2024届河南省郑州市中原区第一中学物理高二上期末质量检测试题含解析

2024届河南省郑州市中原区第一中学物理高二上期末质量检测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值应为（）A. B.C. D.2、下列说法中正确的是()A.在电场中，电场强度大的点，电势必定高B.电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大C.电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快D.一带电粒子只受电场力作用电场中运动时，电势能一定变化3、用伏安法测电阻R，按图中甲图测得的结果为R1，按乙图测得为R2，若电阻的真实值为R，则()A.R1＞R＞R2B.R1＜R＜R2C.R＞R1，R＞R2D.R1＝R＝R24、如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则()A.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到dB.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到bC.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到dD.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b5、如图，一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度v0，在以后的运动中下列说法正确的是（）A.圆环可能做匀减速运动B.圆环不可能做匀速直线运动C.圆环克服摩擦力所做的功可能为D.圆环克服摩擦力所做的功不可能为6、如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的高。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（）A.，负 B.，正C.，负 D.，正二、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、关于匀强磁场中的运动电荷，下列说法正确的是（）A.电荷一定受到磁场力 B.电荷可能不受磁场力C.若电荷仅受磁场力，则速度一定不变 D.若电荷仅受磁场力，则动能一定不变8、如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A.电路的电流为2AB.电动机的输出功率为12WC.电动机的热功率为2.0WD.整个电路消耗的电功率为22W9、如图所示，矩形区域内有水平方向的匀强电场，一个带负电的粒子从A点以某一速度vA射入电场中，最后以另一速度vB从B点离开电场，不计粒子所受的重力，A、B两点的位置如图所示，则下列判断中正确的是（）A.电场强度的方向水平向左B.带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能C.粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处为A点D.粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处为B点10、如图所示，两条粗糙平行导轨间的距离是0.5m，导轨与2Ω的电阻连接，水平固定放置在桌面上，导轨一部分位于有理想边界的磁场中，磁场垂直导轨平面向下．质量为0.2kg的金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，导轨以及金属杆的电阻可忽略不计．在t0＝0时刻，给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F，金属杆由静止开始运动，在t1＝10s时，以速度v1＝4m/s进入匀强磁场，且恰好做匀速运动，在t2＝15s时刻，撤去拉力F，与此同时磁感应强度开始逐渐减小，金属杆中不再有感应电流，金属杆匀减速运动到t3＝20s时停止，下面说法正确的是（）A拉力F＝0.08NB.t1～t2时间内磁感应强度0.4TC.回路磁通量的最大值为4WbD.t2～t3时间内磁感应强度随时间均匀减小三、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）某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由图线可知弹簧的原长x0=______cm，劲度系数k=________N/m12．（12分）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图甲所示读数是________mm。用游标卡尺测量一小球的直径，如图乙所示的读数是____mm。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）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14．（16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L15．（12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

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、A【解析】若磁感应强度竖直向上，根据左手定则可知安培力水平向右，根据平衡条件若磁感应强度垂直斜面向上，根据左手定则可知安培力沿斜面向上，根据平衡条件则A正确，BCD错误。故选A。2、C【解析】A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误；B、正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，负电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越小；故B错误；C、电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快．故C正确D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能不一定变化，如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化，故D错误点睛：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系3、A【解析】甲图接法：电压表的示数为R两端的电压和安培表两端的电压之和，即U=UR+UA

电流表的示数I是通过R的真实值，则

故R1＞R；乙图接法：电流表的示数为通过电阻的电流和电压表的电流之和，即I=IR+IV

电压表的示数U是R两端电压的真实值，则

故R＞R2则得R1＞R＞R2；A．R1＞R＞R2，与结论相符，选项A正确；B．R1＜R＜R2，与结论不相符，选项B错误；C．R＞R1，R＞R2，与结论不相符，选项C错误；D．R1＝R＝R2，与结论不相符，选项D错误；4、A【解析】当MN匀速运动时，MN相当于电源．由右手定则判断电流的方向．再根据闭合电路欧姆定律求出MN两端电压的大小当MN沿导轨方向以速度v匀速运动运动时，由法拉第电磁感应定律得：，由闭合电路欧姆定律可得：MN两端电压大小为，由右手定则可知流过固定电阻R的感应电流由b到d．故选A5、C【解析】分情况对圆环受力分析，第一种情况圆环受到向下的重力，向上的支持力、向上洛伦兹力、水平向左的摩擦力，圆环受到的洛伦兹力变小，支持力变大，摩擦力增大，圆环做加速度增大的减速运动，最后速度减为零；第二种情况支持力为零，圆环受到的摩擦力为零，这种情况下圆环做匀速直线运动。第三种情况随着速度减小，支持力减小，摩擦力减小，此时圆环做加速度减小的减速运动，当支持力减为零后做匀速运动。由以上分析可知圆环可能做匀速运动或变减速运动，不可能做匀减速运动，故A错误；B．由受力分析第二种情况可知圆环可能不受摩擦力作用，合力为零，这种情况下圆环做匀速直线运动，故B错误；C．由受力分析第一种情况可知当圆环受到向上的支持力，圆环做加速度逐渐增大的减速运动，最后速度减为零，由动能定理可得圆环克服摩擦力所做的功为，故C正确。D．由受力分析第三种情况可知当圆环受到向下的支持力时，圆环做加速度逐渐减小的减速运动，当支持力减为零时开始做匀速直线运动，由平衡关系可得设克服摩擦力做功为W，由动能定理可得解得圆环克服摩擦力所做的功为，故D错误。故选择C选项。6、D【解析】若运动电荷为负电荷，则由左手定则可判断出，上表面的电势比下表面低，故该导电材料的运动电荷为正电荷。当通有稳恒电流时，运动电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，故又因为联立两式得故选D。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、BD【解析】AB．洛伦兹力的大小：为速度与磁感应强度的夹角，当时，，当时，所以运动的电荷在磁场中不一定受到磁场力，A错误，B正确；CD．根据左手定则可知洛伦兹力方向始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力只改变速度方向不改变速度大小，所以电荷仅受洛伦兹力，速度改变，动能一定不变，C错误，D正确。故选BD。8、AC【解析】A．因灯泡正常发光，则电路的电流为故A正确；BC．电动机的热功率则电动机的输出功率故B错误，C正确；D．整个电路消耗的功率故D错误。故选AC。9、BD【解析】A．粒子在电场中向左偏转，所受的电场力水平向左，而粒子带负电荷，故电场强度的方向水平向右，A错误；B．从到，电场力先做负功，后做正功，电场力为恒力，做负功的位移小于做正功的位移，所以电场力做的总功为正功，故粒子的电势能减小，则粒子在点的电势能大于在点的电势能，B正确；C．粒子电场力水平，将初速度分解为水平和竖直向下的分速度，故水平方向向右匀减速、再向左匀加速，竖直方向向下匀速，轨迹的最右端在点的右侧，即电场力做负功的最大位移处在A点的右侧，所以电势能最大位置在点右侧，C错误；D．粒子在电场中运动过程，仅受电场力做功，电势能和动能总和保持不变，相互转化，到达点时电场力做正功最大，电势能最小，动能最大，D正确。故选BD。10、BC【解析】根据金属杆的受力情况，由牛顿第二定律列方程，由加速度定义式求出求出金属杆的加速度，然后求出拉力F；应用安培力公式求出安培力，然后应用平衡条件求出磁感应强度；当穿过回路的磁通量不变时不产生感应电流，据此求出磁感应强度的变化规律详解】由加速度定义式可知，加速度大小：，，在0﹣10内，金属杆做匀加速直线运动，杆没有进入磁场，由牛顿第二定律得：F﹣μmg＝ma1，由题意可知，15s末撤去拉力，没有感应电流，杆不受安培力作用，杆所受的合外力为滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：μmg＝ma2，代入数据解得：F＝0.24N，故A错误；在t1～t2内，金属杆做匀速直线运动，速度：v＝4m/s，金属杆受到的安培力：，金属杆做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，代入数据解得：B0＝0.4T，故B正确；15﹣20s内不产生感应电流，穿过回路的磁通量保持不变，金属杆在10﹣15s内的位移：d＝vt＝4×5＝20m，磁通量最大值：Φ＝B0Ld＝0.4×0.5×20＝4Wb，故C正确；在15s后的金属杆的加速度：a＝a2＝0.8m/s2，金属杆的位移：x＝v1（t﹣15）﹣a（t﹣15）2＝4（t﹣15）﹣0.4（t﹣15）2，磁通量保持不变，则：B0Ld＝BL（d+x），解得：，故D错误．所以BC正确，AD错误【点睛】电磁感应与力学相结合的综合题三、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、①.（1）4；②.（2）50【解析】弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=k△x求解劲度系数；【详解】弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为8N时，弹簧的长度为20cm，伸长量为16cm；根据胡克定律F=k△x，有：；12、①.1.842②.42.40【解析】[1]螺旋测微器的读数为故读数为1.842m