三湘名校教育联盟2023-2024学年高二物理第一学期期末综合测试试题含解析

三湘名校教育联盟2023-2024学年高二物理第一学期期末综合测试试题考生须知：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、有一个电风扇,额定电压为U，额定功率为P，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A.B.C.D.2、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为()A.1∶2 B.2∶1C.1∶ D.1∶13、了解物理规律的发现过程，学会象科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法中正确的是（）A.安培提出了著名的分子电流假说B.法拉第发现了电流热效应的规律C.特斯拉发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.奥斯特最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式4、如图所示，16个电荷量均为+q（q>0）的小球（可视为点电荷），均匀分布在半径为R的圆周上．若将圆周上P点的一个小球的电量换成-2q，则圆心O点处的电场强度的大小为A. B.C. D.5、一电荷量为＋q的试探电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该试探电荷换为电荷量为-2q的试探电荷，则A点的电场强度E为（）A.，方向与F相反 B.，方向与F相同C.，方向与F相反 D.，方向与F相同6、如图所示，在高速公路的紧急停车带上，一辆刹车失灵的大货车动力关闭后以一定的速度冲上斜坡．在货车开始上冲到停止的过程中，下列说法正确的是A.合外力对货车做负功 B.合外力对货车做正功C.重力对货车做正功 D.摩擦力对货车做正功二、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、光滑绝缘曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y=x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=a的直线（图中的虚线所示），一个质量为m的小金属球从抛物线上y=b（b＞a）处沿抛物线自由下滑，忽略空气阻力，重力加速度值为g．则（）A.小金属球沿抛物线下滑后最终停在O点B.小金属球沿抛物线下滑后对O点压力一定大于mgC.小金属球沿抛物线下滑后每次过O点速度一直在减小D.小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量是mg（b﹣a）8、如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出()A.N点的电势高于M点的电势B.粒子在N点的电势能比在M点的电势能大C.粒子在M点的速率小于在N点的速率D.粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大9、如图所示，劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4．物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为．则（）A.撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B.撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为C.物体做匀减速运动的时间为D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为10、平行板电容器内有竖直向下的匀强电场，三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的油滴A、B、C，从极板左侧以相同的水平速度v0先后沿中线射入两板间，分别落到极板上的位置如图所示，则下列说法正确的是（）A.三个油滴在电场中运动的时间相等B.油滴A带正电，B不带电，C带负电C.三个油滴机械能都增大D.三个油滴在电场中加速度aA>aB>aC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）如图所示，平行金属导轨与水平面成倾角θ，匀强磁场垂直导轨平面向上，一根通有恒定电流的导体棒ab垂直导轨放置，并与导轨保持良好接触，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。刚开始导体棒静止在导轨上，当磁感应强度减小为B1时，导体棒恰好不下滑。求:（1）试说明导体棒ab中电流的方向；（2）当磁感应强度多少时，导体棒恰好不上滑？12．（12分）某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d，示数如图．由图可读出l=_________cm，d=__________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，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．电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为；由于是非纯电阻电路，故，故，故A错误；BD．由于，，故，B正确D错误；C．电风扇的功率为P，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，所以产生的热量：，C错误；故选B。2、A【解析】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转。而，知两个电子的周期相等。正电子与y轴正方向以30°入射，从y轴离开磁场时，速度方向与y轴的夹角为30°，则轨迹对应的圆心角为60°，正电子在磁场中运动时间为同理，负电子电子从x轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与x轴的夹角为60°，则负电子速度的偏向角为θ2=120°，其轨迹对应的圆心角也为120°，则负电子在磁场中运动时间为所以正电子与负电子在磁场中运动时间之比为t1：t2=1：2A.1∶2与分析相符，故A正确。B.2∶1与分析不符，故B错误。C.1∶与分析不符，故C错误。D.1∶1与分析不符，故D错误。3、A【解析】A．安培提出了著名的分子电流假说，选项A正确；B．焦耳发现了电流热效应的规律，选项B错误；C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，选项C错误；D．洛伦兹最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式，选项D错误。故选A。4、C【解析】圆周上均匀分布的16个都是电量为+q的小球，由于圆周的对称性，圆心处场强为0，则知P处q在圆心处产生的场强大小为E1=k，方向水平向左，可知其余15个+q在圆心处的场强E2=E1=k，方向水平向右，图中-2q在圆心处产生的场强大小E3=k，方向水平向右．根据电场的叠加有：E2+E3=E，则得E=，故选C【点睛】该题考查了场强叠加原理和点电荷场强的公式还有对称性的认识．注意场强是矢量，叠加时满足平行四边形法则.5、B【解析】电荷量为q的正电荷位于电场中的A点，受到电场力为F，则知A点电场强度E的大小为方向与F方向相同。电场强度反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关。可知，将试探电荷换为电荷量为-2q，A点的场强大小仍然是，方向与F方向相同，故选B。6、A【解析】在货车开始上冲到停止的过程中，受到的合力与运动的位移方向相反，故合力做负功，故A正确，B错误；在货车开始上冲到停止的过程中，重力的方向与位移的方向夹角大于90°，做负功，故C错误；摩擦力的方向与位移的方向相反，做负功，故D错误；故选A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】A．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，故A错误；B．小金属球沿抛物线下滑后在最低点O只受到重力和支持力的作用，合力提供向心力，加速度的方向向上，所以对轨道的压力一定大于mg，故B正确；C．圆环机械能不再减小时，最终在直线y=a以下来回摆动，之后每次过O点速度不再减小，故C错误；D．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量等于减少的机械能，即故D正确。故选BD。第II卷（非选择题8、AB【解析】粒子带正电，由运动轨迹可知，电场力的方向指向右下方即电场线的方向指向右下方，根据电场的性质“顺着电场线的方向电势降落”可知N点的电势高于M点的电势，A选项正确；电场力做负功，电势能增加，B选项正确；电场力做负功，动能减小，C选项错误；根据电场线或等势面的疏密表电场强弱可知，D选项错误9、BD【解析】A．撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A错误；B．刚开始时，由牛顿第二定律有：解得：B正确；C．由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得：将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则：联立解得：，C错误；D．当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有解得，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：D正确。故选BD。10、BD【解析】A．三个油滴在水平方向上做匀速直线运动，根据运动学公式：油滴的水平位移不同，运动的时间不同，A错误；BD．三个油滴的竖直高度相同：加速度越大，时间越短，落点越靠近入射点，根据电场线方向和落点位置可知油滴A带正电，B不带电，C带负电，根据牛顿第二定律：可知三个油滴在电场中加速度：aA>aB>aCBD正确；C．A油滴电场力做正功，电势能减小，机械能增大，B油滴不带电，只有重力做功，机械能守恒，C油滴电场力做负功，电势能增大，机械能减小，C错误。故选BD。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）从a到b；（2）。【解析】（1）当磁场增大时，导体棒会上滑，即导体棒受到的安培力沿导轨平面向上，所以导体棒中电流方向为从a到b；（2）设棒中电流为I，导轨间距为L当磁感应强度为B1时，导体棒恰好不下滑，有：B1IL=mg(sinθ-μcosθ)当磁感应强度为B2时，导体棒恰好不上滑，有：B2IL=mg(sinθ+μcosθ)解得：12、①.2.25②.6.860【解析】游标卡尺的读数x=22mm+0.1mm×5=22.5mm=2.25cm；螺旋测微器的读数y=6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm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、(1)(2)3N【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：解得：(2)小球在C点时受力分析如图由牛顿第二定律得：解得：由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：NC′=NC=3N14、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据