2023年河南南阳市第一中学校物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023年河南南阳市第一中学校物理高二第一学期期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（）A. B.C. D.2、用均匀导线做成的正方形线框边长为0.4m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是（）A.Uab=0.1VB.Uab=-0.1VC.Uab=0.4VD.Uab=-0.4V3、如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）A.电流表读数变小，电压表读数变大B.小灯泡L变暗C.电源的总功率变大D.电容器C上电荷量增加4、关于内能，下列说法正确的是A.理想气体吸热，温度一定升高B.物体动能越大，分子动能越大C.外界对气体做功10J，同时气体放出20J的热量，则气体的内能减少10JD.只有热传递可以改变物体的内能5、图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A.图甲中，A1与L1的电阻值相同B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等6、如图所示，实线表示电场线，虚线表示带正电粒子只受电场力作用的运动轨迹，粒子先经过M点，后经过N点，则（）A.M点的电势高于N点的电势B.M点的电场强度大于N点的电场强度C.粒子在M点的速度大于在N点的速度D.电场力对粒子做负功二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A.带电粒子在磁场中运动周期和交变电流的周期相等B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D.不改变磁场磁感应强度和交变电流的频率，该回旋加速器也能用于加速α粒子8、下列图中，绝缘细绳一端固定在O点，另一端系一个质量为m，带电量为—q的小球。为了使小球能静止在图中所示位置，可以加一个与纸面平行的匀强电场，则所加电场方向符合要求的是（）A. B.C. D.9、如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1Ω，限流电阻R0=4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5V，则A.由上往下看，液体做逆时针旋转B.液体所受的安培力大小为1.5×10-3NC.闭合开关后，液体热功率为0.81WD.闭合开关10s，液体具有的动能是3.69J10、如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷不同的两个粒子a、b（不计重力）以相同的速度沿AB方向射入磁场，并分别从AC边上的PQ两点射出，a粒子的比荷是b粒子比荷的一半，则()A.从Q点射出的粒子的向心加速度小B.从P点和Q点射出的粒子动能一样大C.a、b两粒子带异种电荷D.a、b两粒子在磁场中运动的时间不同三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图1是研究某光电管发生光电效应的电路图,当用频率为的光照射金属K时,通过调节光电管两端电压U,测量对应的光电流,绘制了如图2的I-U图象．当用频率为的光照射金属K时,光电子的最大初动能=________________．已知电子所带电荷量为e,图象中、及普朗克常量h均为已知量12．（12分）利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差．供选择的器材有：A．电流表A（0～0.6A）B．电压表V1（0～3V）C．电压表V2（0～15V）D．滑动变阻器R1（0～20Ω）E．滑动变阻器R2（0～200Ω）F．定值电阻R0=1ΩG．开关一个，导线若干(1)实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______（选填相应器材前的字母）(2)某位同学记录了6组数据，对应的点已经标在坐标纸上.在答题卡中的坐标纸上画出U-I图线______，并根据所画图线可得出干电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω.（结果均保留两位有效数字）四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度14．（16分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小15．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】A项：线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；B项：线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确CD项：线框与磁场平行，穿过线框磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误故选B2、D【解析】根据法拉第电磁感应定律，求出感应电动势的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，再通过闭合电路欧姆定律求出电流以及电势差【详解】题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流产生，把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内电阻为r/2，画出等效电路如图所示则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压，设l是边长，且依题意知：=10T/s．由E=得：；所以有：，由于a点电势低于b点电势，故有：Uab=-0.4V．故选D3、C【解析】首先认识电路的结构：灯泡与变阻器串联，电容器与变阻器并联．当滑动变阻器滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律分析【详解】当滑动变阻器滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知，电流I=增大，电压表的读数U=E-Ir减小．故A错误．灯泡功率P=I2RL，RL不变，I增大，P增大，则灯泡变亮．故B错误．电源的总功率P总=EI，E不变，I增大，P总增大．故C正确．电容器电压UC=E-I（RL+r）减小，电容器电量Q=CUC减小．故D错误．故选C【点睛】本题考查电路动态分析的能力，比较简单．对于电路动态分析往往按“局部→整体→局部”的思路4、C【解析】A.根据热力学第一定律△U=W+Q得物体的内能与做功和热传递有关，故一定质量的理想气体吸热时内能可以不变．温度不一定升高，故A错误；B.物体运动速度与分子热运动的速度或动能无关，分子动能与物体的动能无关，故B错误；C.外界对气体做功10J，同时气体放出20J的热量，则根据热力学第一定律△U=W+Q=10−20=−10J，气体的内能减少10J，故C正确；D.物体内能改变与做功和热传递有关．故D错误故选C5、C【解析】断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，C正确；闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，D错误【点睛】线圈在电路中发生自感现象，根据楞次定律可知，感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况．电流突然增大时，会感应出逐渐减小的反向电流，使电流逐渐增大；电流突然减小时，会感应出逐渐减小的正向电流，使电流逐渐减小6、A【解析】A项：根据沿电场线方向电势越来越低可知，M点的电势高于N点的电势，故A正确；B项：根据电场线的疏密程度表示场强大小，即电场线越密场强越大可知，M点的电场强度小于N点的电场强度，故B错误；C、D项：由于M点电势高于N点的电势，粒子带正电，所以粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，根据能量守恒可知，M点的速度小于N点的速度，电场力做正功，故C、D错误点晴：解决本题关键理解沿电场线方向电势越来越低，电场线的疏密程度表示场强大小，即电场线越密场强越大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AB【解析】回旋加速器的工作原理是带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径。当粒子在磁场中运动时，得A．据加速器的工作原理可知，在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A正确；BC．据可知，粒子的最大速度由D形盒的半径决定，与加速电场的电压无关；且质子的最终速度与半径R相对应，并不能加速到任意值，故B正确，C错误；D．当质子α粒子，在磁场的运动周期发生变化，即在磁场的运动周期与在电场的周期不相等，不满足回旋加速器的工作原理，故D错误。故选AB。8、BD【解析】A．当电场方向向下时，带电小球所受的电场力方向向下，重力方向也向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，A错误；B．当电场方向向上时，带电小球所受的电场力方向上，当细线可以无拉力，小球可以静止在如图位置，B正确；C．当电场方向水平向左，带电小球所受的电场力方向向左，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球不能静止在图中位置，C错误；D．当电场方向水平向右，带电小球所受的电场力水平向右，重力方向向下，根据共点力的平衡条件，小球可以静止在如图位置，D正确。故选BD。9、ABD【解析】在电源外部，电流由正极流向负极；由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向，从而判断出液体的旋转方向；根据闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流值，然后根据安培力的公式计算安培力的大小，根据焦耳定律计算热功率，从而即可求解【详解】A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，A正确；B．电压表的示数为1.5V，则根据闭合电路的欧姆定律：，所以电路中的电流值，液体所受的安培力大小为，B正确；C．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，则液体热功率为，C错误；D．10s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率：，所以闭合开关10s，液体具有的动能是：，D正确【点睛】该题考查电磁驱动，是一道容易出错的题目．容易错的地方是当导电液体运动后，液体切割磁感线将产生反电动势，导电液体的电阻值消耗的电压不等于液体两端的电压！10、AD【解析】A．由两粒子出射点可知，两粒子的半径关系为，由可知，从Q点出射的粒子向心加速度较小，故A正确；B．由，两粒子的质量关系位置，故动能不一定相同，故B错误；C．两粒子的偏转方向相同，由左手定则可知，两粒子的电性相同，且都带正电，故C错误；D．两粒子转过的圆心角相等，由可知，两粒子比荷不同，故运动时间不同，故D正确；故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、【解析】装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数等于Uc时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能，根据光电效应方程EKm=hv-W0，求出逸出功．最后由光电效应方程求出光电子的最大初动能；【详解】由图2可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是Uc时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为：Ekm=e•Uc，根据光电效应方程EKm=hv-W0，则：W0=hv-eUc当用频率为2ν的光照射金属K时，Ek=2hv-W0=hv+eUc12、①.B②.D③.④.1.5⑤.0.14【解析】(1)根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器.(2)根据坐标系内描出的点作出图线，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于等效电源内阻，根据图示图象求出电源电动势与内阻.【详解】(1)一节干电池电动势约为1.5V，电压表应选择B(3V)；因一节干电池的内阻较小，为方便实验操作且让外电压有明显的变化，滑动变阻器应选择总阻值较小的D(20Ω)；(2)根据坐标系内描出的点,用平滑的直线连接各点可得到电源的U-I图象，如图所示：由图示电源U-I图象和可知，图像的纵截距为电源电动势：E=1.5V，图像的斜率表示电源内阻和定值电阻R0构成的