2023-2024學(xué)年河北省衡水市故城縣高級(jí)中學(xué)物理高二第一學(xué)期期末檢測(cè)試題含解析

2023-2024學(xué)年河北省衡水市故城縣高級(jí)中學(xué)物理高二第一學(xué)期期末檢測(cè)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，需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，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(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、如圖所示，ab是兩平行正對(duì)的金屬圓環(huán)，a中通有正弦交變電流i，其變化規(guī)律如圖所示．下列說法正確的是（）A.t1時(shí)刻，b環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.t2時(shí)刻，b環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流方向改變C.t3～t4時(shí)間內(nèi)，b環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向與a環(huán)內(nèi)電流的方向相反D.0～t4時(shí)間內(nèi)，t2時(shí)刻b環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大2、如圖所示，小球在一細(xì)繩牽引下，在光滑桌面上繞繩的另一端O作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中正確的是（）A.受重力和向心力的作用B.受重力、支持力、拉力和向心力的作用C.受重力、支持力和拉力的作用D.受重力和支持力的作用3、為了保障行駛安全，一種新型雙門電動(dòng)公交車安裝了如下控制裝置：只要有一扇門沒有關(guān)緊，汽車就不能啟動(dòng)．如果規(guī)定：車門關(guān)緊時(shí)為“1”，未關(guān)緊時(shí)為“0”；當(dāng)輸出信號(hào)為“1”時(shí)，汽車可以正常啟動(dòng)行駛，當(dāng)輸出信號(hào)為“0”時(shí)，汽車不能啟動(dòng)．能正確表示該控制裝置工作原理的邏輯門是A與門 B.或門C.非門 D.與非門4、某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)．一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列因素與完成上述兩類運(yùn)動(dòng)無關(guān)的是A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C.粒子的電性和電量D.粒子入射時(shí)的速度5、關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說法中正確的是A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定受到洛倫茲力作用B.放置在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線，一定受到安培力作用C.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功D.洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小6、關(guān)于電磁感應(yīng)，下列說法中正確的是A.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B.穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零C.穿過線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D.通過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大二、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、如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計(jì)開始時(shí)開關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開一定角度下列操作可使指針張開角度增大一些的是A.保持開關(guān)S閉合，將R上的滑片向右移動(dòng)B.斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板分開一些C.斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板的正對(duì)面積減小一些D.保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開一些8、如圖所示，一根鋁管豎直放置，把一塊直徑比鋁管內(nèi)徑略小的圓柱形強(qiáng)磁鐵從鋁管上端由靜止釋放，可以觀察到，相比磁鐵自由下落，磁鐵在鋁管中的下落會(huì)延緩多．關(guān)于磁鐵在鋁管中下落的過程，下列說法中正確的是A.磁鐵下落會(huì)延緩，主要是因?yàn)榇盆F與鋁管內(nèi)壁有摩擦B.磁鐵做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度小于重力加速度gC.磁鐵做加速運(yùn)動(dòng)，其加速度逐漸減小D.磁鐵和鋁管會(huì)產(chǎn)生熱量，其數(shù)值等于磁鐵機(jī)械能的減少量9、半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子—“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子），以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體．圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試的原理圖，圖中一塊長為a、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．當(dāng)有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過樣品板時(shí)，會(huì)在與z軸垂直的兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH，霍爾電勢(shì)差大小滿足關(guān)系，其中k為材料的霍爾系數(shù)．若每個(gè)載流子所帶電量的絕對(duì)值為e，下列說法中正確的是（）A.如果上表面電勢(shì)高，則該半導(dǎo)體為P型半導(dǎo)體B.霍爾系數(shù)越大的材料，其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目越多C.若將磁場(chǎng)方向改為沿z軸正方向，則在垂直y軸的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差變小D.若將電流方向改為沿z軸正方向，則在垂直x軸的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差變大10、法國擁有目前世界上最先進(jìn)的高危病毒實(shí)驗(yàn)室——讓梅里厄?qū)嶒?yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室全程都在高度無接觸物理防護(hù)性條件下操作，一方面防止實(shí)驗(yàn)人員和其他物品受污染，同時(shí)也防止其釋放到環(huán)境中。為了無損測(cè)量生物實(shí)驗(yàn)廢棄液體的流量，常用到一種電磁流量計(jì)，如圖所示。其原理可以簡化為如圖所示模型：液體內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從容器右側(cè)流入，左側(cè)流出，流量值等于單位時(shí)間通過橫截面的液體的體積，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下，下列說法正確的是A.所有帶電粒子都受到豎直向下洛倫茲力B.穩(wěn)定后測(cè)量的C.電磁流量計(jì)也可以用于測(cè)量不帶電的液體的流速D.廢液流量三、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）在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表(視為理想電壓表)的量程較小，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)物電路。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到________。(選填“最大值”、“最小值”或“任意值”)（2）改變電阻箱的阻值R，分別測(cè)出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________。(選填“1”或“2”)（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的圖像是一條直線。若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動(dòng)勢(shì)為E=___________，內(nèi)阻r=__________。（用k、b和R0表示）方案編號(hào)電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.012．（12分）某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室一個(gè)多用電表中的電池進(jìn)行更換時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面除了一節(jié)1.5V的干電池外，還有一個(gè)方形的層疊電池。為了測(cè)定層疊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室中提供了如下器材：A.電流表A1（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω）B.電流表A2（0~0.6A~3A，內(nèi)阻未知）C.滑動(dòng)變阻器R（0~100Ω，1.0A）D定值電阻R0（阻值990Ω）E.開關(guān)S與導(dǎo)線若干（1）該同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了合理的電路。請(qǐng)你在如圖所示的方框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖______。（2）該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出多組數(shù)據(jù)，繪出如下圖所示的I1－I2圖線（I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù)），則由圖線可以得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（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）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14．（16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(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（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12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(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??；（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

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、D【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，與楞次定律，結(jié)合磁通量變化量與磁通量變化率不同，即可一一求解【詳解】A項(xiàng)：由法拉第電磁感應(yīng)定律，可知，在t1時(shí)刻，a中電流變化率為0，b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：t2-t3時(shí)間內(nèi)與t2-t3時(shí)間內(nèi)的電流大小變化相反，方向也改變，由楞次定律，可知，在t2時(shí)刻，b中感應(yīng)電流方向不改變，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：t3～t4時(shí)間內(nèi)，a中的電流減小，由“楞次定律”可知，b環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向與a環(huán)內(nèi)電流的方向相同，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：在t2時(shí)刻，a中電流變化率為最大，b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大，故D正確故選D【點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律，與楞次定律的應(yīng)用，掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率有關(guān)，而與磁通量變化量無關(guān)2、C【解析】小球受到重力、桌面的支持力和繩的拉力，豎直方向重力和支持力平衡，繩的拉力提供向心力，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3、A【解析】依據(jù)邏輯門電路的特點(diǎn)，只有當(dāng)兩個(gè)車門都關(guān)緊，即都輸入“1”時(shí)，數(shù)出信號(hào)才為“1”，汽車才能啟動(dòng)，為與門邏輯電路，A正確4、C【解析】由題可知，當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即，則，若僅撤除電場(chǎng)，粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明要滿足題意需要對(duì)磁場(chǎng)與電場(chǎng)的方向以及強(qiáng)弱程度都要有要求，例如：電場(chǎng)方向向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里等，但是對(duì)電性和電量無要求，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤點(diǎn)睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是考查了速度選擇器的相關(guān)知識(shí)，注意當(dāng)粒子的速度與磁場(chǎng)不平行時(shí)，才會(huì)受到洛倫茲力的作用，所以對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向有要求的5、C【解析】根據(jù)安培力公式、洛倫茲力公式及左手定則分析答題，知道導(dǎo)線或粒子方向沿電場(chǎng)線時(shí)均不受磁場(chǎng)力【詳解】A、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，帶電粒子不受洛倫茲力作用，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)通電導(dǎo)線電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，通電導(dǎo)線不受安培力，故B錯(cuò)誤；C、由左手定則可知，洛倫茲力與粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即與位移方向垂直，在洛倫茲力方向上，帶電粒子沒有位移，洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，故C正確；D、洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷速度方向，不會(huì)改變速度大小，故D錯(cuò)誤故選C【點(diǎn)睛】本題考查磁場(chǎng)力的性質(zhì)，要注意安培力、洛倫茲力的產(chǎn)生、方向是初學(xué)者很容易出錯(cuò)的地方，在學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)這方面的練習(xí)，提高對(duì)知識(shí)的理解6、D【解析】A．由公式可知，穿過線圈的磁通量越大，線圈的磁通量變化率不一定大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定越大，故A錯(cuò)誤；B．由公式可知，穿過線圈的磁通量為零，若線圈的磁通量變化率不為零，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就不為零，故B錯(cuò)誤；C．由公式可知，穿過線圈的磁通量變化越大，線圈的磁通量變化率不一定大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定越大，故C錯(cuò)誤；D．穿過線圈的磁通量變化越快，磁通量的變化率越大，由法拉第電磁感應(yīng)定律得知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故D正確。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、BC【解析】保持開關(guān)閉合，電容器兩端的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì)，故電容器兩端的電勢(shì)差不變，則指針張角不變，故AD錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后，電容器帶電量Q不變，將A、B兩極板的正對(duì)面積S減小，電容C減小，根據(jù)知，電勢(shì)差U增大，指針張角增大，故C正確；斷開開關(guān)S后，電容器帶電量不變，將AB分開一些，則d增大，電容減小，根據(jù)知，電勢(shì)差U增大，指針張角增大，故B正確.故選BC.考點(diǎn)：電容器的動(dòng)態(tài)分析【名師點(diǎn)睛】本題考查電容器的動(dòng)態(tài)分析，關(guān)鍵抓住斷開電鍵，電容器所帶的電量不變，電鍵閉合，電容器兩端的電勢(shì)差不變；靜電計(jì)測(cè)量的是電容器兩端的電勢(shì)差，斷開電鍵，電容器所帶的電量不變，根據(jù)電容的變化判斷電勢(shì)差的變化．閉合電鍵，電容器兩端的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì)8、CD【解析】磁鐵通過鋁管時(shí)，鋁管中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．由楞次定律可得，感應(yīng)電流的效果阻礙磁鐵相對(duì)于鋁管的運(yùn)動(dòng)．磁鐵運(yùn)動(dòng)的越快，鋁管中的磁通量變化越快，鋁管中的感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流對(duì)磁鐵的阻礙作用也越大，磁鐵做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)．據(jù)能量守恒，可得磁鐵和鋁管產(chǎn)生熱量與磁鐵機(jī)械能的減少量的關(guān)系【詳解】A：強(qiáng)磁鐵通過鋁管時(shí)，鋁管中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．由楞次定律可得，鋁管中感應(yīng)電流的效果是阻礙磁鐵相對(duì)于鋁管的運(yùn)動(dòng)．故A項(xiàng)錯(cuò)誤BC：據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，磁鐵運(yùn)動(dòng)的越快，鋁管中的磁通量變化越快，鋁管中的感應(yīng)電流越大，感應(yīng)電流對(duì)磁鐵的阻礙作用也越大，磁鐵做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)．故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確D：據(jù)能量守恒，可得磁鐵和鋁管產(chǎn)生熱量數(shù)值上等于磁鐵機(jī)械能的減少量．故D項(xiàng)正確9、AC【解析】根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的電性，根據(jù)最終洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式列式，最后聯(lián)立求解即可【詳解】電流向右，磁場(chǎng)垂直向內(nèi)，若上表面電勢(shì)高，即帶正電，故粒子受到的洛倫茲力向上，故載流子是帶正電的“空穴”，是P型半導(dǎo)體，故A正確；最終洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有：evB=e；電流的微觀表達(dá)式為：I=nevS；且霍爾電勢(shì)差大小滿足關(guān)系UH=k，聯(lián)立解得：，單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目，隨著霍爾系數(shù)越大，而越小，故B錯(cuò)誤；若將磁場(chǎng)方向改為沿z軸正方向，則平衡時(shí)：evB=e，解得U=Bdv，則d由原來的b變?yōu)閏，減小，此時(shí)的電勢(shì)差產(chǎn)生在前表面和后表面，則在垂直y軸的兩個(gè)側(cè)面間會(huì)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)差變小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．故選AC【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確霍爾效應(yīng)的原理，知道左手定則中四指指向電流方向，注意單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目表達(dá)式的各物理量的含義10、BD【解析】考查電磁流量計(jì)?！驹斀狻緼．由左手定則可知，正離子洛倫茲力向下，負(fù)離子洛倫茲力向上，A錯(cuò)誤；B．穩(wěn)定后，粒子受力平衡：解得，B正確；C．電磁流量計(jì)是通過磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛倫茲力使正負(fù)離子往上下兩管壁移動(dòng)，從而形成電勢(shì)差，測(cè)量電勢(shì)差的大小來計(jì)算流速，無法測(cè)不帶電的液體流速，C錯(cuò)誤；D．廢液流量：其中，解得，D正確。故選BD。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.最大值②.2③.④.【解析】(1)[1]由圖可知，電路為限流接法，且為保證電路安全，開始電路中電流應(yīng)為最小，所以開始時(shí)電路中電阻應(yīng)為最大，故滑動(dòng)變阻器開始時(shí)應(yīng)達(dá)到最大值；(2)[2]由表格可知，方案1中電阻箱的阻值與定值電阻差別太大，導(dǎo)致電路中電流差別太大；而方案2中電阻箱的阻值與待測(cè)電阻相差不多，故可以得出較為合理的電流值，故應(yīng)選擇方案2；(3)[3][4]由閉合電路歐姆定律可知變形得由題意可知，斜率為k，即解得聯(lián)立解得12、①.②.9.0③.10【解析】（1）[1]沒有電壓表，用電流表A1與定值電阻R0串聯(lián)成電壓表，原理圖如圖所示；（2）[2]則由閉合電路歐姆定律可知（由于I1讀數(shù)遠(yuǎn)小于I2，所以I2-I