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t图像为抛物线。则图中这些量随时间变化的关系正确的是（）A. B.C. D.4、如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，t1时刻电流方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（）A.t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势B.t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量为0C.t3时刻FN＝G，此时P中无感应电流D.t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小5、如图所示，已经充好电的平行板电容器与静电计连接在一起，固定B板，移动A板，下列现象正确的是()A.向右移动A板，静电计指针张角增大B.向右移动A板，静电计指针张角不变C.向上移动A板，静电计指针张角增大D.向上移动A板，静电计指针张角不变6、关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向与等势面垂直B.电场强度为零的地方，电势也为零C.电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D.电势降落的方向就是电场的方向二、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、某同学将一直流电源内部的发热功率Pr及电源的输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b曲线所示，两条图线分别交汇于（0，0）和（1A，2W）两点。由图象可知A.反映电源输出功率PR随电流I变化图线是bB.电源的内阻r为4ΩC.当通过电源的电流为0.25A时，外电路的电阻为14ΩD.若外电阻为1Ω时，电源的输出功率为P，则外电阻为2Ω时，电源的输出功率也为P8、如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝L，在O点放置一个粒子源，同时向磁场内各个方向均匀发射某种带正电的粒子（不计重力作用和粒子间的相互作用），粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足。对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（）A.一定有粒子打到C点B.与OC边的夹角为θ＝30°飞入的粒子在磁场中运动时间最长C.从OC边飞出的粒子数与从AC边飞出的粒子数之比为1:2D.在AC边界上有粒子射出的区域长度大于L9、如图所示，虚线MN右侧存在匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，电场方向竖直向上，电场方向竖直向上，矩形区域ABCD的AD边与MN重合，AB边长为，AD边长为．一质量为m、电荷量为q的正电微粒垂直于MN射入复合场区域后做匀速圆周运动，到达C点时，电场方向立刻旋转90°，同时电场强度大小也发生变化（不考虑电场变化时产生的影响），带电微粒沿着对角线CA方向从A点离开．重力加速度为g，下面说法正确的是（）A.电场方向旋转90°之后，电场方向水平向左B.电场改变之后的场强大小变为原来的2倍C.微粒进入MN右侧区域时的初速度为D.微粒在矩形ABCD区域内做匀速直线运动10、电磁炉为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在.电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身快速发热，然后再加热锅内食物，如图所示。下列相关说法正确的是（）A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的C.磁场越强，电磁炉加热效果越好D.提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果三、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）（1）游标卡尺和螺旋测微器的示数如图所示，则读数分别是：______mm________mm.（2）．某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值（约为10kΩ），除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A．电压表（量程0~1V，内阻约10kΩ）B．电压表（量程0~10V，内阻约100kΩ）C．电流表（量程0~1mA，内阻约30Ω）D．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.05Ω）E.电源（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）G．滑动变阻器R0（阻值范围0~10Ω，额定电流2A）①为使测量尽量准确，电压表选用_____，电流表选用______，。（均填器材的字母代号）；②在答题卡上画出测量Rx阻值的实验电路图：_____③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会____其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是电流表的_______。12．（12分）如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置(1)将实物电路中所缺的导线补充完整___________(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转．(选填“向左”“向右”或“不”)(３)在实验中，线圈L1插入或拔出线圈L2，导致电流计指针发生了偏转，这是________转化为电能四、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、B【解析】0.01s时刻感应电流最大，磁通量为零，位置与中性面垂直，A错；B对；峰值为6.28A，有效值为6.28A/1.414=4.45A，C错；周期为0.04s,频率为1/T=25Hz，D错；2、C【解析】闭合开关S后，电容器板间电压等于变阻器下部分电阻的电压，保持不变．将开关S断开，电容器放电，知电量的变化．若只将电容器下极板向下移动一小段距离，分析电容的变化，判断电量的变化，分析电路中电流的方向．若只将滑动变阻器滑片P向上移动，电压增大【详解】A、B项：闭合开关S后，电容器板间电压等于变阻器下部分电阻的电压，保持不变，若只在两板间插入电介质，电容器的电容将增大．故A、B错误；C项：若只将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压增大，则电容器所带电荷增多，故C正确；D项：若只将电容器下极板向下移动一小段距离，板间距离增大，电容减小，而电压不变，则电容器所带电量减小，电容器放电．由于上极板带正电，所以此过程电流计中有从b到a方向的电流，故D错误故应选：C【点睛】本题电容器动态变化分析问题，关键是确定电容器的电压．电路稳定时，电容器所带电路无电流，只有在充电或放电过程中电容器所在电路有电流3、C【解析】A．由于线框做初速度为0，加速度为a的匀加速直线运动由，，解得感应电流感应电流与时间成正比，A错误；B．由安培力公式有由上面几式解得线框做匀加速度直线运动由牛顿第二定律有解得外力与时间的关系为一次函数，不是成正比，B错误；C．线框中电功率的瞬时值为P则解得线框中电功率的瞬时值为P与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，C正确；D．通过导体横截面的电荷量为q有，，由上式解得又因为磁通量的变化量有，解得通过导体横截面的电荷量为q与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，D错误。故选C。4、A【解析】A．t1时刻，螺线管中电流增大，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离螺线管和面积收缩的趋势，即A正确；B．t2时刻，螺线管中电流不变，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此线圈中无感应电流产生，故t2时刻此时穿过P的磁通量最大，B错误；C．t3时刻，螺线管中电流为0，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流产生，C错误；D．t4时刻，螺线管中电流不变，线圈P中的磁通量不变，无感应电流产生，故D错误。故选A。5、C【解析】静电计测量两极板间的电压，电压越大，静电计张角越大；电压越低，静电计张角越小。AB．向右移动A板，两板间的距离减小，根据公式可知，电容增大，由于Q一定，再根据公式可知，电压减小，所以静电计指针张角减小，A、B错误；CD．向上移动A板，两板间的正对面积减小，根据公式可知，电容减小，由于Q一定，再根据公式可知，电压增大，所以静电计指针张角增大，C正确，D错误。故选C。6、A【解析】A．电场线上某点的切线方向即为电场强度的方向，电场线与等势面垂直，即电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；B．场强为零的地方电势不一定为零，电势零点是人为规定的，一般取大地或无穷远处为电势零点，故B错误；C．电场强度大小与电场线的疏密有关，而电势沿着电场线的方向降低，电场强度的大小与电势没有对应关系，故C错误；D．在匀强电场中，电势降落最快的方向才是电场方向，电势降落的方向不一定是电场方向，可能与电场方向呈一定的角度，故D错误。故选A。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】A．根据直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI-I2r，所以反映PR变化的是图线b，故A正确；B．内部的发热功率Pr=I2r，a图线反映的是发热功率变化图线，将（1A，2W）代入得解得故B错误；C．将（1A，2W）代入PR=EI-I2r得解得由欧姆定律有解得故C正确；D．若外电阻为1Ω时，电源的输出功率为外电阻为2Ω时，电源的输出功率为故D错误。故选AC。8、AD【解析】A．由公式，可知粒子的运动半径r=2L，因CO=L因此当即入射时，粒子恰好从C点飞出，故A正确；B．由弦长越长，运动时间越长可知，粒子从C点射出，时，粒子在磁场中运动时间最长，故B错误；C．因，则从AC边上射出的粒子的入射角范围大于60°，可知从OC边飞出的粒子数与从AC边飞出的粒子数之比为小于1:2，故C错误；D．根据图所示，若垂直AC边射出，射出区域长度为1.5L，因此在AC边界上有粒子射出的区域长度会大于L，故D正确。故选AD。9、CD【解析】电场方向旋转90°之后，带电微粒必定做匀速直线运动，否则若是变速直线运动，速度变化，洛伦兹力变化，不可能做直线运动．通过分析受力情况，对照直线运动的条件，确定电场方向，并由平衡条件求场强的大小．由洛伦兹力大小，来求初速度.【详解】带电微粒垂直于MN射入复合场区域后做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，由洛伦兹力提供向心力．微粒在矩形ABCD区域内必定做匀速直线运动，否则若是变速直线运动，速度变化，洛伦兹力变化，不可能做直线运动．在ABCD区域内，微粒受到竖直向下的重力、垂直于AC方向斜向上的洛伦兹力，由平衡条件知电场力方向水平向右，所以电场方向旋转90°之后，电场方向水平向右，故A错误，D正确；电场改变之前，有mg＝qE1．电场改变之后，如图所示：由几何关系可知，可得α＝53°，由平衡条件得qE2＝mgtanα＝mg，可得E2＝E1，故B错误；微粒在进入矩形ABCD区域内之前做匀速圆周运动的轨迹如图，设轨迹半径为r，则AC＝rtanα＝l，得r＝l，根据洛伦兹力提供向心力得，微粒在进入矩形ABCD区域内，由平衡条件得，联立解得，即微粒进入MN右侧区域时的初速度为，故C正确．所以CD正确，AB错误【点睛】本题考查了带电粒子在磁场和电场中的运动，关键要正确分析微粒的受力情况．对于圆周运动，要会确定半径和圆心以及圆心角．本题涉及的过程较多，要正确地画出轨迹图，结合几何关系即可解题10、BD【解析】AB.电磁炉接交流电，其锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，选项A错误，B正确；C.电磁炉的加热效果与磁场的强弱无关，只与磁场的变化快慢有关，选项C错误；D.根据发热原理可知，提高磁场变化的频率，可增强涡流，提高电磁炉的加热效果，选项D正确。故选BD。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、①.15.25②.0.740③.B④.C⑤.⑥.大于⑦.分压。【解析】（1）[1]．游标卡尺读数：1.5cm+0.05mm×5=15.25mm；[2]螺旋测微器的示数：0.5mm+0.01mm×24.0=0.740mm；（2）①[3][4]．电源电动势为12V，则为使测量尽量准确，电压表选用B；电路中可能达到的最大电流，则电流表选用C。②[5]．因为Rx远大于RA，则采用电流表内接；滑动变阻器用分压电路；如图；③[6][7]．根据电路图，待测电阻测量值会大于其真实值，原因是电流表的分压作用造成的。12、①.②.向左③.机械能【解析】(1)[1]将线圈B和电流计串联形成一个回路，将电键、滑动变阻器、电压、线圈A串联而成另一个回路即可，实物图如下所示：(2)[2]如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，