2024届湖北武汉市华中师大一附中物理高二上期末质量检测试题含解析

2024届湖北武汉市华中师大一附中物理高二上期末质量检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、在如图所示的电路中，电源的内电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，电流表的内阻不计，闭合开关后，电流表的示数I=0.3A．电源的电动势E等于A.1V B.2VC.3V D.5V2、有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图．a、b的连线水平，c是ab的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点产生磁场的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是A.B1+B2，方向竖直向下B.B1－B2，方向竖直向上C.+B2，方向竖直向上D.－B2，方向竖直向下3、如图所示，竖直放置的带有一定电量的平行板电容器，板电势高于板电势，两极板间距为。质量为、带电荷量为的微粒，从板的边缘以初速度射入电场，沿与水平方向夹角为60°的直线从板的边缘射出，设重力加速度为。则A.两极板间的电势差为 B.微粒的动能减少C.微粒的电势能减少 D.微粒的机械能减少4、如图所示，将一带正电的点电荷沿电场线方向从A点移动到B点，下列说法正确的是()A.静电力做正功，电势能增加B.静电力做负功，电势能增加C.静电力做正功，电势能减少D.静电力做负功，电势能减少5、在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为A. B.C.[] D.[]6、两根长直通电导线互相平行，电流方向相反，它们的截面处于一个等边三角形ABC的顶点A和B处，如图所示。两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（）A.2B B.BC.0 D.B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、如图所示，由某种粗细均匀的总电阻为6R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（）A.PQ中电流先减小后增大B.拉力的功率先增大后减小C.线框消耗的电功率先减小后增大D.bc边通过的电流一直增大8、如图，有一矩形区域abcd，水平边ab长为，竖直边ad长为h=1m。质量均为m、带电量分别为+q和-q的两粒子，.当矩形区域只存在场强大小为E=10N/C、方向竖直向下的匀强电场时，+q由a点沿ab方向以速率进入矩形区域，轨迹如图。当矩形区域只存在匀强磁场时-q由c点沿cd方向以同样的速率进入矩形区域，轨迹如图。不计重力，已知两粒子轨迹均恰好通过矩形区域的几何中心。则（）A.由题给数据，初速度可求B.磁场方向垂直纸面向外C.-q做匀速圆周运动的圆心在b点D.两粒子各自离开矩形区域时的动能相等。9、如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处固定一带电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷所受的电场力，Ep表示点电荷在a点的电势能。现将B板稍微向下移动，使两板间的距离增大，则（）A.电容C减小B.F增大C.φa增大，Ep增大D.电流计中有电流由Q流向P10、分别用波长为和的光照射同一种金属,产生的光电子最大速度之比为2∶1,普朗克常量和真空中光速分别用和表示,那么下列说法正确的有()A.该种金属的逸出功为B.该种金属的逸出功为C.波长超过的光都不能使该金属发生光电效应D.波长超过的光都不能使该金属发生光电效应三、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）某实验小组同学发现给定的电压表（0～3V）量程偏小，因此决定改装电压表，将量程扩大为原来的两倍（1）同学们先用多用电表的欧姆档粗略测量电压表的内阻，如图甲所示．将选择开关旋至倍率“×100”档，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的______接线柱（选填“＋”或“－”），测量结果如图乙所示，电压表的内阻为_____Ω（2）该实验小组为了能够精确测定该电压表的内阻，除待测电压表V外，实验室还提供了一些可选用的器材：电流表A1(量程200μA)、电流表A2(量程1.0mA)、电流表A3(量程0.6A)、滑动变阻器R(最大阻值200Ω)、电源E(电动势4V)、开关S．所提供的电流表中，应选用_______接入电路；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，该实验小组设计了下列两种实验电路图，你认为正确的是______（选择“丙”或“丁”）（3）若测得电压表的内阻为4200Ω，现将其改装成0~6V量程的电压表，需要_____（填“串联”或“并联”）阻值为_______Ω的电阻12．（12分）电流表G1的量程为0～5mA，内阻r＝290Ω，把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表.电流档小量程为0～10mA，大量程为0～100mA；电压档小量程为0～10V，大量程为0～25V.(1)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时开关S端是与“6”相连的，则此多用电的表读数为_____.(2)已知图甲中的电源E的电动势为15V，当把开关S接到位置4，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该档测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G1满偏刻度的处，则该电阻的阻值为_____kΩ.(3)此多用电表的表笔A为_____（“红色”或“黑色”），图中电阻R5＝_____Ω.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、C【解析】根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势，故选项C正确，ABD错误点睛：闭合电路欧姆定律反映了电路中电流与整个电路的电动势和总电阻的关系2、D【解析】设a处导线在d点的磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．根据通电直导线产生的磁场磁感应强度与电流成正比，a处导线在c点的磁感应强度的大小为3B，方向竖直向下．由题,两条长直导线恒定电流大小相等，则得到b处导线在c两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向下．b处导线在d两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向上．则根据磁场叠加得，联立解得方向竖直向下，故ABC错误，D正确3、D【解析】A．根据受力分析图可知解得选项A错误；B．由动能定理：得：即微粒的动能减少，B错误；C．由于则电势能增加，C错误；D．根据能量守恒定律知微粒的电势能和机械能之和保持不变，电势能增加，机械能减小，D正确。故选D。4、C【解析】带正电点电荷所受的电场力方向从A到B，该点电荷沿电场从A点移动到B点，电场力方向与位移方向相同，则电场力做正功，电势能减少．故选C.5、D【解析】考查洛伦兹力，动能定理。【详解】如图，受力分析：当速度较小时，洛伦兹力小于重力，受力分析如图：由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：支持力增大，摩擦力增大，减速运动加速度增大，直到速度减为0，由动能定理：即带电球体克服摩擦力所做的功为，B选项可能；当速度达到某个值，使洛伦兹力等于重力，受力分析如图：即当：解得时，摩擦力为零，小球做匀速直线运动，带电球体克服摩擦力所做的功为零，A选项可能；当速度较大时，洛伦兹力大于重力，受力分析如图：由于摩擦力的作用，小球减速，洛伦兹力继续减小，由：可知，压力减小，当速度减小到时，摩擦力为0，不再减速，由动能定理：即带电球体克服摩擦力所做的功：，C选项可能；所以四个选项中，不可能的是D选项。故选D。6、B【解析】根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向左，则磁场在C处相互叠加，根据几何关系知合磁感强度为B。故选B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、AD【解析】根据数学知识可知，当PQ位于中点时，外电阻最大，最大值为A．导体棒由靠近ad边向bc边匀速滑动的过程中，产生的感应电动势E=BLv，保持不变，外电路总电阻先增大后减小，则总电流先减小后增大，由欧姆定律分析得知PQ中的电流先减小后增大，故A正确；B．导体棒匀速运动，PQ上外力的功率等于回路的电功率，而回路的总电阻先增大后减小，由分析得知，PQ上拉力的功率先减小后增大，故B错误；C．线框作为外电路，总电阻最大值为从最左端达到中间位置的过程中，导体棒PQ上的电阻先大于线框的外电阻、达到某位置时等于线框外电阻、再移动一端距离小于线框外电阻，运动到中间外电阻最大，根据对称性可知，从中间向最右端运动过程中，电阻先一直减小；根据闭合电路的功率的分配关系与外电阻的关系可知，当外电路的电阻值与电源的内电阻相等时外电路消耗的电功率最大，所以可得线框消耗的电功率先增大后减小、再增大再减小，故C错误；D．导体棒由靠近ad到运动到中间位置的过程中，外电路的电阻增大，所以外电路的电压增大，而bc所在支路电阻减小，根据欧姆定律可知，通过bc的电流增大，当导体棒由中间位置向bc运动时，外电路的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流不断增大，而bc的电阻不断减小，根据并联电流电流和电阻成反比可知，bc的电流也不断增加，故D正确。故选AD。8、AC【解析】A．因为粒子通过矩形区域的几何中心，可知沿电场方向上的距离，垂直电场方向上的距离，根据，可以求出初速度的大小，A正确；B、-q由c点沿cd方向以同样的速率v0进入矩形区域，根据洛伦兹力的方向，结合左手定则知，磁场方向垂直纸面向里，B错误；C、因为圆周运动的轨迹经过矩形区域的几何中心，设中心为0，根据几何关系知，，可知矩形区域几何中心到b点的距离等于bc的距离，知b点为圆周运动的圆心，C正确。D、电荷在电场中做类平抛运动，速度增大，在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，可知离开区域区域时动能不等，D错误；故选AC。9、AD【解析】A．电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压U保持不变，随B极板下移两极板之间的距离增大，根据知，电容C减小，故A正确；D．根据知，电荷量Q减小，电路中存在放电电流，电流方向从Q到P，故D正确；B．根据可知两极板之间的电场强度E减小，故点电荷所受电场力F=qE减小，故B错误；C．由于电场强度E减小，故UAa减小，由于UAB=UAa+UaB所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即φB=0，又UaB=φa-φB所以φa=UaB变大，因a处是负点电荷，则它的电势能会变小，故C错误。故选AD。10、AD【解析】根据爱因斯坦光电效应方程，mv02＝hγ−W0，结合γ＝，并依据发生光电效应现象的条件，即可求解【详解】由题意可知，由爱因斯坦光电效应方程，mv02＝hγ−W0，与γ＝，可列出两个方程，即为mv02＝h−W0；mv0′2＝h−W0；由于v0=2v0′，解得：，故A正确，B错误；根据发生光电效应现象的条件，，即λ0≤3λ，即可发生光电效应现象，故C错误，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、①.－②.4000③.A2④.丙⑤.串联⑥.4200【解析】（1）[1][2]红表笔内部接电源的负极，则测量时红表笔应接电压表的“－”接线柱，测量结果电压表的内阻为40×100Ω=4000Ω（2）[3][4]电源电动势4V，则电路中可能出现的最大电流为则电流表选择A2；为了尽量减小误差，要求测量多组数据，则正确的电路是选择丙。（3）[5][6]改装成电压表要串联分压电阻，量程扩大一倍，则电压表的内阻变为原来的2倍，即串联电阻大小为4200Ω.。12、①.20.0V（19.8～20.2）②.6③.红色④.29【解析】(1)[1]开关S端与“6”相连，作为大量程电压表使用，量程为0～25V，根据电压表读数规则可知，多用电表读数为20.0V；(2)[2]分析多用电表内部结构，开关S端与“4”相连，则作为欧姆表使用，此时干路电流最大为Im＝10mA，则根据闭合电路欧姆定律可知，EE＝Imr内联立解得Rx＝6kΩ；(3)[3]电流从红表笔流入电表，故多用电表的表笔A为红表笔.[4]当开关S端接“1”时，电流挡的量程为0～100mA，根