陜西省漢中中學2023-2024學年物理高二第一學期期末達標測試試題含解析

陜西省漢中中學2023-2024學年物理高二第一學期期末達標測試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，如圖為“iRobot”掃地機器人，已知其電池容量2000mAh，額定工作電壓15V，額定功率30W，則下列說法正確的是（）A.掃地機器人的電阻是10ΩB.題中“mAh”是能量的單位C.掃地機器人正常工作時的電流是2AD.掃地機器人充滿電后一次工作時間約為4h2、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的圓周運動．A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當粒子飛經(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)的磁感應強度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為＝B.環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應強度大小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＝3、如圖，兩個固定正點電荷相距L，電荷量均為q(q>0，q遠大于電子電量)，兩個點電荷中點為O點，A點為兩點電荷中垂線上一點．靜電力常量為k，不計重力．下列說法正確的是（）A.若A點由靜止釋放一電子，電子將做勻加速運動B.在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，O點的電場強度大小為零C.在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，O點的電勢最高D.過O、A兩點的直線位于同一等勢面上4、物體做平拋運動，在水平方向上通過的最大距離取決于（）A.物體的下落高度B.物體的下落高度和初速度C.物體的初速度D.物體受到的重力和初速度5、如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為。一根質(zhì)量為的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度，不計金屬桿的電阻，則A.如果只增大將變小 B.如果只增大將變大C.如果只減小將變小 D.如果只減小將變大6、一電流表G（表頭）的內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，現(xiàn)欲把它改裝成量程為1200Ig的電流表，下列方法和判斷正確的是（）A.應串聯(lián)一個比Rg小得多的電阻，改裝后電流表的內(nèi)阻比Rg小得多B.應串聯(lián)一個比Rg大得多的電阻，改裝后電流表的內(nèi)阻比Rg大得多C.應并聯(lián)一個比Rg小得多的電阻，改裝后電流表的內(nèi)阻比Rg小得多D.應并聯(lián)一個比Rg大得多的電阻，改裝后電流表的內(nèi)阻比Rg大得多二、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、如圖所示，用靜電計測量帶電的平行板電容器兩極板(相互正對)間的電勢差時，保持平行板電容器兩極板距離不變，若把B極板向上移動少許，則（）A.電容器的電容不變B.兩極板間的電場強度變大C.靜電計的張角增大D.兩極板所帶的電荷量增大8、如圖所示，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點，AB水平軌道部分存在水平向右的勻強電場，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，B為最低點，D為最高點．一質(zhì)量為m、帶正電的小球從距B點x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運動，恰能通過最高點，下列說法中正確的是A.R越大，x越大B.m與R同時增大，電場力做功增大C.m越大，x越小D.R越大，小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力越大9、如圖所示，兩根足夠長的水平光滑平行金屬導軌PQ和MN，它們相距為L，導軌左端連有阻值為R的定值電阻，導軌處于垂直導軌平面向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。垂直導軌放置的金屬棒用跨過光滑定滑輪的細線與物塊c連接，物塊c的質(zhì)量是m，連接金屬棒的細線平行于導軌。物塊c由靜止釋放，金屬棒沿著導軌向右運動，當?shù)刂亓铀俣葹間，金屬棒的電阻不計。則A.金屬棒做勻加速直線運動B.金屬棒先做加速運動再做勻速直線運動C.金屬棒的最大速度為D.金屬棒的最大速度為10、如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=2:1,V和A均為理想電表，燈泡電阻RL=6Ω,AB端電壓.下列說法正確的是A.電流頻率為50HzB.V的讀數(shù)為24VC.A的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W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）如圖所示，在第二象限內(nèi)存在一個半徑為a的圓形有界勻強磁場，磁場圓心坐標。在位置坐標為的P點存在一個粒子發(fā)射源，能在紙面內(nèi)的第二象限向各個方向發(fā)射質(zhì)量為m、帶電量的粒子，其速度大小均為v。這些粒子經(jīng)過圓形磁場后都可以垂直y軸進入第一象限，并經(jīng)過第一象限內(nèi)一個垂直xOy平面向外的有界勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域磁場的磁感應強度大小為第二象限圓形磁場區(qū)域內(nèi)磁感應強度大小的二分之一，粒子經(jīng)過該磁場后，全部匯聚到位置坐標為的Q點，再從Q點進入第四象限，第四象限內(nèi)有大小為、方向水平向左的勻強電場。不計粒子重力，求：（1）第二象限圓形有界勻強磁場的磁感應強度；（2）第一象限有界磁場的最小面積；（3）這些粒子經(jīng)過勻強電場后再次經(jīng)過y軸時速度的大小以及粒子所能達到的最遠位置坐標。12．（12分）如圖所示，在水平桌面上有一個臺秤，臺秤上沿東西方向放置金屬棒ab，金屬棒ab處在沿南北方向的勻強磁場中．現(xiàn)通過測量金屬棒ab在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小并判定其方向（1）在圖中畫線代替導線完成實驗電路圖，要求接通電源后電流由a流向b（2）完成下列主要實驗步驟中的填空：①按圖接線；②保持開關(guān)S斷開，讀出臺秤示數(shù)m0；③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的阻值使電流大小適當，此時臺秤仍有讀數(shù)，然后讀出并記錄臺秤示數(shù)m1和____________④用米尺測量_________________（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得到B＝_________（4）判斷磁感應強度方向的方法是：若m1＜m0，磁感應強度方向垂直金屬棒向_________（填“南”或“北”）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(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(zhì)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(nèi)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(zhì)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??；（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、C【解析】AC．根據(jù)可知掃地機器人正常工作時的電流由于掃地機器非純電阻性電路，因此A錯誤，C正確；B．題中“mAh”是電荷量的單位，B錯誤；D．掃地機器人充滿電后一次工作時間D錯誤。故選C。2、B【解析】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，達不到加速效果，C錯誤；根據(jù)得，得，D錯誤；故選B【點睛】此題考查帶電粒子在電場力作用下運動問題，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用，掌握粒子做勻速圓周運動的周期公式，及運用數(shù)學的通項式；此題不僅考查物理基本規(guī)律的運用，也考查數(shù)學計算能力.3、B【解析】等量同種電荷連線的中垂線上，電場線由中點O指向上下兩側(cè)，順著電場線電勢逐漸降低【詳解】兩點荷連線的中垂線上個點的場強不相同，若在A點由靜止釋放一電子，電子將做變加速運動，選項A錯誤；根據(jù)場強疊加可知，在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，O點的電場強度大小為零，選項B正確；在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，在兩電荷連線的中垂線上，O點的電勢最高，選項C錯誤；從O到A電勢逐漸降低，選項D錯誤；故選B.【點睛】本題考查電場的疊加，注意電場強度時矢量，合成遵循平行四邊形定則；電勢是標量，合成遵循代數(shù)法則4、B【解析】物體在做平拋運動，在豎直方向有：，得，在水平方向，可知最大距離取決于物體的下落高度和初速度，B正確，ACD錯誤，選B【點睛】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，運動的時間由高度決定，初速度和時間共同決定水平位移5、C【解析】金屬桿下滑過程中，受重力、導軌的支持力和安培力，開始時重力沿斜面的分力大于安培力，金屬桿做加速運動。隨著速度的增加，安培力在增大，所以金屬桿加速度逐漸減小，當加速度減小到零，速度最大。當加速度為零時，金屬桿做勻速運動，速度最大，則有聯(lián)立得：由上式分析得知：A、如果增大，vm將變大，故A錯誤；B、如果B增大，vm將變小，故B錯誤；C、如果R減小，vm將變小，故C正確；D、如果m減小，vm將變小，故D錯誤。故選C。6、C【解析】根據(jù)電表改裝原理可知，電流表G改裝成大量程電流表要并聯(lián)分流電阻，量程擴大倍數(shù)n=1200，則并聯(lián)電阻為，比Rg小得多，根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律可知，電阻越并聯(lián)，總阻值越小，故改裝后電流表的內(nèi)阻比Rg小得多，故C正確，ABD錯誤。故選C。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、BC【解析】將B板豎直向上平移，兩板正對面積減小，由分析可知電容減小，而電容器的電量不變，根據(jù)可知板間電壓增大，則靜電計指針張角增大，根據(jù)可知，d不變，故電場強度增大，故BC正確，AD錯誤。故選BC?！军c睛】靜電計指針的張角反應電容器兩端間電勢差的變化，抓住電容器帶電量不變，根據(jù)，通過電容的變化，判斷電勢差的變化，根據(jù)判斷電場強度的變化。8、AB【解析】小球恰能通過最高點時，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球經(jīng)最高點時的速度，根據(jù)動能定理求出初速度v0與半徑R的關(guān)系．小球經(jīng)過B點后的瞬間由重力和軌道的支持力的合力提供向心力，由牛頓運動定律研究小球?qū)壍赖膲毫εc半徑的關(guān)系【詳解】小球在BCD部分做圓周運動，在D點，有：mg=m①從A到D過程，由動能定理有：qEx-2mgR=mvD2，②由①②得：，③可知，R越大，x越大．m越大，x越大，故A正確，C錯誤從A到D過程，由動能定理有：W-2mgR=mvD2，⑥由①⑥解得：電場力做功W=mgR，可知m與R同時增大，電場力做功越多，故B正確．小球由B到D的過程中，由動能定理有：-2mgR=mvD2-mvB2，vB=，④在B點有：FN-mg=m⑤解得：FN=6mg，則知小球經(jīng)過B點瞬間軌道對小球的支持力與R無關(guān)，則小球經(jīng)過B點后瞬間對軌道的壓力也與R無關(guān)，故D錯誤．故選AB【點睛】動能定理與向心力知識綜合是常見的題型．小球恰好通過最高點時速度與輕繩模型類似，軌道對小球恰好沒有作用力，由重力提供向心力，臨界速度v=，做選擇題9、BC【解析】AB．在金屬棒加速階段中，由金屬棒受力分析可知，細線的拉力先大于安培力，隨著安培力的增加金屬棒的加速度逐漸減小，當拉力等于安培力時加速度為零做勻速運動，則金屬棒先做加速度逐漸減小的加速運動，再做勻速直線運動，故A錯誤、B正確；CD．由平衡條件得，BIL=mgE=BLvm解得C正確、D錯誤。故選BC10、AD【解析】由u1.的瞬時表達式可知，f=，A錯誤；理想變壓器輸入電壓的有效值為U1=12V，由變壓比關(guān)系式，可得U2=6V，V的讀數(shù)為6V，B錯誤；變壓器輸出電壓的有效值，A的讀數(shù)為1AC錯誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P1=P2=U2I2=6W，D正確考點定位】正弦式交流電表達式、有效值、功率、部分電路歐姆定律、理想變壓器規(guī)律，容易題三、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）（2）（3）3v；（0，）【解析】（1）要想使這些粒子經(jīng)過圓形磁場后都可以垂直y軸進入第一象限，則粒子在圓形磁場中做勻速圓周運動的半徑必須和圓形磁場的半徑相同，即：R=a在磁場中，由洛侖茲力提供向心力：聯(lián)立可得：由左手定則知：磁感應強度B的方向垂直xOy平面向外（2）第一象限區(qū)域磁場的磁感應強度大小為第二象限圓形磁場區(qū)域內(nèi)磁感應強度大小的二分之一，則根據(jù)此時粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R′=2a則最小磁場的直徑為最小面積為（3）粒子在從P到Q運動的過程中，所經(jīng)歷的磁場區(qū)域均不可以改變其速度的大小，所有粒子在到達Q點的速度仍是v。雖然不同粒子在Q點的速度方向不同，從Q到y(tǒng)軸負方向，由動能定理可得：解得：由第一象限內(nèi)的磁場分布可以知道，所有從Q點射出的粒子，其速度大小均為v，方向頒布在沿x軸正向與y軸負向之間的90°范圍之內(nèi)?，F(xiàn)研究從Q點射出的，速度與y軸負向平角為θ的粒子。其軌跡應是類斜拋。則有y=vcosθ×t聯(lián)立兩式，消去θ可得：從此式可以看出：當時，故第二次經(jīng)過y軸最遠位置坐標為：（0，）12、①.；②.電流表的示數(shù)I；③.金屬棒的長度l；④.南【解析】(1)用滑動變阻器的限流式接法即可；(2)③金屬框平衡時測量才有意義，讀出電阻箱電阻并用天平稱量細沙質(zhì)量；④安培力與電流長度有關(guān)，安培力合力等于金屬框架下邊受的安培力；(3)根據(jù)平衡條件分列式即可求解；(4)根據(jù)左手定則判斷即可【詳解】(1)如圖所示(2)③重新處于平衡狀態(tài)；讀出電流表的示數(shù)I；臺秤示數(shù)m1；④金屬棒的長度l(3)根據(jù)平衡