四川省中江縣龍臺(tái)中學(xué)2024年高二物理第一學(xué)期期末統(tǒng)考試題含解析

四川省中江縣龍臺(tái)中學(xué)2024年高二物理第一學(xué)期期末統(tǒng)考試題考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫(xiě)在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫(xiě)在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫(xiě)在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、下列關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法中正確的是（）A.因?yàn)槟芰渴睾?，所以“永?dòng)機(jī)”是存在的B.摩擦生熱的過(guò)程是不可逆過(guò)程C.空調(diào)既能制熱又能制冷，說(shuō)明熱傳遞不存在方向性D.由于能的轉(zhuǎn)化過(guò)程符合能量守恒定律，所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)2、將一帶電荷量為－q的試探電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，該過(guò)程中電場(chǎng)力做功為W，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)分別為()A.－W， B.W，－C.W， D.－W，－3、面積為0.5m2的線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2×10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面的夾角是，那么穿過(guò)這個(gè)線圈的磁通量為（）A.1.0Wb B.0.5×10-1WbC.0.5×10-2Wb D.1.0×10-2Wb4、如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)質(zhì)量和電荷量均相等的正、負(fù)離子（不計(jì)重力）分別以相同速度沿與x軸成30°角從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中()A.運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑不相等B.重新回到邊界的位置與O點(diǎn)的距離相等C.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶1D.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶25、如圖所示，在正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)（磁場(chǎng)水平向里），有一正電粒子恰能沿直線飛過(guò)此區(qū)域（不計(jì)粒子重力），則下列說(shuō)法正確的是（）A.可以判斷出電場(chǎng)方向向上B.僅增大粒子電量，粒子將向上偏轉(zhuǎn)C.僅增大粒子電量，粒子將向下偏轉(zhuǎn)D.僅改變粒子電性，粒子仍能繼續(xù)沿直線飛出6、一個(gè)阻值為R的電阻兩端加上電壓U后，通過(guò)電阻橫截面的電荷量q隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，此圖象的斜率可表示為()A.U B.RC. D.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D型金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻率交流電的頻率為f，加速器的電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為+e，在加速器中被加速．不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確是A.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2πRfB.加速的質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能隨加速電場(chǎng)U增大而增大C.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D型盒間狹縫后軌道半徑之比為D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速粒子8、如圖所示，AB棒受一沖量作用后以初速度v0=4m/s沿水平面內(nèi)的固定軌道運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間后而停止．AB的質(zhì)量為m=5g，導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)=0.4m，電阻為R=2Ω，其余的電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，棒和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4，測(cè)得棒從運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量q=10﹣2C，g取10m/s2。則上述過(guò)程中下面說(shuō)法正確的是（）A.AB桿運(yùn)動(dòng)的距離為0.1mB.AB桿運(yùn)動(dòng)的時(shí)間0.9sC.當(dāng)桿速度為2m/s時(shí)，其加速度為12m/s2D.電阻R上產(chǎn)生的熱量為38J9、如圖所示，紙面為豎直面，MN為豎直線段，MN之間的距離為h，空間存在平行于紙面的足夠?qū)拸V的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其大小和方向未知，圖中未畫(huà)出，一帶正電的小球從M點(diǎn)在紙面內(nèi)以v0=的速度水平向左開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，以后恰好以大小v=v0的速度通過(guò)N點(diǎn)。已知重力加速度g，不計(jì)空氣阻力。則下列正確的是（）A.小球從M到N的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間t= B.從M到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度大小一直增大C.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中小球的機(jī)械能先減小后增大 D.可以求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小10、如圖所示為小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较蛞越撬俣圈貏蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)．線圈的匝數(shù)為n、電阻為r，外接電阻為R，A為交流電流表．線圈從圖示位置（線圈平面平行于磁場(chǎng)方向）開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感應(yīng)電流為I．下列說(shuō)法中正確的有A.電流表的讀數(shù)為2IB.轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈磁通量的最大值為C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為D.從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11．（6分）利用螺旋測(cè)微器、米尺和如圖甲所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1Ω，電壓表的內(nèi)阻為5kΩ)測(cè)量一根粗細(xì)均勻的阻值約為5Ω的金屬絲的電阻率(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖乙中器材連接成實(shí)物電路，要求連線不能交叉，電流表、電壓表應(yīng)該選擇合適的量程(已知電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～20Ω)________甲乙丙(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖5所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖丙所示．則金屬絲兩端的電壓U＝________，電流I＝________，金屬絲的長(zhǎng)度L＝__________，直徑d＝________.(3)該金屬絲的電阻率是________．(保留兩位有效數(shù)字)12．（12分）如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)室的一款直流電流表接線柱間的標(biāo)識(shí)，其使用說(shuō)明書(shū)上附的電流表內(nèi)部線路如圖乙所示.（1）某次用0~0.6A量程測(cè)量時(shí)，示數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_________A.（2）該款電流表0~0.6A量程對(duì)應(yīng)內(nèi)阻為_(kāi)________（用圖中的阻值號(hào)Rg、R1、R2、R3表示）.（3）若電阻R1斷路，則電流表允許通過(guò)最大電流約為_(kāi)_________mA（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫(huà)出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解題分析】第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，所以不可能制成；第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但是違反熱力學(xué)第二定律，所以也是不可能制成的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過(guò)程都不可能自發(fā)的進(jìn)行，則摩擦生熱的過(guò)程是不可逆過(guò)程，選項(xiàng)B正確；空調(diào)既能制熱又能制冷，是消耗了電能，不是自發(fā)進(jìn)行的，故C錯(cuò)誤．能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程盡管符合能量守恒定律，高品質(zhì)的能量能夠自發(fā)的變?yōu)閮?nèi)能耗散到空中，但耗散的低品質(zhì)的能量不能再集中利用，所以會(huì)發(fā)生能源危機(jī)，故D錯(cuò)誤；故選B.2、A【解題分析】考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系?！绢}目詳解】無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則試探電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，電勢(shì)能為零，試探電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W，由解得由電場(chǎng)力做功公式：其中無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)，解得，A正確。故選A。3、C【解題分析】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈與磁場(chǎng)方向成角，則穿過(guò)線圈的磁通量故選C。4、C【解題分析】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子受到的洛倫茲力提供向心力，從而推導(dǎo)出半徑關(guān)系，而運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)角和周期有關(guān)，進(jìn)而可判斷它們的關(guān)系。【題目詳解】A.一對(duì)質(zhì)量和電荷量均相等的正、負(fù)離子（不計(jì)重力）分別以相同速度沿與x軸成30°角從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，由可得又由于則可知它們的半徑相等，周期也相等，故A錯(cuò)誤；B.正離子進(jìn)入磁場(chǎng)后，在洛倫茲力作用下向上偏轉(zhuǎn)，而負(fù)離子在洛倫茲力作用下向下偏轉(zhuǎn)，正離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為120°，而負(fù)離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，它們的圓心角不等，則所對(duì)應(yīng)的弦也不等，即重新回到邊界的位置與O點(diǎn)的距離不相等，故B錯(cuò)誤；CD.正離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為??1=120°，而負(fù)離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為??2=60°，它們的周期相同，則由可知正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2∶1，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5、D【解題分析】明確速度選擇器是利用電場(chǎng)力等于洛倫茲力的原理進(jìn)行工作的，故速度選擇器只能選擇速度而不能選擇電性?！绢}目詳解】在復(fù)合場(chǎng)中對(duì)帶電粒子進(jìn)行正確的受力分析，在不計(jì)重力的情況下，離子在復(fù)合場(chǎng)中沿水平方向直線通過(guò)故有解得若粒子帶正電，則受洛倫茲力向上，而電場(chǎng)力向下，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向下；若帶負(fù)電，則受洛倫茲力向下，而電場(chǎng)力向上，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向下，所以無(wú)論粒子帶何種電性的電，只要速度滿足即可沿直線通過(guò)，所以ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6、C【解題分析】根據(jù)，可知圖線的斜率代表的是電流，而電流，選C二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AC【解題分析】質(zhì)子在回旋加速器中被加速，需要滿足質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交變電壓的周期相等，質(zhì)子的最大動(dòng)能由D型盒的半徑R決定，故B錯(cuò)誤；由半徑公式可知質(zhì)子的最大速度，且滿足周期，可得最大速度，故A正確；質(zhì)子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，第一次通過(guò)狹縫有，第二次通過(guò)狹縫有，由兩式可知，故C正確；質(zhì)子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是1，粒子（氦核）的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，兩種粒子的比荷并不相等，由周期公式可知兩種粒子的周期也不相等，不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，則不滿足粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與交流電的周期相等，該加速器就不能加速a粒子，故D錯(cuò)誤8、ABC【解題分析】A.AB棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，設(shè)向右運(yùn)動(dòng)的距離為x，則平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為平均感應(yīng)電流為通過(guò)電阻R的電量所以AB桿運(yùn)動(dòng)的距離選項(xiàng)A正確；B.根據(jù)動(dòng)量定理有而所以有代入數(shù)值解得AB桿運(yùn)動(dòng)的時(shí)間選項(xiàng)B正確。C.當(dāng)桿速度為2m/s時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流、安培力，所以有代入數(shù)值解得選項(xiàng)C正確；D.根據(jù)能量守恒有所以電阻R上產(chǎn)生的熱量為代入數(shù)值解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選ABC。9、AC【解題分析】A.小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力與電場(chǎng)力做功，設(shè)電場(chǎng)力做的功為W，則有：解得：說(shuō)明MN為電場(chǎng)的等勢(shì)面，可知電場(chǎng)的方向水平向右；小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，可知小球從M到N的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為：聯(lián)立解得：故A正確；BC.水平方向小球受向右的電場(chǎng)力，所以小球先向左減速后向右加速，電場(chǎng)力先負(fù)功后正功，機(jī)械能先減小后增加，故C正確B錯(cuò)誤；D.因?yàn)镸N為電場(chǎng)的等勢(shì)面，所以小球到N點(diǎn)時(shí)水平方向的速度大小為v0，在水平方向上由動(dòng)量定理得：，可求得電場(chǎng)力大小，但不知道小球的帶電量為多少，所以電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)法求解，故D錯(cuò)誤。故選AC。10、BCD【解題分析】根據(jù)感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式求出最大值，再求解有效值，即可得到電流表的讀數(shù)；磁通量的最大值Φm=BS．由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em，由公式Em=nBSω求解Φm．通過(guò)電阻R的電荷量根據(jù)公式q=求解；熱量根據(jù)焦耳定律求解【題目詳解】A項(xiàng)：由題有：I=Imcos，則得感應(yīng)電流的最大值Im=2I，有效值I有=，則電流表的讀數(shù)為，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=Im（R+r）=2I（R+r），又Em=nBSω，磁通量的最大值Φm=BS，聯(lián)立解得：Φm=，故B正確；C項(xiàng)：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q=，故C正確；D項(xiàng)：從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量，故D正確故應(yīng)選：BCD【題目點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBSω，以及瞬時(shí)值與最大值之間的關(guān)系，對(duì)于交變電流，求解熱量、電功和電功率要用有效值，對(duì)于正弦式電流最大值是有效值的倍三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11、①.②.2.20V③.0.44A④.30.50cm⑤.1.850×10－3m⑥.4.4×10－5Ω·m【解題分析】（1）[1]．由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法，為了保證滑動(dòng)變阻器起限流作用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該連接“B、C”或“A、D”幾個(gè)接線柱；由題圖可以看出電流表應(yīng)該連接“-”接線柱和“0.6”接線柱，具體連線如圖所示。（2）[1][2][3][4]．由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此金屬絲直徑d=1.5mm+35.0×0.01mm=1.850mm＝1.850×10－3m由圖可以看出：電壓表的量程是3V，所以讀數(shù)是2.20V；電流表的量程是0.6A，所以讀數(shù)是0.440A；米尺的讀數(shù)，金屬絲的長(zhǎng)度：l=40.50

cm-10.00

cm=30.50cm（3）[5]．根據(jù)歐姆定律可得金屬絲的電阻由電阻定律得：聯(lián)立可得：12、①.（1）0.460A；②.（2）；③.（3）4.4mA【解題分析】（1）根據(jù)電流表量程確定其分度值，然后根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)（2）根據(jù)圖丙所示電路圖，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)求出電流表內(nèi)阻（3）根據(jù)電路圖，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電流最大值【題目詳解】（1）電流表量程為0～0.6A，由圖丁所示表盤(pán)可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.460A（2）由圖丙所示電路圖可知，電流表量程為0～0.6A時(shí)，電流表內(nèi)阻為：（3）由圖示電路圖可知，電流表量程為0～3A時(shí)：3=Ig+；解得：Ig≈0.0044A=4.4mA，電阻R1斷路，則電流