教科版必修二　第三章万有引力定律同步测试题2027届物理高二第一学期期末综合测试试题含解析

教科版必修二第三章万有引力定律同步测试题2027届物理高二第一学期期末综合测试试题注意事项: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、如图所示，长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，小球在竖直平面内摆动，通过最低点时的速度大小为v，则此时细线对小球拉力的大小为（）A.mg B.C. D.2、在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（）A.闭合开关S时，A1和A2同时亮B.断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭C.闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮D.断开开关S时，流过A2的电流方向向左3、有一个已充电的电容器，两极板之间的电压是6V，所带电荷量是4.5×10－4C.将电容器的电压降为4V，电容器所带电荷量是()A.1.5×10－4C B.3.0×10－4CC.3.5×10－4C D.4.0×10－4C4、实验得到金属钙的光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是()金属钨钙钠截止频率10.957.735.53逸出功4.543.202.29A.如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为,则D.如用金属钨做实验,当入射光的频率时,可能会有光电子逸出5、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为()A.8F B.4FC.F D.6、如图所示，当把理想变压器副线圈回路中的开关S闭合时，则A.交流电压表示数将变大B.交流电压表示数将变小C.交流电流表示数将变小D.交流电流表示数将变大二、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，abc为边长为l的等边三角形，处于纸面内．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，比荷为的电子以速度v0从a点沿ab方向射入，则A.若速度v0变成原来的两倍，则电子的加速度变成原来的两倍B.若速度v0变成原来的两倍，则电子飞出三角形所用的时间可能不变C.当速度时，电子将经过c点D.若电子经过c点，则电子的运动轨迹与bc所在直线相切8、如图所示，两个相同的带电小球A、B分别用2L和L长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点，当平衡时，小球B偏离竖直方向30°，小球A竖直悬挂且与光滑绝缘墙壁接触．若两小球的质量均为m，重力加速度为g．则A.A、B的静电力等于B.墙壁受的压力等于C.A球受到细线的拉力等于D.B球受到细线的拉力等于9、空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正方向为场强的正方向．下列说法中正确的是A.该电场可能是由一对分别位于x2和－x2两点的等量异种电荷形成的电场B.x2和－x2两点的电势相等C.正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小D.原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差10、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成一定的电势差U．下列说法中正确的是A.若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电B.若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电C.在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大D.在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大三、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）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图1接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时，观察到电流表指针向右偏，不通电时电流表指针停在正中央．然后按图2所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路．根据电磁感应规律，填写实验现象（向左偏转、向右偏转、不偏转）①S闭合后，将螺线管A（原线圈）插入螺线管B（副线圈）的过程中，电流表的指针___②线圈A放在B中不动时，电流表的指针___③线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表的指针___④线圈A放在B中不动，突然断开S．电流表的指针_____12．（12分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表1：量程0～0.6A，内阻约为0.1ΩC．电流表2：量程0～3A，内阻未知D．电压表1：量程0～3V，内阻未知E．电压表2：量程0～15V，内阻未知F．滑动变阻器1：0～10Ω，2AG．滑动变阻器2：0～100Ω，1AH．开关、导线若干（1）从上述器材中选择适当的器材（填写器材前的字母）：电流表选择___，电压表选择___，滑动变阻器选择___（2）实验电路图应选择图中的（填“甲”或“乙”）；（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象，利用图线可知干电池的电动势E=___V，内电阻r=___Ω（4）由于电流表的分压作用，电动势测量值__真实值，内阻测量值__真实值（选填“大于、小于或等于”）（5）在测定电池的电动势和内阻的实验中，可以采用伏安法、安阻法、伏阻法等多种方法．若电池是水果电池，实验要求尽量减小误差，可以选择如图__或__所示电路进行测定四、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】在最低点,根据牛顿第二定律得,F−mg=，解得F=mg+.故ABC错误，D正确故选D.2、C【解析】灯A1与电源串联，当电键S闭合时，灯A2立即发光．通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来．所以A2比A1先亮．由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同．故A错误，C正确；稳定后当电键K断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1、A2构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于稳定后两个支路的电流是相等的，所以A2不会闪亮一下．故B错误；断开开关S时，流过L的电流逐渐减小，方向不变，所以流过A2的电流方向与开始相反，方向向右．故D错误．故选C.3、B【解析】电容器的电容和其两极板间的电压以及所带电荷量大小无关，即电压变化电容大小恒定不变，所以根据可知：，解得：；A．根据以上分析，A错误；B．根据以上分析，B正确；C．根据以上分析，C错误；D．根据以上分析，D错误；故选B。4、C【解析】光电效应的特点：①金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关；②光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关；③光电子的最大初动能满足光电效应方程【详解】由光电效应方程：EKm=hγ-W0=hγ-hγ0可知，EKm-γ图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可以知道极限波长，根据W0=hγ0可求出逸出功．普朗克常量与金属的性质、与光电子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验或者用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线都是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故AB错误；如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，-Ek2），由于钠的逸出功小于钨的逸出功，则Ek2＜Ek1，故C正确；如用金属钨做实验，当入射光的频率ν＜ν1时，不可能会有光电子逸出，故D错误；故选C【点睛】只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解．解决本题的关键掌握光电效应方程EKm=hγ-W0=hγ-hγ0，知道逸出功与极限频率的关系5、A【解析】根据万有引力定律可知，若甲物体的质量m1不变，乙物体的质量m2增加到原来的2倍，同时它们之间的距离r减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小为，故A正确，BCD错误6、D【解析】闭合开关相当于负载增加，输出功率和输入功率都变大，根据原副线圈中电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，判断电压表示数的变化和电流表示数的变化【详解】将电键S闭合，负载总电阻变小，根据原副线圈中电压比等于匝数比，由匝数和输入端电压不变可知输出端电压不变，交流电压表示数将不变，所以输出端电流变大，原副线圈中电流与匝数成反比，所以输出端电流变大时输入端I也增大，故ABC错误，D正确故选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、ABD【解析】根据可知，若速度v0变成原来的两倍，则电子的加速度变成原来的两倍，故A正确；电子运动的周期为与速度的大小无关，若速度v0变成原来的两倍，则轨道半径加倍，但是电子若都从ac边射出，轨迹如图所示：则运动时间均为，则电子飞出三角形所用的时间不变，故B正确；当速度时，电子的运动半径为，则由轨迹图可知电子不能经过c点，故C错误；因电子的轨迹与ab相切，由对称可知，若电子经过c点，则电子的运动轨迹与bc所在直线相切，故D正确。故选ABD考点：带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中运动问题；关键是根据题目的条件找到粒子运动的轨道半径和圆心的位置，能画出轨迹图即可进行讨论8、AC【解析】设细线的固定点为O，由几何关系可得：AB连线垂直OB边线，A、D项：对小球B受力分析，受到重力，OB细线的拉力，AB间的库仑力，且三力平衡，由平衡条件得：，，故A正确，D错误；B、C项：对A球受力分析，受到重力，AB间的库仑力，细线OA的拉力，墙壁对A球的弹力，由平衡条件得：，，故B错误，C正确故选AC9、BD【解析】根据等量异种电荷形成的电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向是相同的，而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，A错误；由于和两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到和从O点到电势降落相等，故和两点的电势相等，B正确；由图可知，从到x3电场强度始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同，所以电场力做正功，电势能逐渐减小，C错误；和两点的电势相等，原点O与两点之间的电势差等于原点O与两点之间的电势差，与两点之间的电势差等于与两点之间的电势差，所以原点O与两点之间的电势差大于-x2与两点之间的电势差，D正确10、AD【解析】若元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则C侧面的电势高于D侧面的电势．故A正确；若元件的载流子是正电离子，由左手定则可知，正电离子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则D侧面的电势高于C侧面的电势，故B错误；在测地球南、北极上方的地磁场强弱时，因磁场竖直方向，则元件的工作面保持水平时U最大，故C错误；地球赤道上方的地磁场方向水平，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，当与地球经线垂直时U最大．故D正确．故选AD点睛：解决本题的关键知道霍尔效应的原理，知道电子受到电场力和洛伦兹力平衡，注意地磁场赤道与两极的分布第II卷非选择题三、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.向左偏转②.不偏转③.向左偏转④.向右偏转【解析】①先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；②线圈不动，磁通量不变，无感应电流；③滑片向左移动，电流变大，先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；④突然断开S，先判断线圈A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向；【详解】由题意可知，当闭合S时，观察到电流表指针向右偏，则有电流从正极进入时，电流指针向右偏；电流从负极进入时，电流指针向左偏；①[1]线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向左偏转；②[2]线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；③[3]线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，故线圈B中磁通量变大，阻碍变大，故感应电流的磁场方向向下，故电流从右向左流过电流表，故电流表指针向左偏转；④[4]线圈A中磁场方向向上，突然断开S，磁通量减小，阻碍减小，故感应电流的磁场方向向上，故电流从左向右流过电流表，故电流表指针向右偏转。【点睛】本题关键是根据先安培定则判断出A中磁场方向，然后根据楞次定律判断线圈B中感应电流的方向12、①.（1）B，②.D，③.F；④.（2）乙；⑤.（3）1.5,⑥.1.0；⑦.（4）小于，⑧.小于；⑨.（5）乙【解析】（1）实验中要能保证安全和准确性选择电表；（2）根据产生实验误差的原因，从减小误差选择电路图；（3）由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻（4）根据产生实验误差的原因，结合图像分析测量结果与真实值的关系（5）根据水果电池的内阻远大于电流表内阻，选择合适的电路【详解】（1）在上述器材中请选择适当的器材：A.被测干电池一节为了读数准确，所以选择：B.电流表1：量程0∼0.6A；D.电压表1：量程0∼3V，滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F.滑动变阻器1：0～10Ω，2A；（2）采用甲图测量的内阻是电流表内阻与电源内阻的串联值，因二者比较接近，误差较大．故采用乙图可以有效减小实验误差；（3）由U−I图可知，纵轴的截距等于电源的电动势：E=1.5V；斜率等于内电阻：r=（15−1.0）/0.5=1.0Ω；（4）由于电压表的分流，路端电压越大，通过电压表的电流越大，实际电流