新疆維吾爾自治區(qū)五大名校2024年物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

新疆維吾爾自治區(qū)五大名校2024年物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置——環(huán)形加速器，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動．A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為＋U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩極板間的電場中加速．每當(dāng)粒子離開電場區(qū)域時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)繞行半徑不變（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）．下列關(guān)于環(huán)形加速器的說法中正確的是（）A.環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為＝B.環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為C.A、B板之間的電壓可以始終保持不變D.粒子每次繞行一圈所需的時間tn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為＝2、如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場的電場線．在電場力作用下，一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，下列說法正確的是()A.粒子帶正電B.粒子在A點(diǎn)加速度大C.粒子在B點(diǎn)動能大D.A、B兩點(diǎn)相比，粒子在B點(diǎn)電勢能較高3、如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開S，下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時間t變化的圖像中，正確的是（）A. B.C. D.4、如圖所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的．若用磁鐵分別靠近這兩個圓環(huán)，則下面說法正確的是(

)A.圖中磁鐵N極接近A環(huán)時，A環(huán)被吸引，而后被推開B.圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運(yùn)動C.用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時，A環(huán)均被排斥D.用磁鐵N極接近B環(huán)時，B環(huán)被推斥，遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動5、丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，下列說法正確的是()A.奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流磁效應(yīng)，揭示了電磁感應(yīng)定律B.將直導(dǎo)線沿東西方向水平放置，把小磁針放在導(dǎo)線的正下方，給導(dǎo)線通以足夠大電流，小磁針一定會轉(zhuǎn)動C.將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，把小磁針放在導(dǎo)線的正下方，給導(dǎo)線通以足夠大電流，小磁針一定會轉(zhuǎn)動D.將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，把銅針(用銅制成的指針)放在導(dǎo)線的正下方，給導(dǎo)線通以足夠大電流，銅針一定會轉(zhuǎn)動6、如圖所示，L是自感系數(shù)足夠大線圈，其電阻忽略不計(jì)，D1和D2是兩個完全相同的燈泡。將電鍵S閉合，待燈泡亮度穩(wěn)定后，再將S斷開，則下列說法正確的是（）A.S閉合瞬間，D1先亮，D2后亮，最后兩燈亮度一樣B.S閉合瞬間，兩燈同時亮，之后D1逐漸熄滅，D2變得更亮C.S斷開時，D1、D2均立即熄滅D.S斷開時，兩燈都閃亮一下再逐漸熄滅二、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選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角形，在導(dǎo)線中通過的電流均為I，方向如圖所示．a(chǎn)、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等．將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是A.B1=B2=B3B.B1>B2=B3C.a、b、c處磁場方向均垂直于紙面向里D.a處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里8、如圖所示，兩極板間距為d的平行板電容器與一電源連接，開關(guān)S閉合，電容器兩板間有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒靜止不動，下列敘述中正確的是A.微粒帶的是正電B.兩極板的電壓等于C.斷開開關(guān)S，微粒將向下做加速運(yùn)動D.保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運(yùn)動9、如圖所示，L是一帶鐵芯的理想電感線圈，其直流電阻為零，電路中A和B是二個相同的燈泡，A燈泡串接一個理想二極管D，則（）A.開關(guān)S閉合瞬間，A燈不亮B.開關(guān)S閉合瞬間，B燈泡立即亮C.開關(guān)S斷開瞬間，A燈泡閃亮一下后熄滅D.開關(guān)S斷開瞬間，a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢10、地面附近空間中存在著水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，已知磁場方向垂直紙面向里，一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成θ角的直線MN運(yùn)動．如圖所示，由此可以判斷：（）A.油滴一定做勻速直線運(yùn)動B.油滴可能做勻變速直線運(yùn)動C.如果油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)D.如果油滴帶正電，它從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在做《測定金屬絲的電阻率》的實(shí)驗(yàn)時（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑．如圖所示，由圖讀出金屬絲的直徑是_________mm（2）需要對金屬絲的電阻進(jìn)行測量．已知金屬絲的電阻值Rx約為5Ω；一位同學(xué)用伏安法對這個電阻的阻值進(jìn)行了比較精確的測量，這位同學(xué)想使被測電阻Rx兩端的電壓從零開始調(diào)節(jié)．他可選用的器材有：A.直流電源（電動勢6V，內(nèi)阻可不計(jì)）B.直流電流表（量程0～600mA，內(nèi)阻約為5Ω）C.直流電流表（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）D.直流電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約為6kΩ）E.直流電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）F.滑動變阻器（10Ω,2A）G.滑動變阻器（1kΩ，0.5A）H.電鍵I.導(dǎo)線若干以上器材中電流表選用_______（填序號），電壓表選用______（填序號），滑動變阻器選用__________（填序號）（3）在答題卡的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_______12．（12分）某同學(xué)要測定一電源的電動勢E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)器材有：一只DIS電流傳感器（可視為理想電流表，測得的電流用I表示），一只電阻箱（阻值用R表示），一只開關(guān)和導(dǎo)線若干。該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù)。(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是E=________（用r、I、R表示）。(2)該同學(xué)在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________（選填“最大值”“最小值”或“任意值”），實(shí)驗(yàn)過程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為________Ω。(3)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的－R圖象，則由圖象可求得，該電源的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動勢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)，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)R0＝1Ω時，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??；（2）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）ABC表示豎直放在電場強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，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，軌道受到的壓力大小15．（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.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，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L

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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解題分析】因粒子每繞行一圈，其增加的能量為qU，所以，繞行第n圈時獲得總動能為，得第n圈的速度．在磁場中，由牛頓第二定律得，解得，所以，A錯誤、B正確；如果A、B板之間的電壓始終保持不變，粒子在A、B兩極板之間飛行時，電場力對其做功qU，從而使之加速，在磁場內(nèi)飛行時，電場又對粒子做功－qU，從而使之減速．粒子繞行一周電場對其所做總功為零，動能不會增加，達(dá)不到加速效果，C錯誤；根據(jù)得，得，D錯誤；故選B【題目點(diǎn)撥】此題考查帶電粒子在電場力作用下運(yùn)動問題，電場力做功從而獲得動能，掌握動能定理、牛頓第二定律與向心力公式的應(yīng)用，掌握粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期公式，及運(yùn)用數(shù)學(xué)的通項(xiàng)式；此題不僅考查物理基本規(guī)律的運(yùn)用，也考查數(shù)學(xué)計(jì)算能力.2、D【解題分析】電場線的疏密表示電場強(qiáng)度的強(qiáng)弱，電場線某點(diǎn)的切線方向表示電場強(qiáng)度的方向．不計(jì)重力的粒子在電場力作用下從A到B，運(yùn)動與力關(guān)系可知，電場力方向與速度方向分居在運(yùn)動軌跡兩邊，且電場力偏向軌跡的內(nèi)側(cè)【題目詳解】根據(jù)曲線運(yùn)動條件可得粒子所受合力應(yīng)該指向曲線內(nèi)側(cè)，所以電場力逆著電場線方向，即粒子受力方向與電場方向相反，所以粒子帶負(fù)電．故A錯誤；由于B點(diǎn)的電場線密，所以B點(diǎn)的電場力大，則A點(diǎn)的加速度較?。蔅錯誤；粒子從A到B，電場力對粒子運(yùn)動做負(fù)功，電勢能增加，導(dǎo)致動能減少，即粒子在A點(diǎn)動能大，B點(diǎn)的電勢能大，故C錯誤D正確【題目點(diǎn)撥】電場線雖然不存在，但可形象來描述電場的分布．對于本題關(guān)鍵是根據(jù)運(yùn)動軌跡來判定電場力方向，由曲線運(yùn)動條件可知合力偏向曲線內(nèi)側(cè)3、B【解題分析】開關(guān)閉合時，線圈由于自感對電流的阻礙作用，可看做電阻，線圈電阻逐漸減小，并聯(lián)電路電阻逐漸減小，電壓UAB逐漸減小；開關(guān)閉合后再斷開時，線圈的感應(yīng)電流與原電流方向相同，形成回路，燈泡的電流與原電流方向相反，并逐漸減小到0，所以正確選項(xiàng)B4、C【解題分析】當(dāng)磁鐵N極靠近時，導(dǎo)致圓環(huán)A的磁通量變大，從而由楞次定律可得圓環(huán)A的感應(yīng)電流，又處于磁場中，則受到的安培力作用，使它遠(yuǎn)離磁鐵，即被推開；故A錯誤；磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時，圓環(huán)A的磁通量變小，從而由楞次定律可得圓環(huán)A的感應(yīng)電流，又處于磁場中，則受到的安培力作用，使它隨磁鐵運(yùn)動；故B錯誤；當(dāng)磁鐵的任意一磁極靠近時，導(dǎo)致圓環(huán)A的磁通量變大，從而由楞次定律可得圓環(huán)A的感應(yīng)電流，使A環(huán)被排斥，故C正確；對于圓環(huán)B，當(dāng)磁鐵的靠近時，雖磁通量變大，有感應(yīng)電動勢，但由于不閉合，所以沒有感應(yīng)電流，則不受安培力作用．所以對于圓環(huán)B，無論靠近還是遠(yuǎn)離，都不會有遠(yuǎn)離與吸引等現(xiàn)象，故D錯誤；故選C.【題目點(diǎn)撥】本題也可以直接使用楞次定律的推論解答．從楞次定律相對運(yùn)動角度可得“來拒去留”；即近則斥，遠(yuǎn)則吸5、C【解題分析】奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到了電流的磁效應(yīng)，而法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律；故A錯誤；將直導(dǎo)線沿東西方向水平放置，把小磁針放在導(dǎo)線的正下方時，小磁針?biāo)谖恢玫拇艌龇较蚩赡芘c地磁場相同，故小磁針不一定會轉(zhuǎn)動；故B錯誤；將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，把小磁針放在導(dǎo)線的正下方，給導(dǎo)線通以足夠大電流，由于磁場沿東西方向，則小磁針一定會轉(zhuǎn)動；故C正確；銅不具有磁性，故將導(dǎo)線放在上方不會受力的作用，故不會偏轉(zhuǎn)；故D錯誤；故選C【題目點(diǎn)撥】本題考查電流的磁場的性質(zhì)，要注意能明確電磁場方向的判斷，并掌握小磁針受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場的方向6、B【解題分析】AB．S閉合瞬間，根據(jù)楞次定律可知電感產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原電流的增大，所以兩燈泡均有電流流過，同時亮，之后電路穩(wěn)定，通過電感的原電流穩(wěn)定不變，電感不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于電感的電阻不計(jì)，所以被短路熄滅，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可知通過的電流更大，亮度更高，A錯誤，B正確；CD．S斷開，通過的電流瞬間減為0，所以立即熄滅，通過電感的原電流逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知電感產(chǎn)生與原電流相同方向的感應(yīng)電流且逐漸減小，電感和構(gòu)成閉合回路，所以先亮一下，然后逐漸熄滅，CD錯誤。故選B。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選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解題分析】由題意可知，左、右兩導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場方向垂直紙面向里，下面導(dǎo)線在a處產(chǎn)生的磁場方向向外，所以a點(diǎn)的磁場方向垂直紙面向里，左方導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場和下方導(dǎo)線在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以b處的磁場為右方導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場，方向垂直紙面向里；右方導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場和下方導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以c處的磁場為左方導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場，方向垂直紙面向里；由磁場的疊加原理可知，a點(diǎn)的磁場最強(qiáng)，b、c點(diǎn)的磁場大小相同故選BC8、BD【解題分析】A．由題，帶電荷量為q的微粒靜止不動，所受的電場力與重力平衡，則微粒受到向上的電場力，而平行板電容器板間的場強(qiáng)方向豎直向下，則微粒帶負(fù)電，故A錯誤；B．由平衡條件得：得電源的電動勢為：，故B正確；C．?dāng)嚅_開關(guān)S，電容器所帶電量不變，根據(jù)公式、和可得，得場強(qiáng)E不變，微粒所受的電場力不變，則微粒仍靜止不動，故C錯誤；D．保持開關(guān)S閉合，極板間的電壓U不變，當(dāng)把電容器兩極板距離增大，根據(jù)，則電場強(qiáng)度減小，那么電場力減小，因此微粒將向下做加速運(yùn)動，故D正確；9、CD【解題分析】AB．閉合瞬間線圈相當(dāng)于斷路，二極管為反向電流，則此時AB燈都不亮，故AB錯誤；C．穩(wěn)定后，線圈相當(dāng)于導(dǎo)線，所以B燈亮，A燈不亮，開關(guān)S斷開瞬間，線圈中電流減小，則產(chǎn)生自感電動勢，由楞次定律可知，b端相當(dāng)于電源正極，此時二極管為正向電流，線圈也二極管，燈A組成回路，則A燈泡閃亮一下后熄滅，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢，故CD正確。故選CD。10、AD【解題分析】對帶電粒子進(jìn)行受力分析，受到豎直向下的重力，水平方向的電場力和垂直于虛線的洛倫茲力，由于帶電粒子做直線運(yùn)動，所以洛倫茲力只能垂直于直線向上，從而可判斷粒子的電性（帶負(fù)電），同時可知電場力的方向向左，再根據(jù)各力的做功情況，即可判斷各選項(xiàng)的正誤【題目詳解】AB．油滴做直線運(yùn)動，受重力、電場力和洛倫茲力作用，因?yàn)橹亓碗妶隽鶠楹懔?，根?jù)物體做直線運(yùn)動條件可知，粒子所受洛倫茲力亦為恒力據(jù)F=qvB可知，粒子必定做勻速直線運(yùn)動;故A正確,B錯誤.CD．根據(jù)做直線運(yùn)動的條件和受力情況，如圖所示：可知如果油滴帶正電，由左手定則判斷可知，油滴的速度從M點(diǎn)到N點(diǎn)，故C錯誤，D正確.故選AD.【題目點(diǎn)撥】帶電粒子在重力場、電場、磁場的復(fù)合場中，只要是做直線運(yùn)動，一定是勻速直線運(yùn)動（v與B不平行）．若速度是變的，洛倫茲力會變，合力就是變的，合力與速度不在一條直線上，帶電體就會做曲線運(yùn)動三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.0.742(0.741mm-0.743mm)②.B③.D④.F⑤.【解題分析】（1）金屬絲的直徑是：0.5mm+0.01mm×24.2=0.742mm.（2）電源電壓為6V，電壓表選擇量程為3V的D;待測電阻阻值約為5Ω，電路中的最愛電流不超過，則電流表選B.滑動變阻器應(yīng)選擇阻值較小的F；（3）電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采用外接法；為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：12、①.I（R＋r）②.最大值③.21④.6.3（6.1~6.4）⑤.2.5（2.4~2.6）【解題分析】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式是E=I(R＋r)(2)[2]根