2024届西南名校高二物理第二学期期末达标测试试题含解析

2024届西南名校高二物理第二学期期末达标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、一个电阻接在10V的直流电源上,它的发热功率为P,当它接到电压为u=10sin100πtV的交流电源上时,发热功率是()A．0.25P B．0.5P C．P D．2P2、如图甲所示，两条平行虚线间存在方向与纸面垂直的匀强磁场，一边长为0.2m、总电阻为0.1Ω的正三角形导线框abc位于纸面内且bc边与磁场边界垂直。已知导线框始终向右做匀速直线运动，bc边在t＝0时刻进入磁场，线框中感应电流随时间变化的图线如图乙所示，规定顺时针方向为感应电流的正方向。下列说法正确的是（）A．磁感应强度方向垂直纸面向里B．匀强磁场的磁感应强度大小为0.1TC．导线框运动的速度大小为0.2m/sD．导线框运动过程中受到最大安培力大小为0.15N3、发生裂变的核反应方程为：，设、、的质量分别为、、，一个中子的质量为，则反应过程释放的能量为A．B．C．D．4、下列关于布朗运动的说法中正确的是（）A．将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映B．布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关C．布朗运动的激烈程度只与温度有关D．微粒布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性5、如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是()A．ta<tb<tc<td B．ta＝tb＝tc＝tdC．ta＝tb>td>tc D．ta＝tb>tc>td6、如图所示是一个平行板电容器,其板间距为,电容为,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷由两极间的点移动到点,如图所示,两点间的距离为,连线与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷所做的功等于(

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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、图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断不正确的是（）A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为100πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左8、如图所示，理想变压器输入端连接有效值不变的交流电源．下列说法正确的是A．只将开关由1掷向2，电压表示数变小B．只将开关由1掷向2，电流表示数变大C．只将滑动变阻器的滑片下滑，电流表示数变小D．只将滑动变阻器的滑片下滑，电压表示数变小9、如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，两导轨间连有一电阻R，导轨平面与水平面的夹角为θ，在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数μ=tanθ，其他部分的电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动B．在涂层区导体棒做减速运动C．导体棒到达底端的速度为D．整个运动过程中产生的焦耳热为10、如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等．绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦．由于轻微扰动，右侧绳从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g，下列a﹣x、T﹣x关系图线正确的是（）A．B．C．D．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）现测定长金属丝的电阻率．①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______．②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号．电源（电动势，内阻约为）电流表（量程，内阻）电流表（量程，内阻约为）滑动变阻器（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______．从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．12．（12分）如图甲为测量重力加速度的实验装置，C为数字毫秒表，A、B为两个相同的光电门，C可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于A门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时开始计时，落到B门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A、B两个光电门的时间间隔t，测量A、B间的距离x.现将光电门B缓慢移动到不同位置，测得多组x、t数值，画出随t变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k，则由图线可知，当地重力加速度大小为g＝________；若某次测得小球经过A、B门的时间间隔为t0，则可知铁球经过B门时的速度大小为________，此时两光电门间的距离为________.四、计算题：本题共2小题，共26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，在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场，磁场的理想边界ef、gh、pq水平，磁感应强度大小均为B，区域I的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅱ的磁场方向向外，两个磁场的高度均为L；将一个质量为m，电阻为R，对角线长为2L的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d点与磁场上边界f等高，线圈平面与磁场垂直)，下落过程中对角线ac始终保持水平，当对角线ac刚到达cf时，线圈恰好受力平衡；当对角线ac到达h时，线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g).求：(1)当线圈的对角线ac刚到达gf时的速度大小；(2)从线圈释放开始到对角线ac到达gh边界时，感应电流在线圈中产生的热量为多少?14．（16分）用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为t，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。15．（12分）如图所示，在水平线ab下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场中有一内、外半径分别为R、的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为M、N．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放，由M进入磁场，从N射出，不计粒子重力．（1）求粒子从P到M所用的时间t；（2）若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从N射出，粒子从M到N的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度的大小．

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【解题分析】

一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，知．当接到电压为u=10sin100ωtV的交流电源上，有效值为则发热功率A．0.25P，与结论不相符，选项A错误；B．0.5P，与结论相符，选项B正确；C．P，与结论不相符，选项C错误；D．2P，与结论不相符，选项D错误；故选B．2、D【解题分析】

A.由图乙所示图线可知，线框进入磁场过程感应电流沿顺时针方向，由右手定则可知，磁场垂直于纸面向外；故A错误.C.由图乙所示图象可知，线框进入磁场的时间t＝0.1s，线框的速度v=bct=B.由图乙所示图象可知，线框的一半进入磁场时感应电流I=3A，此时切割磁感线的有效长度L=acsin60°=0.2×32m=0.13m，此时感应电动势D.当线框的一半进入磁场时或线框一半离开磁场时线框受到的安培力最大，由图乙所示图象可知，此时感应电流I=3A，此时切割磁感线的有效长度L=0.133、B【解题分析】

在反应过程中的质量亏损根据爱因斯坦质能方程得故选B．4、D【解题分析】

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的．小颗粒并不是分子，小颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，而且微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著．【题目详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是碳颗粒的运动，而不是碳分子的无规则运动，故A错误；BC．悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故BC错误；D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，反映了液体内部分子运动的无规则性，D正确．故选D．【题目点拨】布朗运动既不颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．5、D【解题分析】

电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T=2πmqB，四个电子m、q相同，A.画出电子运动的轨迹如图从图看出，从a、b两点射出的电子轨迹所对的圆心角都是π，则：t故A不符合题意。BCD.从下图看出从d射出的电子轨迹所对的圆心角∠O根据圆周运动的时间t=α2πT，TT所以ta＝tb>tc>td故BC不符合题意，D符合题意。6、C【解题分析】

由电容的定义式C=Q/U得板间电压U=Q/C，板间场强E=U/d=Q/Cd．试探电荷q由A点移动到B点，电场力做功为：，选项C正确，ABD错误，故选C。【题目点拨】本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小．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、CD【解题分析】

电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向。【题目详解】A项：由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10I=Im2B项：由题图乙可知交流电的角速度为：ω=2πT=100πC项：0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；D项：由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，故D错误。故应选：CD。【题目点拨】本题考查交变电流的产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值。8、BC【解题分析】

AB.只将开关由1掷向2，则初级匝数变小，根据可知，次级电压变大，则电压表示数变大，电流表示数变大，选项A错误，B正确；CD.只将滑动变阻器的滑片下滑，则次级电阻变大，而次级电压不变，则次级电流减小，即电流表示数变小，电压表示数不变，选项C正确，D错误.9、AC【解题分析】A、导体棒到达涂层前速度越来越大，由E=BLv得，感应电动势越来越大，根据和F=BIL得，所受的安培力越来越大，由F=mgsinθ-BIL=ma得，加速度越来越小，故A正确；B、当导体到达涂层时，所受力平衡，但是到达涂层后，安培力消失，受力分析得导体受力平衡，故导体匀速运动，故B错误；C、根据受力平衡条件得：BIL=mgsinθ，得：，所以，故C正确；D、由能量守恒产生的焦耳热，故D错误；故选AC.【题目点拨】研究导体棒在绝缘涂层上匀速运动过程，受力平衡，根据平衡条件即可求解动摩擦因数μ．据题导体棒在滑上涂层之前已经做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，再由平衡条件求解速度v．10、AD【解题分析】

设单位长度上质量为m0，则根据受力分析知：a=m1-m2mg=(L+x)m0-(L-x)m02Lm0g=xLg，加速度与x成正比，当x=L时，加速度a=g，以后不变，故A正确，B【题目点拨】此题考查受力分析和牛顿运动定律的应用，注意研究对象的选取，不过不涉及内力，选择整体作为研究对象要简单的多.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、（均可）相等【解题分析】

根据螺旋测微器的读数法则可知读数为因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图由电路图可知流过的电流为，电阻两端的电压为，因此电阻该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等12、2k2kt0kt【解题分析】

根据位移时间公式得出A到B过程中位移时间的表达式，得出xt-t的表达式，结合图线的斜率求出重力加速度的大小，再依据运动学公式，即可求解经过B【题目详解】小球做自由落体运动，出发点在A点，设小球在A点的速度为0，则小球从A到B的过程：x=12gt2，则xt=12gt，可知xt-t成一次函数，斜率四、计算题：本题共2小题，共26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)【解题分析】

(1)设当线圈的对角线ac刚到达ef时线圈的速度为，则此时感应电动势为：感应电流：由力的平衡得：解以上各式得：(2)设当线圈的对角线ac刚到达ef时线圈的速度为，则此时感应电动势感应电流：由力的平衡得：解以上各式得：设感应电流在线圈中产生的热量为Q,由能量守恒定律得：解以上各式得：14、，方向沿y轴正方向【解题分析】

小球在x方向的动量变化为小球在y方向的动量变化为根据动量定理解得，方向沿y轴正方向15、（1）（2