江西省湖口縣第二中學2023-2024學年物理高二第一學期期末考試試題含解析

江西省湖口縣第二中學2023-2024學年物理高二第一學期期末考試試題請考生注意：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。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、如圖所示，電阻R和內阻為r的電動機M串聯(lián)接到電路中，接通開關后，電動機正常工作，設電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2，經過時間t，電流通過電阻R做功W1，產生熱量Q1，電流流過電動機做功W2，產生熱量Q2，則有（）A.B.＜C.Q1=Q2D.W1=W22、兩個可自由移動的點電荷，分別放在A、B兩處，如圖所示，A處電荷帶負電Q1，B處電荷帶正電Q2，且Q2＝4Q1，另取一個可以自由移動的點電荷Q3放在A、B直線上，欲使Q1、Q2、Q3三者均處于平衡狀態(tài)，則（）A.Q3為負電荷，且放于A的左方 B.Q3為負電荷，且放于B右方C.Q3為正電荷，且放于A左方 D.Q3為正電荷，且放于B右方3、如圖所示，一條形磁鐵放在水平地面上，在條形磁鐵的左上方固定一根與磁場垂直的長直導線，當導線中通以圖示方向的電流時（）A.磁鐵對桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用C.磁鐵對桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用D.磁鐵對桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用4、如圖所示，等腰直角三角形OPQ區(qū)域內存在勻強磁場,另有一等腰直角三角形ABC以恒定的速度沿垂直于磁場方向穿過磁場,穿越過程中速度始終與AB邊垂直且保持AC平行于OQ,關于線框中的感應電流,以下說法正確的是:A.開始進入磁場時感應電流最小B.開始穿出磁場時感應電流最大C.開始進入磁場時感應電流沿順時針方向D.開始穿出磁場時感應電流沿順時針方向5、如圖所示，點電荷＋4Q與＋Q分別固定在A、B兩點，C、D兩點將AB連線三等分，現(xiàn)使一個帶負電的粒子從C點開始以某一初速度向右運動，不計粒子的重力，則該粒子在CD之間運動的速度大小v與時間t的關系圖象(如圖所示)可能是()A. B.C. D.6、兩塊水平放置的金屬板,板間距離為d,用導線將兩塊金屬板與一線圈連接,線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場,如圖所示．兩板間有一個帶正電的油滴恰好靜止,則線圈中磁場的磁感應強度B隨時間變化的圖象為()A. B.C. D.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、2018年5月21日，我國發(fā)射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵑橋”，6月14日進入使命軌道-----地月拉格朗日軌道，為在月球背面著陸的嫦娥四號與地球站之間提供通信鏈路．12月8日，我國成功發(fā)射嫦娥四號探測器，并于2019年1月3日成功著陸于與月球背面，通過中繼衛(wèi)星“鵲橋"傳回了月被影像圖，解開了古老月背的神秘面紗．如圖所示，“鵲橋"中繼星處于點上時，會和月、地兩個大天體保持相對靜止的狀態(tài)．設地球的質量為月球的k倍，地月間距為L，拉格朗日點與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”均視為質點，忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力．則“鵲橋”中繼星處于點上時，下列選項正確的是A.“鵲橋”與月球的線速度之比為B.“鵲橋”與月球的向心加速度之比為C.k，L，d之間在關系為D.k，L，d之間在關系為8、如圖1所示，光滑的平行豎直金屬導軌AB、CD相距L，在A、C之間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間abcd矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向上、寬為5d的勻強磁場，磁感應強度為B，一質量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導體棒放在磁場下邊界ab上（與ab邊重合），現(xiàn)用一個豎直向上的力F拉導體棒，使它由靜止開始運動，已知導體棒離開磁場前已開始做勻速直線運動，導體棒與導軌始終垂直且保持良好接觸，導軌電阻不計，F(xiàn)隨導體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示，下列判斷正確的是（）A.導體棒離開磁場時速度大小為B.導體棒經過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為C.離開磁場時導體棒兩端電壓為D.導體棒經過磁場的過程中，電阻R產生焦耳熱為9、如圖所示，勻強磁場分布在平面直角坐標系的整個第I象限內，磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里，一質量為m、電荷量絕對值為q、不計重力的粒子，以某速度從0點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場，運動到A點時，粒子速度沿x軸正方向，下列判斷正確的是A.粒子帶正電B.粒子由O到A經歷的時間為C.若已知A到x軸的距離為d，則粒子速度大小為D.離開第I象限時，粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°10、如圖甲所示，質量的“”形金屬細框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平細桿CD長L=0.20m，處于磁感應強度大小B1=0.1T，方向水平向右的勻強磁場中，有一匝數n=300，面積S=0.01m2的線圈通過開關S與兩水銀槽相連，線圈處于與線圈平面垂直，沿豎直方向的勻強磁場中，其磁感應強度B2隨時間t變化的關系如圖乙所示，t=0.22s時閉合開關S，細框瞬間跳起（細框跳起瞬間安培力遠大于重力），跳起的最大高度h=0.20m，不計空氣阻力，重力加速度，下列說法正確的是A.0~0.10s內線圈中的感應電動勢大小為3VB.開關S閉合瞬間，CD中的電流方向由C到DC.磁感應強度B2的方向豎直向下D.開關S閉合瞬間，通過細桿CD的電荷量為0.03C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，電子射線管位于通電導線ab正下方，該裝置可以演示電子在磁場中的偏轉．若實驗發(fā)現(xiàn)電子束的徑跡向下偏轉，那么導線中電流的方向是___________12．（12分）某學習小組利用如圖所示的裝置測定磁極間的磁感應強度．實驗步驟如下在彈簧測力計下端掛一n匝矩形線圈，將矩形線圈的短邊完全置于障形磁鐵N、S極之間磁場中并使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線______；在電路未接通時，記錄線圈靜止時彈簧測力計的讀數；接通電路開關，調節(jié)滑動變阻器使電流表讀數為1，記錄線圈靜止時彈簧測力計的讀數，F(xiàn)表示的是______用刻度尺測出矩形線圈短邊的長度L；利用上述數據可得待測磁場的磁感應強度______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】AB．設開關接通后，電路中電流為I，對于電阻R，由歐姆定律得：U1=IR，有：I=對于電動機，有U2＞Ir，即有：I＜聯(lián)立可得：＜故A不符合題意，B符合題意；C．根據焦耳定律得電阻產生的熱量為：Q1=I2Rt電動機產生的熱量為：Q2=I2rt由于題目中沒有所電阻相等，則可知熱量不相等，故C不符合題意；D．電流通過電阻R做功為：W1=Q1=I2Rt=U1It電流流過電動機做功：W2=U2It由以上可知做功不相等，故D不符合題意。故選B。2、C【解析】假設Q3放在Q1Q2之間，那么Q1對Q3的電場力和Q2對Q3的電場力方向相同，Q3不能處于平衡狀態(tài)，所以假設不成立設Q3所在位置與Q1距離為r13，Q3所在位置與Q2的距離為r23，要能處于平衡狀態(tài)，所以Q1對Q3的電場力大小等于Q2對Q3的電場力大小即：由于Q2=4Q1，所以r23=2r13，所以Q3位于Q1的左方根據同種電荷排斥,異種電荷吸引，可判斷Q3帶負電故選：C.點睛：由于Q1帶正電荷，Q2帶負電荷，根據同種電荷排斥，異種電荷吸引，要使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，對其Q3受力分析，去判斷所處的位置3、B【解析】條形磁鐵外部磁場由N指向S，根據左手定則知，直導線所受的安培力的方向斜向右下方；根據牛頓第三定律知，條形磁鐵所受直導線的磁場力的方向斜向左上方，可知條形磁鐵有向左的運動趨勢，所受的摩擦力方向向右，磁鐵對桌面的壓力減小。故B正確，ACD錯誤。故選B。4、D【解析】A．感應電流：而E=Blv線框開始進入磁場時有效的切割長度等于AC最長，產生的感應電動勢最大，此時，感應電流最大，故A錯誤B．開始穿出磁場時，有效切割長度逐漸增加，故感應電流最小，故B錯誤。C．開始穿出磁場時，ABC邊切割，由右手定則，可判定部分導體切割磁感線產生的感應電流方向為C到B到A，即感應電流沿順時針方向，故C錯誤。D．由右手定則，可判定部分導體切割磁感線產生的感應電流方向為C到A，即感應電流沿順時針方向，故D正確。故選D5、B【解析】根據點電荷的電場強度公式分析得到D點的場強為零。A．從C到D場強減小，粒子的加速度減小，不可能做勻減速運動，A錯誤；B．若粒子的初速度較大，粒子在CD間做加速度減小的減速運動，運動到D點時速度仍沒有減小到零，通過D點后加速向B運動，因此在CD間只是減速運動，B正確；CD．若粒子的初速度較小，粒子在CD間先向右做加速度減小的減速運動，速度減到零后向左做加速度增加的加速運動，運動的圖像是對稱的，并且最小速度減小到零，CD錯誤。故選B。6、C【解析】由題意可知，小球帶正電，且處于平衡狀態(tài)，即感應電動勢恒定，同時可知上極板帶負電，下極板帶正電，故感應電流是俯視順時針，故感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，根據楞次定律得知，結合圖示可知，根據法拉第電磁感應定律，則磁場正在均勻增加，故C正確，ABD錯誤；故選C【點睛】解決本題的關鍵掌握法拉第電磁感應定律E=n，以及會用楞次定律判端電動勢的方向二、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、AC【解析】“鵲橋”與月球繞地球運動的角速度相同，根據v=ωr可知線速度關系，根據a=ωv可知向心加速度關系；“鵲橋”做圓周運動的向心力等于地球和月球的萬有引力之和；月球繞地球做圓周運動的向心力由地球的引力提供，根據牛頓第二定律列式可求解.【詳解】“鵲橋”與月球繞地球運動的角速度相同，則根據v=ωr可知，“鵲橋”與月球的線速度之比為，選項A正確；根據a=ωv可知，“鵲橋”與月球的向心加速度之比為，選項B錯誤；對“鵲橋”做圓周運動的向心力等于地球和月球的萬有引力之和，則：；對月球：；又，聯(lián)立解得，選項C正確，D錯誤；故選AC.8、ACD【解析】A.設導體棒離開磁場時速度大小為v．此時導體棒受到的安培力大小為：由平衡條件得：由圖2知：聯(lián)立解得：故A正確；B.導體棒經過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為：故B錯誤；C.離開磁場時，由F=BIL+mg得：導體棒兩端電壓為：故C正確；D.導體棒經過磁場的過程中，設回路產生的總焦耳熱為Q．根據功能關系可得：而拉力做功為：電阻R產生焦耳熱為：聯(lián)立解得：故D正確故選ACD【點睛】本題是電磁感應與力學知識的綜合應用，對于這類問題一定要正確分析安培力的大小和方向，要掌握安培力經驗公式，能正確分析能量是轉化的，運用能量守恒定律求焦耳熱9、CD【解析】根據題意作出粒子運動的軌跡如圖所示，根據左手定則判斷知，此粒子帶負電，故A錯誤；根據幾何知識可知，從O點到A點軌跡的圓心角為60°，，B錯誤；由圖可得：，所以．而粒子的軌跡半徑為，聯(lián)立可得，C正確；粒子在O點時速度與x軸正方向的夾角為60°，x軸是直線，根據圓的對稱性可知，離開第一象限時，粒子的速度方向與x軸正方向的夾角為60°，故D正確；【點睛】帶電粒子在勻強磁場中運動時，洛倫茲力充當向心力，從而得出半徑公式，周期公式，運動時間公式，知道粒子在磁場中運動半徑和速度有關，運動周期和速度無關，畫軌跡，定圓心，找半徑，結合幾何知識分析解題，10、BD【解析】A.由圖像可知內，線圈中感應電動勢大小，A錯誤；BC.由題意可知細桿所受安培力方向豎直向上，由左手定則可知電流方向為，由安培定則可知感應電流的磁場方向豎直向上，由圖示圖像可知，在內穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律可得磁感應強度方向豎直向上，故B正確C錯誤；D.對細框由動量定理得，細框豎直向上做豎直上拋運動，電荷量，解得，D正確三、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、由a指向b【解析】電子運動方向從負極流向正極，根據左手定則，四指指向電子運動的反方向，即指向負極，大拇指指向電子偏轉方向，由此得出導線下方磁場方向垂直紙面向里，根據右手螺旋定則可知，導線ab中的電流方向從a指向b點睛：本題考查了左手定則和右手螺旋定則的聯(lián)合應用，注意兩個定則的適用條件，平時加強聯(lián)系，提高熟練程度12、①.垂直②.線圈所受安培力與重力的合力③.【解析】根據共點力平衡即可求得受到的安培力大小，根據左手定則判斷出安培力方向；有求得磁感應強度【詳解】要使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線垂直，這樣能使彈簧測力計保持垂直，方便測出拉力；對線框受力分析知：受重力、安培力、彈簧的拉力，三力平衡，