随州市重点中学2027届高二物理第一学期期末学业质量监测试题含解析

随州市重点中学2027年高二物理第一学期期末学业质量监测试题考生请注意：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、两个完全相同的金属小球，带电荷量分别为+Q和-5Q，当两小球相距为d（d远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为F。若让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大()A. B.C. D.2、如图所示，电阻R=20Ω，电动机的内电阻r=5Ω，电路两端的电压U保持不变．开关断开时，电流表的示数为I1，电路消耗的总功率为P1；开关闭合后，电动机正常工作，电流表的示数为I2，电路消耗的总功率为P2．则A.I2<5I1 B.I2=5I1C.P2>5P1 D.P2=5P13、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场使粒子在通过狭缝时得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．则下列说法中正确的是A.粒子从磁场中获得能量B.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大狭缝间的交变电压C.要增大带电粒子射出时的动能，可以增大D形金属盒的半径D.不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子（质量约为质子的4倍，电荷量为质子的2倍）4、如图，悬线一端固定，另一端拉住一个带电小球，使之在匀强电场中处于静止状态。忽略空气阻力，当悬线突然断裂后，带电小球将做（）A.匀变速曲线运动 B.匀速直线运动C.匀变速直线运动 D.圆周运动5、如图所示，电源电动势E=3V，内阻为r=1Ω，R1=0.5Ω，R2=1Ω，滑动变阻器R最大阻值为5Ω，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则下列说法正确的是（）A.若电阻R2断路，油滴向上加速运动，G中有从a到b的电流B.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从a到b的电流C.当滑动变阻器阻值为1Ω时，电源的效率最大D.当滑动变阻器阻值为0时，R1的功率最大6、如图所示，正电荷q在电场力的作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以判定，它所在的电场是图中哪一个（）A. B.C. 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、如图所示正方形闭合导线框abcd，置于磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场上方h处。线框由静止自由下落，线框平面始终保持在竖直平面内，且cd边与磁场的上边界平行。则下列说法正确的是A.线框进入磁场的过程中一定做匀速运动B.cd边刚进入磁场时，线框所受的安培力向上C.ct边刚进入磁场时，线框中产生的感应电动势一定最大D.线框从释放到完全进入磁场的过程中，线框减少的重力势能等于它增加的动能与产生的焦耳热之和8、库仑定律的适用范围是（）A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律9、如图所示,在方向水平向左的匀速电场中有一倾角为60°、高为H的固定绝缘斜面体,现将一质量为m,带正电且电荷量为q的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放,已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度大小为E=,不计空气阻力,则A.小物块将沿斜面下滑B.小物块将做曲线运动C.小物块到达地面时的速度大小为D.若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间不变10、如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b从容器中的A点飘出(在A点初速度为零)，经电压U加速后，从x轴坐标原点处进入磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，最后分别打在感光板S上，坐标分别为x1、x2。图中半圆形虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则（）A.a、b均为负电荷B.b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度C.若a、b电荷量相等，则它们的质量之比ma﹕mb=x1﹕x2D.若a、b质量相等，则它们的电荷量之比qa﹕qb=x22﹕x12三、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）为精确测量电源的电动势和内阻，实验小组设计了图甲所示电路，图中S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=4Ω。实验时先闭合开关S1，然后分别将S2先后接到1和2，移动滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的读数U和I，最后通过描点得到图乙所示的两条U-I关系图线。(1)请根据图甲，在图丙中将单刀双掷开关连入电路_________。(2)若只考虑系统误差，当单刀双掷开关拨向1时，E测______E真，r测______r真；当单刀双掷开关拨向2时，E测_______E真，r测_______r真（填“>”、“=”、“<”）。(3)根据图乙可知电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留三位有效数字）(4)电压表内阻RV=_______Ω，电流表内阻RA=_________Ω。（结果均保留三位有效数字）12．（12分）竖直升降电梯的箱状吊舱在匀速上升的过程中，舱顶有一个螺钉脱落，已知吊舱高度为h，重力加速度为g，则这个螺钉从舱顶落到地板所需时间是____________。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】初始时，两球之间的库仑力为两球接触后，电荷先中和再平分，两球电荷量变为，故库仑力变为故选D。2、A【解析】当电键S断开时，由欧姆定律求出电阻R的电压U；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机的电路是非纯电阻电路，由I2＜U/r求出其电流的范围，即得到电流表电流的范围．由P=UI求解电路中功率范围【详解】当电键S断开时，由欧姆定律得，P1=I1U．U=20I1；当电键S闭合后，通过R的电流仍为I1，电动机转动，电动机的电流，故电流表的电流I2＜5I1，电路消耗的电功率P=UI2＜5I1U=5P1．故A正确，BCD错误．故选A【点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，I2＜U/r是关键不等式3、C【解析】A项：由于洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子磁场中运动时动能不变，粒子在电场中加速获得能量，故A错误；B、C项：粒子的最大动能为当粒子的半径达到D型盒的半径，由公式所以最大动能为，即粒子的最大动能与加速电压无关，与D型盒的半径有关，故B错误，C正确；D项：为了使粒子进入电场就能加速，所以交变电流的周期与粒子做圆周运动的周期相同，由周期公式可知，由于质子和粒子的比荷不同，所以周期不同，故D错误故选C4、C【解析】AC．当悬线有向下的拉力时，悬线断裂后，电场力和重力的合力与原来悬线的拉力等大反向，小球从静止开始做匀加速直线运动，故A错误，C正确；B．对带电小球受力分析可知，小球可能只受重力和竖直向上的电场力，若二力合力为零，悬线突然断裂后，小球仍静止，不会做匀速直线运动，故B错误；D．悬线拉力断裂后，小球受到电场力和重力，二者合力可能为零，物体静止；可能合力为恒力做匀加速直线运动，恒力作用下物体不会做圆周运动，故D错误。故选择C选项。5、D【解析】A．若电阻R2短路，电容器放电，板间场强逐渐减小，油滴受到的电场力减小，则油滴将向下加速运动，G中有从a到b的电流．故A错误B．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，R增大，总电阻增大，电源的电动势和内阻不变，可知总电流减小，内电压和R1上的电压均减小，则R2与R的并联电压增大，电容器板间场强增大，油滴受到的电场力增大，则油滴向上加速运动．电容器充电，G中有从b到a的电流．故B错误C．外电阻越大，电源的效率越大，故C错误；D．R1为定值电阻，电流越大，消耗功率越大，当滑动变阻器阻值为0时，消耗功率最大，故D正确6、D【解析】正电荷在电场力作用下做加速运动，运动方向与受力方向应相同；加速度越来越大，电场强度应越来越大，对应的电场线应越来越密，故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、BD【解析】AC．当cd边刚进入磁场时，受到的安培力大小和重力大小关系不确定，因此线框可能做加速、匀速和减速运动，根据法拉第电磁感应定律E=BLv，可看出线框中产生的感应电动势不一定最大，故AC错误；B．cd边刚进入磁场时，由右手定则可知，感应电流方向由d指向c，由左手定则可知，cd边受到的安培力向上，故B正确；D．根据能量守恒知：线框从释放到完全进入磁场过程中，线框减少的重力势能等于它增加的动能与产生的焦耳热之和，故D正确。故选BD。8、CD【解析】库仑定律适用于真空中的点电荷，或者带电体大小远小于它们之间距离（即也可看成点电荷），故CD正确，AB错误9、CD【解析】A、对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力，电场力，则合力的大小为2mg，方向如图，小物块沿合力方向做匀加速直线运动，故A、B错误；C、运用动能定理研究从开始到落地过程：，解得：，故C正确；D、将物块的运动分解为水平方向和竖直方向，增大电场强度，电场力增大，水平方向的加速度增大，竖直方向上的加速度不变，根据等时性知，运动时间不变，故D正确；故选CD【点睛】对物块进行受力分析，画出物块的运动轨迹．运用动能定理或牛顿第二定律和运动学公式解决问题10、ABD【解析】A．粒子在磁场中向右偏转，由左手定则可知，a、b均为负电荷，选项A正确；B．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可知因b的半径比a大，则b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度，选项B正确；CD．由动能定理可知粒子经过加速电场后的速度为则若a、b电荷量相等，则故C错误；若a、b质量相等，则即选项D正确；故选ABD。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.=③.>④.<⑤.<⑥.3.00⑦.1.00⑧.745⑨.1.00【解析】(1)[1]按实验原理图连接，如图(2)[2][3]当单刀双掷开关拨向1时，根据等效电路可知，电动势等于电源没有接入电路时电源两端电压，则电动势测量值与真实值相等，此时，电源内阻测量值为电源内阻与电流表的内阻和定值电阻串联值即偏大；[4][5]当单刀双掷开关拨向2时，根据等效电路可知，电动势等于电源没有接入电路时电源两端电压，电动势测量值即为电压表示数，则小于真实值相等，此时，电源内阻测量值为电源内阻与电压表的并联值即偏小；(3)[6]由于两次测量中，电动势测量值一次与真实值相等，一次比真实值小，由图乙可知，电动势应为(4)[7][8][9]当开关接1时，由闭合电路欧姆定律有当开关接2时，由闭合电路欧姆定律有变形得由图像可得联立解得，，。12、【解析】[1]螺钉以吊舱为参照物做自由落体运动，根