2023-2024學年杭州第十三中學物理高二第一學期期末考試試題含解析

2023-2024學年杭州第十三中學物理高二第一學期期末考試試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：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中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，甲帶正電，乙是不帶電的絕緣塊，甲、乙疊放在一起置于光滑的水平地面上，空間存在著水平方向的勻強磁場，在水平恒力F的作用下，甲、乙無相對滑動地一起向左加速運動，在加速運動階段（）A.甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大B.甲、乙兩物塊間的摩擦力不變C.甲、乙向左運動的加速度不斷減小D.甲對乙的壓力不斷減小2、如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，有兩個質量和電荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁場后分別從b、e兩點射出，不計粒子重力。下列說法正確的是A.兩粒子都帶正電B.從e點射出的粒子速率是從b點射出粒子的兩倍C.從b點射出的粒子在磁場中運動時間較長D.從e點射出的粒子在磁場中運動時間較長3、向心力演示器如圖所示．轉動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動．皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球對擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8，標尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大小．現(xiàn)分別將小球放在兩邊的槽內，為探究小球受到的向心力大小與半徑的關系，下列做法正確的是A.皮帶分別套在塔輪2和3大小不同的圓盤上，用質量不同的鋼球做實驗B.皮帶分別套在塔輪2和3大小不同的圓盤上，用質量相同的鋼球做實驗C.皮帶分別套在塔輪2和3大小相同的圓盤上，用質量不同的鋼球做實驗D.皮帶分別套在塔輪2和3大小相同的圓盤上，用質量相同的鋼球做實驗4、如圖所示，長木板A放在光滑的水平面上，質量為m=2kg的另一物體B以水平速度滑上原來靜止的長木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖所示，下列說法正確的是A.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.2B.系統(tǒng)損失的機械能為4JC.木板A的最小長度為1.5mD.木板獲得的動能為1J5、如圖為同種電荷在同一有界磁場中運動的四條軌跡，那么可以判斷（）A.運動速率v1>v2>v3>v4 B.運動速率v1<v2<v3<v4C.運動時間t1>t2>t3>t4 D.運動時間t1<t2<t3<t46、如圖所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下面結論正確的是()A.電源的電動勢為6.0VB.電源的內阻為12ΩC.電源的短路電流為0.5AD.電流為0.3A時的外電阻是12Ω二、多項選擇題：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中，有多個選項是符合題目要求的。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、關于下列器材的原理和用途，敘述正確的是（）A.變壓器既可以改變交流電壓也可以改變穩(wěn)恒直流電壓B.經過回旋加速器加速的帶電粒子最大速度與加速電壓大小無關C.真空冶煉爐的工作原理是通過線圈發(fā)熱使爐內金屬熔化D.磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用8、如圖，電路中定值電阻R大于電源內阻r。將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為△U1、△U2、△U3，理想電流表A示數(shù)變化量絕對值為△I，則A.V1、V2、V3示數(shù)都增大 B.電流表的示數(shù)增大C.△U3大于△U2 D.△U1與△I比值大于r9、如圖所示，M、N為同一水平面內的兩條平行長導軌，左端串聯(lián)電阻R，金屬桿ab垂直導軌放置，桿和導軌的電阻不計，且桿與導軌間無摩擦，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中．現(xiàn)對金屬桿ab施加一個與桿垂直的水平向右的恒力F，使桿從靜止開始運動．在運動過程中，桿的速度大小為v，桿所受安培力為F安，R中的電流為I，R上消耗的總能量為E總，則下列關于v、F安、I、E總隨時間變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.10、如圖所示，兩導體板水平放置，兩板間電勢差為U，帶電粒子（不計重力）以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U、B、比荷（）、v0的變化情況為（）Ad隨v0增大而增大，d與U無關B.d隨v0增大而增大，d隨U增大而增大C.d隨U增大而減小，d與v0無關D.d隨B增大而減小，d隨比荷增大而減小三、實驗題：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）n匝線圈組成的電路中，磁通量的變化率為，感應電動勢的大小E=____________；在遠距離輸電中，提高輸電電壓的設備是_________12．（12分）前面又是紅燈，幸好，倒計時3s，這次不用等。正想著，小明的身體就向后倒去，然后又突然向前栽去，整個車身騰騰騰的劇烈顫抖，原來是司機搶燈加速，前面也正好有一個行人搶燈過人行道，還好司機反應快，踩了急剎車。小明想起曾經看到的汽車撞人的視頻，人被撞飛了，人飛出的速度比車速還要快。小明想起在學校實驗室做的“驗證動量守恒定律”實驗，就是用質量大的小球撞質量小的小球，裝置如下圖所示。實驗時先使質量為的A球從斜槽上某一固定點G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡，然后把質量為的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，得到了如圖所示的三個落地處。①請在圖中讀出__________cm。②由圖可以判斷出R是__________球的落地點，是__________球的落地點。③為了驗證碰撞前后動量守恒，只需驗證表達式______________________________。四、計算題：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間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質量為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電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強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，而且AB=R=0.2m，把一質量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小15．（12分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度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

參考答案一、單項選擇題：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中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】ABC．甲、乙兩物塊間沒有相對的滑動，是靜摩擦力，由于乙與地面之間的沒有摩擦力，整體的加速度不變，所以對于甲來說，靜摩擦力作為合力產生加速度，由于整體的加速度不變，所以甲、乙兩物塊間的摩擦力不變，故A錯誤，B正確，C錯誤；D．甲帶正電，在向左運動的過程中，受到的洛倫茲力的方向向下，所以對乙的壓力變大，故D錯誤。故選B2、C【解析】A．由圖和左手定則可知，向上偏的粒子帶正電，向下偏的帶負電，故A錯誤；B．粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，有得設正六邊形的邊長為a，如圖分析可得得所以速率之比等于半徑之比即為3:1，故B錯誤；CD．粒子在磁場中運動的時間為因兩粒子的質量和電荷量都相等，同一個磁場，故它們在磁場中運動的時間與轉過的圓心角α成正比，因θ1＞θ2，故從b點射出的粒子在磁場中運動時間較長，故C正確，D錯誤。故選C。3、D【解析】要探究小球受到向心力大小與半徑的關系，需控制一些變量，即保持小球的質量、轉動的角速度不變；【詳解】根據(jù)公式，要研究小球受到的向心力大小與半徑的關系，需控制小球的質量和角速度不變，故應將皮帶分別套在塔輪2和3大小相同的圓盤上，這樣二者角速度相等，同時用質量相同的鋼球做實驗，故選項D正確，ABC錯誤【點睛】本實驗采用控制變量法，即要研究一個量與另外一個量的關系，需要控制其它量不變4、D【解析】根據(jù)斜率求出B的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù)，由圖能讀出木板獲得的速度，根據(jù)動量守恒定律求出木板A的質量，從而求解木板獲得的動能，根據(jù)A和B的初、末機械能來求解系統(tǒng)損失的機械能，根據(jù)“面積”之差求出木板A的長度；【詳解】A．由圖示圖象可知，B的加速度：，負號表示加速度的方向，由牛頓第二定律得：，代入解得，，故A錯誤；BD．由圖示圖象可知，木板獲得速度為，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，以B的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：，解得木板A的質量為，木板獲得的動能為：系統(tǒng)損失的機械能為，故B錯誤，D正確；C．由圖得到：內B位移為A的位移為，木板A的最小長度為，故C錯誤【點睛】本題屬于木塊在木板上滑動類型，既考查讀圖能力，也考查運用牛頓第二定律、功能關系處理復雜力學問題的能力5、B【解析】AB．粒子受到洛倫茲力的作用，洛倫茲力提供向心力，則：可得：由圖可知粒子做圓周運動的軌道半徑關系：又由于粒子是同種電荷，比荷相同，則有：故A錯誤，B正確；CD．粒子受到洛倫茲力的作用做圓周運動，粒子在磁場中運動的時間為：由圖可知粒子做圓周運動的圓心角關系為：所以粒子在磁場中運動的時間關系為：故C、D錯誤；故選B。6、A【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律分析圖線與縱軸交點的物理意義和圖線斜率的物理意義，當外電阻為零時，電源被短路，由閉合電路歐姆定律求出短路電流；當電流為0.3A時，由閉合電路歐姆定律求出外電壓，再歐姆定律求出外電阻；【詳解】A、由閉合電路歐姆定律得，當時，，即圖線與縱軸交點表示斷路狀態(tài)，電動勢，故A正確；B、電源的內阻等于圖線的斜率大小，，故B錯誤；C、外電阻時，短路電流為，故C錯誤；D、電流為時，路端電壓，外電阻是，故D錯誤【點睛】本題關鍵從數(shù)學的角度理解物理圖象的物理意義，容易產生的錯誤是求電源的內阻二、多項選擇題：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中，有多個選項是符合題目要求的。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、BD【解析】變壓器只能改變交流電壓，不可以改變穩(wěn)恒直流電壓，選項A錯誤；由得：，則最大動能：；可知經過回旋加速器加速的帶電粒子最大速度與加速電壓大小無關，選項B正確；真空冶煉爐的工作原理是爐中金屬產生渦流使爐內金屬熔化，不是線圈發(fā)熱，故C錯誤；磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框中可以產生感應電流能起電磁阻尼的作用，故D正確．故選BD.8、BCD【解析】分析電路圖，滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，將滑動變阻器滑片向下滑動，接入電路阻值變小，電路總阻值變小，干路電流變大。A．V1測R兩端電壓，由于電流變大，示數(shù)變大；V2測路端電壓，由于電流增大，內阻分壓變大，所以示數(shù)變??；V3測滑動變阻器兩端電壓，是V2示數(shù)減去V1示數(shù)，示數(shù)減小，A錯誤；B．電流表測干路電流，示數(shù)增大，B正確；C．由A分析知，V3測滑動變阻器兩端電壓，是V2示數(shù)減去V1示數(shù)，所以所以C正確；D．電路中定值電阻R大于電源內阻r，D正確；故選BCD。9、AD【解析】根據(jù)牛頓第二定律知，桿子的加速度為：，由于速度增大，則加速度減小，可知桿子做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度等于零時，速度最大，做勻速直線運動，故A正確．根據(jù)可知，安培力先逐漸變大，后不變，但是由于速度不是均勻變大，則F安-t圖像開始階段不是直線，選項B錯誤；感應電流，則電流先逐漸變大，后不變，但是由于速度不是均勻變大，則I-t圖像開始階段不是直線，選項C錯誤；根據(jù)焦耳定律知，E=Q＝I2Rt＝t，因為速度增大，可知E-t圖線的切線斜率增大，最終電流不變，E與t成正比，故D正確．故選AD【點睛】題考查了電磁感應與動力學和能量的綜合，知道桿子在整個過程中的運動規(guī)律，知道當拉力和安培力相等時，桿子做勻速直線運動10、AD【解析】帶電粒子在電場中做類平拋運動，可將射出電場的粒子速度v分解成初速度方向與加速度方向，設出射速度與水平夾角為θ，則有而在磁場中做勻速圓周運動，設運動軌跡對應的半徑為R，由幾何關系可得，半徑與直線MN夾角正好等于θ，則有得根據(jù)得帶電粒子在磁場中的運動的半徑則有所以d與m、v0成正比，與B、q成反比，與U無關，故AD正確、BC錯誤。故選AD。三、實驗題：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.(1)②.(2)變壓器【解析】感應電動勢的大小與磁通量的變化率正比．在遠距離輸電中，提高輸電電壓的設備是變壓器【詳解】感應電動勢的大小與磁通量的變化率正比，即感應電動勢大小為．在遠距離輸電中，提高輸電電壓的設備是變壓器12、①.17.50（17.20-17.60都正確）②.B③.A④.mAOQ=mAOP+mBOR【解析】①[1]．用最小的圓將P處的各點圈起，其圓心處即為P點的準確位置，從圖中直接讀出讀數(shù)為17.50cm，②[2][3]．A與B相撞后，B的速度增大，A的速度減小，碰前碰后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同，所以Q點是沒有碰時A球的落地點，R是碰后B的落地點，P是碰后A的落地點；③[4]．根據(jù)兩小球從同一高度開始