2024屆天津南開中學(xué)濱海生態(tài)城學(xué)校物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

2024屆天津南開中學(xué)濱海生態(tài)城學(xué)校物理高二上期末學(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(hào)和座位序號(hào)。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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖為三根通電平行直導(dǎo)線的斷面圖，若它們的電流大小都相同，且，則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是（）A.垂直紙面指向紙外 B.垂直紙面指向紙里C.沿紙面由A指向B D.沿紙面由A指向D2、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢如圖，則()A.t1時(shí)刻線圈中磁通量為零B.t2時(shí)刻線圈通過中性面C.t3時(shí)刻線圈中電流方向改變D.t4時(shí)刻線圈中磁通量變化率最小3、如圖所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)為N，半徑為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中．在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B．在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為（）A. B.C. D.4、在如圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a端滑向b端的過程中，下列說法中正確的是（）A.路端電壓變小 B.電流表的示數(shù)變大C.電路的總電阻變大 D.電源內(nèi)阻消耗的功率變小5、下列關(guān)于電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是（）A.電荷在電場中一定受到電場力的作用B.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中一定受到洛倫茲力的作用C.同一電荷所受電場力小的地方，該處電場強(qiáng)度不一定弱D.同一運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力小的地方，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定弱6、如圖甲所示，一水平彈簧振子在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，取水平向右為正方向，其振動(dòng)圖象如圖乙所示.由振動(dòng)圖象可知（）A.時(shí)刻振子位于O點(diǎn)B.時(shí)刻振子的速度為零C.時(shí)刻振子的運(yùn)動(dòng)方向與時(shí)刻振子的運(yùn)動(dòng)方向相反D.從時(shí)刻到時(shí)刻，振子運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸減小二、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、如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)變阻器R的滑片位于中點(diǎn)時(shí)，額定功率相同的A、B、C三個(gè)小燈泡均正常發(fā)光，則下列說法正確的是A.三個(gè)燈泡中，C燈電阻最大，B燈電阻最小B.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，A、C兩燈變亮，B燈變暗C.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，B、C兩燈變亮，A燈變暗D.當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電源的總功率減小8、如圖甲所示，是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度沿兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從點(diǎn)向上做直線運(yùn)動(dòng)，其圖像如圖乙所示，下列說法正確的是A.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，但電量不一定相等B.時(shí)刻電場強(qiáng)度一定最大，時(shí)刻與時(shí)刻試探電荷在同一位置C.試探電荷做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，0到時(shí)刻與到時(shí)刻加速度方向相反D.時(shí)刻試探電荷的電勢能最大，但加速度不為零9、如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下，磁場中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管。在水平拉力F的作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出，則在小球未從管口飛出前的過程中，下列說法正確的是（）A.小球帶負(fù)電 B.小球相對(duì)水平桌面的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線C.洛倫茲力對(duì)小球做正功 D.水平拉力F不斷變大10、兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在連線的中垂線上，若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，如圖所示，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A.電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B.電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C.電子運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，加速度為零，速度最大D.電子通過O后，速度越來越小，一直到速度為零三、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）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示電路測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。（1）實(shí)驗(yàn)室有電流表（）、電壓表（）、滑動(dòng)變阻器（）、開關(guān)和導(dǎo)線若干（2）實(shí)驗(yàn)中記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)?jiān)谙聢D的坐標(biāo)紙上畫出圖像。（）序號(hào)123456電壓1.451.401.301.251.201.10電流0.060.120.240.260.360.48（3）根據(jù)（2）中所畫圖像可求出干電池的電動(dòng)勢__________，內(nèi)電阻__________。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（4）由實(shí)驗(yàn)測得的電動(dòng)勢_____________（填“大于”、“小于”或“等于”）真實(shí)值。12．（12分）如圖所示，矩形線圈一邊長為d，另一邊長為a，電阻為R，當(dāng)它以速度V勻速穿過寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場過程中，若L<d，產(chǎn)生的電能為__________，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為__________；若L>d，產(chǎn)生的電能為__________，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為__________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(shí)，軌道受到的壓力大小14．（16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(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.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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線在A點(diǎn)上所產(chǎn)生磁場方向，如圖所示直導(dǎo)線B在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場與直導(dǎo)線D在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場方向相反，大小相等，則合磁場為零；而直導(dǎo)線C在A點(diǎn)產(chǎn)生磁場，方向從B指向D，即為沿紙面由A指向D。故選D?！军c(diǎn)睛】磁感應(yīng)強(qiáng)度既有大小,又有方向,是矢量.它的合成遵循矢量合成的平行四邊形法則。2、C【解析】A、t1時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零，磁通量最大．故A錯(cuò)誤B、t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大，線圈平面與中性面垂直．故B錯(cuò)誤C、t3時(shí)刻線圈通過中性面，線圈中電流方向改變．故C正確D、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢最大，磁通量變化率最大．故D錯(cuò)誤故選C3、B【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢：，故B正確，ACD錯(cuò)誤；4、A【解析】滑片由a向b移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則外電路總電阻減小，電路的總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，則內(nèi)電壓增大，由P=I2r可知，內(nèi)電阻上消耗的功率變大。路端電壓U=E-Ir，因I增大，故U變小。又電流表的示數(shù)，因U變小，故IA變小。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。5、A【解析】A、電荷只要在電場中就會(huì)受到電場力作用，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中，與磁場方向平行，不會(huì)受到洛倫茲力的作用，故A正確，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)知，同一電荷越小，則越小，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)得，F(xiàn)與v、B的大小和方向都有關(guān)，故同一運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力小的地方，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定弱，故D錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】考查電場力、洛倫茲力與電場線及磁場線的方向關(guān)系，掌握左手定則，注意與右手定則的區(qū)別，理解洛倫茲力產(chǎn)生的條件6、D【解析】A．由圖乙知在時(shí)刻振子位于正向位移最大處即B點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)刻振子位于平衡位置，所以此時(shí)速度最大，故B錯(cuò)誤；C．由題意可知，時(shí)刻振子處于從B向O運(yùn)動(dòng)過程中，時(shí)刻振子處于從O到A的運(yùn)動(dòng)過程中，所以兩時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向相同，故C錯(cuò)誤；D．從時(shí)刻到時(shí)刻，振子從最大位移B處向平衡位置O處運(yùn)動(dòng)，所以加速度越來越小，速度越來越大，故D正確。故選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、ABD【解析】將電路改畫如圖A．對(duì)于燈A、B：通過A的電流小于B的電流，當(dāng)兩燈泡的功率相同時(shí)，由公式P=I2R分析可知，A的電阻大于B的電阻。燈C的電壓大于A的電壓，當(dāng)兩個(gè)燈泡的功率相同時(shí)，C的電阻大于A的電阻。可見C燈電阻最大，B燈電阻最小。故A正確。BC．當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器電阻增大，則總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，C燈變亮。流過B燈的電流IB=I-IC，I減小，IC增大，則IB減小，則B燈變暗。A燈的電壓UA=U-UB，U增大，UB減小，則UA增大，A燈變亮。故B正確，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，總電流減小，根據(jù)P=IE，知電源總功率減小，故D正確。故選ABD。8、BD【解析】A．由圖乙可知，粒子向上先做減速運(yùn)動(dòng)，再反向做加速運(yùn)動(dòng)，且向上過程加速度先增大后減小，粒子僅受電場力，則電場力應(yīng)向下，故兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷均帶負(fù)電，由于電場線只能沿豎直方向，說明兩粒子帶等量電荷，故A錯(cuò)誤；B．由乙圖知，時(shí)刻加速度最大，則場強(qiáng)最大，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知粒子時(shí)刻回到時(shí)刻的位置，B正確；C．與時(shí)刻，加速度方向相同，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)間內(nèi)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，故D正確。故選BD。9、BD【解析】A．小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為v1，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不變，F(xiàn)1不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線，故B正確；C．洛倫茲力總是與速度垂直，不做功，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)小球沿管子的分速度大小為v2，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力F2=qv2B，v2增大，則F2增大，而拉力F=F2，則F逐漸增大，故D正確。故選BD。10、CD【解析】AB．在等量同種電荷連線中垂線上電場強(qiáng)度方向O→a，電子從a點(diǎn)到O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力方向a→O，故加速度向下，與速度同向，故速度越來越大；但電場線的疏密情況不確定，O點(diǎn)上方的電場強(qiáng)度最大點(diǎn)位置不確定，故電場強(qiáng)度大小變化情況不確定，則電荷所受電場力大小變化情況不確定，加速度變化情況無法判斷．故AB錯(cuò)誤；C．越過O點(diǎn)后，電子做減速運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度最大．電場力為零，加速度為零．故C正確；D．根據(jù)電場線的對(duì)稱性可知，越過O點(diǎn)后，電子做減速運(yùn)動(dòng)，速度越來越小，一直到速度為零．故D正確【點(diǎn)睛】本題考查對(duì)等量同種電荷電場線的分布情況及特點(diǎn)的理解和掌握程度，要抓住電場線的對(duì)稱性；同時(shí)要能夠結(jié)合力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行分析三、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、①.②.③.④.小于【解析】（2）[1]．畫出的U-I圖像如圖：（3）[2][3]．根據(jù)（2）中所畫圖像可求出干電池電動(dòng)勢E=1.50V，內(nèi)電阻（4）[4]．由于電壓表的分流，相等的路端電壓對(duì)應(yīng)的電流偏小，故實(shí)驗(yàn)測得電動(dòng)勢的值小于真實(shí)值。12、①.②.③.④.【解析】根據(jù)公式E=Blv求出線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，由閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流，即可由焦耳定律求出線圈產(chǎn)生的電能，由q=It求解電量【詳解】線圈進(jìn)入磁場的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=Bav，由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流：，如果：L<d，由焦耳定律得，線圈產(chǎn)生的電能為：，通過導(dǎo)體截面的電荷量為；如果：L>d，由焦耳定律得，線圈產(chǎn)生的電能為通過導(dǎo)體截面的電荷量為四、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、(1)(2)3N【解析】(1)設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小是vC，則對(duì)于小球由A→C的過程中，由動(dòng)能定理得：解得：(2)小球在C點(diǎn)時(shí)受力分析如圖由牛頓第二定律得：解得：由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍缐毫Γ篘C′=NC=3N14、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上【解析】（1）當(dāng)R0=1Ω時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解電流強(qiáng)度，由平衡條件求解磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，此時(shí)安培力的方向沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小【詳解】（1）當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，根據(jù)