山东省巨野县第一中学2023-2024学年物理高二第一学期期末预测试题含解析

山东省巨野县第一中学2023-2024学年物理高二第一学期期末预测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、图中MN是某电场中的一条水平电场线．一带正电粒子射入此静电场中后，沿轨迹ABC运动（B在电场线上）．下列说法中正确的是A.B.粒子在B点受电场力方向水平向左C.粒子一定做匀变速曲线运动D.粒子在A点的电势能比在C点的电势能大2、灯绳将电灯悬挂在天花板下，下述两个力中是作用力和反作用力的是（）A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力B.电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力3、科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N极逆时针转过60°（如图所示的虚线），设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为（）A.2B B.BC.B D.4、如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻和是半径都为的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域中磁场的磁感应强度随时间按变化,中磁场的磁感应强度恒为一质量为电阻为长度为L的金属杆AB穿过区域的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止,则A.通过金属杆的电流大小为B.整个电路的热功率C.定值电阻的阻值为D.通过金属杆的电流方向为从A到B5、如图所示，直角三角形的AB边长为L，∠C为30°，三角形所围区域内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从A点沿AB方向以速度v0射入磁场，要使粒子不从BC边穿出磁场，则下列说法正确的是A.磁感应强度的最小值为B=B.磁感应强度的最小值为B=C.粒子在磁场中运动的最长时间为t=D.粒子在磁场中运动的最长时间为t=6、如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴以角速度匀速转动，外接电阻为R,线圈从图示位置转过的过程中，下列说法正确的是A.通过电阻R的电荷量B.通过电阻R的电荷量C.电阻R上的热功率D.从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为二、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，同一竖直面内的正方形导线框的边长均为，电阻均为，质量分别为和．它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为、方向垂直竖直面的匀强磁场区域．开始时，线框的上边与匀强磁场的下边界重合，线框的下边到匀强磁场的上边界的距离为．现将系统由静止释放，当线框全部进入磁场时，两个线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A.两个线框匀速运动时的速度大小为B.线框从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间C.从开始运动到线框全部进入磁场的过程中，线框所产生的焦耳热为D.从开始运动到线框全部进入磁场过程中，两线框共克服安培力做功为8、如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是()A.Q1、Q2的电荷量之比为B.Q1、Q2的电荷量之比为C.Q1、Q2的质量之比为D.Q1、Q2的质量之比为9、如图1所示，光滑的平行竖直金属导轨AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间abcd矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为5d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合），现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图2所示，下列判断正确的是（）A.导体棒离开磁场时速度大小为B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为C.离开磁场时导体棒两端电压为D.导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为10、如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻r=1Ω，电路中另一电阻R=9Ω，直流电压U=180V，理想电压表示数UV=135V，电动机正以v=1m/s匀速竖直向上提升某重物，g取10m/s2，下列判断正确的是（）A.通过电动机的电流是18AB.输入电动机的电功率是675WC.电机的输出功率是25WD.重物的质量是65kg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）某同学用图1所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：电流表：A1（量程100mA，内阻约2Ω）；A2（量程06A，内阻约0.3Ω）；电压表：V1（量程5V，内阻约5kΩ）；V2（量程15V，内阻约15Ω）；电源：E1（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）；E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）滑动变阻器：R1（最大阻值约为100Ω），R2（最大阻值约为10Ω），电键S，导线若干（1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_____，电压表_____，滑动变阻器_____，电源_____．（填器材的符号）（2）根据实验数据，计算并描绘出R﹣U的图象如图2所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_____；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_____，灯泡实际消耗的电功率为_____（3）根据R﹣U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的_____12．（12分）读数，甲为游标卡尺，乙为螺旋测微器（1）图甲游标卡尺的读数为____________________（2）图乙螺旋测微器的读数为__________________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】根据粒子偏转方向得到电场力方向，进而得到电场线方向，从而得到电势大小关系；再根据粒子受力情况判断粒子运动情况【详解】B、粒子受力方向沿电场线方向，且指向粒子运动轨迹凹的一侧，故粒子在B点受电场力方向向左，故B正确；A、粒子带正电，粒子在B点受电场力方向向左，故电场线方向左，又有：沿着电场线电势降低，故，故A错误；C、只有一条电场线，不能得到静电场为匀强电场，故粒子受力不一定恒定，那么，粒子不一定做匀变速运动，故C错误；D、只有一条电场线，故不能判断A、C两点电势大小关系，故粒子在这两点电势能大小不能判断，故D错误；故选B【点睛】带电粒子在匀强电场中受到的电场力恒定，故一般通过受力分析（或运动分析），由牛顿第二定律，通过加速度得到运动情况（或受力情况）2、B【解析】A．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力，这两个力都作用在电灯上，这两个力是一对平衡力，不是作用力和反作用力，A错误；B．电灯拉悬绳的力的受力物体是悬绳，施力物体是电灯；悬绳拉电灯的力受力物体是电灯，施力物体是悬绳，这一对力是作用力和反作用力，B正确；C．悬绳拉天花板的力受力物体是天花板，施力物体是悬绳；电灯拉悬绳的力受力物体是悬绳，施力物体是电灯，这一对力涉及三个物体，不是作用力和反作用力，C错误；D．悬绳拉天花板的力受力物体是天花板，施力物体是悬绳；电灯的重力受力物体是电灯，施力物体是地球，这一对力涉及到四个物体，不是作用力和反作用力，D错误。故选B。3、C【解析】由题磁矿所产生的磁场使原来指向正北的N极逆时针转过60°，根据三角形定则可知：磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时方向与图中虚线垂直，则最小值为Bsin60°＝B故C正确，ABD错误。4、B【解析】A、对金属杆，根据平衡方程得：mg＝B2I•2a，解得：I，故A错误；B、整个电路中产生的热功率为：P＝EI．故B正确；C、由法拉第电磁感应定律，则有：回路中产生的感应电动势为：E•πa2＝kπa2；且闭合电路欧姆定律有：I，又I，解得：Rr．故C错误；D、区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1＝b+kt（k＞0）变化，可知磁感强度均匀增大，穿过整个回路的磁通量增大，由楞次定律分析知，通过金属杆的电流方向为从B到A．故D错误5、C【解析】粒子在磁场中做圆周运动，根据题意作出粒子临界运动轨迹，求出粒子临界轨道半径，应用牛顿第二定律求出磁感应强度的最小值；根据粒子在磁场中转过的最大圆心角求出粒子在磁场中运动的最长时间.【详解】A、B、粒子恰好不从BC射出时运动轨迹如图所示：图中四边形ABDO是正方形，故圆周的半径为：r=L，粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：，解得：，粒子不从BC边射出：，故A、B错误；C、D、粒子从AC边射出磁场时在磁场中转过的圆心角最大为：120°，粒子在磁场中运动时间最长，粒子在磁场中的最长运动时间：，故C正确，D错误；故选C.【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题意分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提，应用牛顿第二定律与周期公式可以解题.6、B【解析】AB．求流过电阻的电量要用平均值：磁通量的变化量为通过电阻的电量为联立解得故A错误，B正确；C．产生交流电的电压有效值为电流为电阻R上的热功率故C错误；D．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为故D错误。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、ABC【解析】当b刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，分别对两线框列平衡方程，可得线框受到安培力大小，继而求得感应电流大小，根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律可得系统匀速运动的速度大小，即可求得线框通过磁场的时间；当左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离时，两线框等高，根据能量守恒得系统机械能的减少等于产生的总焦耳热；根据功能关系求解两线框组成的系统克服安培力做的功；【详解】A、设两线框刚匀速运动的速度为v，此时轻绳上的张力为T，则对a有：，对b有：，，，联立解得：

，故A正确；B、线框a从下边进入磁场后，线框a通过磁场时以速度v匀速运动，设线框a通过磁场的时间为t，则：，故B正确；C、从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a只在a匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q，由功能关系可得：，所以：，故C正确；D、设两线框从开始运动至a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动的距离，对这一过程，由能量守恒定律有：，解得：，故D错误；故选ABC8、BD【解析】A、点电荷Q恰好静止不动，因此根据库仑定律和二力平衡有：=，所以Q1、Q2的电荷量之比为=，故A错误，B正确；C、Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线，Q1、Q2的角速度相同，根据牛顿第二定律有：m12r1=m22r2，所以Q1、Q2的质量之比为=，故C错误，D正确9、ACD【解析】A.设导体棒离开磁场时速度大小为v．此时导体棒受到的安培力大小为：由平衡条件得：由图2知：联立解得：故A正确；B.导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为：故B错误；C.离开磁场时，由F=BIL+mg得：导体棒两端电压为：故C正确；D.导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为Q．根据功能关系可得：而拉力做功为：电阻R产生焦耳热为：联立解得：故D正确故选ACD【点睛】本题是电磁感应与力学知识的综合应用，对于这类问题一定要正确分析安培力的大小和方向，要掌握安培力经验公式，能正确分析能量是转化的，运用能量守恒定律求焦耳热10、BD【解析】（1）根据欧姆定律求出通过R的电流；（2）电动机的输入功率为P1=U2I；（3）电动机内电阻的发热功率为P2=I2r，输出的机械功率为P3=P1﹣P2．由公式P3=Fv=mgv求解物体的质量【详解】A、通过R的电流为：I==A=5A；故A错误；B、电动机的输入功率为：P1=U2I=135×5W=675W；故B正确；C、电动机内电阻的发热功率为：P2=I2r=52×1W=25W，输出的机械功率为：P3=P1﹣P2=（675﹣25）W=650W；故C错误；D、P3=Fv=mgv解得：m==65kg，故D正确；故选BD【点睛】本题考查了机械公式和电功功率以及电功公式的灵活应用，关键是知道电动机做功的功率加上线圈的发热功率即为电动机消耗电能的功率，难度适中三、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.A2②.V1③.R2④.E2⑤.1.5⑥.11.5⑦.0.78⑧.A【解析】（1）[1][2][3][4]因小灯泡额定电流为0.3A，额定电压为3.8V，故电流表应选A2，电压表应选V1，又因测伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大，故变阻器需用分压式接法，应选阻值小的变阻器，故变阻器应选R2，显然电源应选E2（2）[5]由R﹣U图象知U＝0时R为1.5Ω；[6][7]U＝3V时R为11.5Ω；由得P＝0.78W（3）[8]由知，U＝0时P＝0，P随U的增大而增大，故A正确，BCD错误12、①.298②.5.680【解析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标尺读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读【详解】游标卡尺主尺读数为2.9cm，游标尺上第8个