河北省保定市长城高级中学2027届物理高二上期末经典试题含解析

河北省保定市长城高级中学2027年物理高二上期末经典试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图中半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A.由到,B.由到,C.由到,D.由到,2、如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()A.将变阻器滑动头P向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C.将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大3、设每个通电的圆环在圆心处产生的磁场的磁感应强度都为B0．如图，两个相互绝缘的都通有电流的圆环相互垂直放置，则这两个圆环中心处的磁场磁感应强度为（）A.B0方向斜向右上方 B.B0方向斜向后上方C.B0方向斜向左上方 D.2B0方向斜向后下方4、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图.结合上述材料，下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近5、如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd过圆心沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（）A.小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动B.当小球运动到c点时，洛仑兹力不是最大C小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D.小球从b点运动到c点，电势能增大，动能增大6、一带负电的小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示．不计空气阻力，则（）A.h1=h3 B.h1＜h4C.h2与h3无法比较 D.h2＜h4二、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，相距为L的两条足够长的光滑平行不计电阻的金属导轨，处于磁场方向垂直导轨平面向下且磁感应强度为B的匀强磁场中．将金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放下滑距离x时达到最大速度．已知金属杆质量为m，定值电阻以及金属杆的电阻均为R，重力加速度为g，导轨杆与导轨接触良好．则下列说法正确的是（）A.回路产生a→b→Q→N→a方向的感应电流B.金属杆ab下滑的最大加速度大小为C.金属杆ab下滑的最大速度大小为D.金属杆从开始运动到速度最大时，杆产生的焦耳热为8、如图所示，一圆柱形筒内存在匀强磁场，该筒横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面向里，图中直径MN的两端分别开有小孔，在该截面内，有质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从M端的小孔射入筒内，射入时的速度方向与MN成角。当圆筒绕其中心轴以角速度顺时针转动角时，该粒子恰好飞出圆筒．不计粒子重力，粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则下列说法正确的是A.筒内磁场的磁感应强度大小为B.筒内磁场的磁感应强度大小为C.粒子飞入的速度大小为D.粒子飞入的速度大小为R9、M为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷．在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N，铝环也处于水平面中，且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上．现让橡胶圆盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是（）A.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下B.铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向上C.铝环N有扩大的趋势，丝线对它的拉力增大D.铝环N有缩小的趋势，丝线对它的拉力减小10、下列关于等势面的说法正确的是（）A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B.等势面上各点的场强相同C.点电荷在真空中形成电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面D.匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面三、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）如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，在实验中，通过A、B测得的物理量的数值分别是x、y，电动机线圈的电阻为r，请完成下列问题：（1）图中方框A、B所采用的传感器分别是：A：________________，B：_______________（2）此时电动机的输入功率的表达式P入=__________；（3）在实验中，由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率η=______________×100%12．（12分）某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为V，说明正常（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）。②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是（选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯）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、D【解析】金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝Br2ω/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故选D项2、D【解析】根据电路图可知：A板带正电，B板带负电，所以电子束受到电场力的方向向上，大小洛伦兹力方向向下，,电子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使电子束沿射入方向做直线运动，则要电场力等于洛伦兹力，所以要减小电场力；AB、将变阻器滑动头P向右或向左移动时，电容器两端电压不变，电场力不变，故AB错误；C、将极板间距离适当减小时，增大，不满足要求，故C错误；D、将极板间距离适当增大时，减小，满足要求，故D正确3、B【解析】该题是关于磁场的叠加问题．首先用安培定则每个圆环在圆心O处产生的磁感应强度B0的方向，利用平行四边形定则进行矢量叠加，求出O处的磁感应强度大小【详解】根据安培定则可知，竖直放置的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B0，水平放置的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，两者相互垂直，根据平行四边形定则进行合成得知，O处的磁感应强度大小为B=B0，方向斜向后上方；故选B4、C【解析】A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A不符合题；B.磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B不符题意；C.由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C符合题意；D.地理北极的附近是地磁南极，地理南极的附近是地磁北极，所以在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极，故D不符合题意5、B【解析】电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识和功能关系解题即可【详解】电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45∘，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”，速度最大A.由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，故A错误；B.由于bc弧的中点相当于“最低点”，速度最大，这个位置洛伦兹力最大．故B正确；C.从a到b，重力和电场力都做正功，重力势能和电势能都减少．故C错误；D.小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，但由于bc弧的中点速度最大，所以动能先增加后减小.故D错误故选B.6、A【解析】第1个图：由竖直上抛运动的最大高度公式得：．第3个图：当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v02=2gh3，所以h1=h3．故A正确；而第2个图：洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时的球的动能为Ek，则由能量守恒得：mgh2+Ek=mv02，又由于mv02=mgh1，所以h1＞h2．h3＞h2，所以C错误．第4个图：因小球带负，受电场力向下，则h4一定小于h1；由于无法明确电场力做功的多少，故无法确定h2和h4之间的关系；故BD错误.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】A项：金属杆向下滑动的过程中，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知，回路产生a→b→Q→N→a方向的感应电流．故A正确；B项：设ab杆下滑到某位置时速度为v，则此时杆产生的感应电动势为：E=BLv回路中的感应电流为：杆所受的安培力为：F=BIL根据牛顿第二定律有：当v=0时杆的加速度最大，最大加速度为am=gsinθ，方向沿导轨平面向下；故B错误；C项：由上知，当杆的加速度a=0时，速度最大，最大速度为：，方向沿导轨平面向下；故C错误；D项：ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律有：又杆产生的焦耳热为所以得：，故D正确8、BC【解析】AB．根据题意，粒子运动的时间为带负电的粒子的轨迹图像如图所示根据几何关系可知粒子运动的圆心角为粒子在磁场运动的时间，根据牛顿第二定律圆周运动公式解得联立解得故B正确，A错误；CD．根据几何关系可知粒子的半径为R，根据牛顿第二定律解得半径为结合B的大小得到故C正确，D错误。故选BC。9、AD【解析】橡胶圆盘M由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘在其外侧面均匀地带有负电荷，电流方向与转动方向相反，根据右手螺旋定则知，通过铝环N的磁通量向下且增大；根据楞次定律的另一种表述，感应电流引起的效果阻碍磁通量的增大，知铝环的面积有缩小的趋势，且铝环有向上的运动趋势(受到M的作用力向上)，所以丝线的拉力减小．根据牛顿第三定律可知，铝环N对橡胶圆盘M的作用力方向竖直向下．故选项A、D正确，选项B、C错误10、CD【解析】试题分析：等势面与电场线垂直，故沿着等势面移动点电荷，电场力与运动方向一直垂直，电场力不做功，故A错误；电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面上各个点的场强大小情况要看具体的电场，故B错误；等势面与电场线垂直，结合这个特点可以知道孤立点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面，故C正确；等势面与电场线垂直，结合这个特点可以知道匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面，故D正确；故选CD考点：等势面【名师点睛】本题关键是要明确等势面的概念，电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功；同时要能根据电场线画出常见的几种等势面图三、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.电压传感器、②.电流传感器；③.xy；④.【解析】（1）[1][2]A与电动机并联，一定是电压传感器；B与电动机串联，一定是电流传感器；（2）[3]电压传感器读数是x，电流传感器读数是y，故电动机输入功率为：P入=xy；（3）[4]消耗的电能是Q=P入t=xyt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，故效率为：η=故答案为（1）电压传感器、电流传感器；（2）xy；（3）.12、①11.5（11.2～11.8）；蓄电池②小灯【解析】①多用电表直流50V的量程读中间均匀部分，共50格，每格1V，应该估读到0.1V，指针在11-12之间，读数为11.5V．开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的