上海市同济中学2027届高二物理第一学期期末监测试题含解析

上海市同济中学2027年高二物理第一学期期末监测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、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周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）A.粒子从回旋加速器的磁场中获得能量B.高频交流电源的周期等于粒子在D形盒中运动周期的2倍C.D形盒半径R越大，粒子从回旋加速器射出时速度越大D.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子2、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.3、如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（）A.此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02tB.此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πtC.t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为零D.t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大4、某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是()A. B.C. D.5、下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（）A.磁通量 B.安培力C.洛伦兹力 D.磁感应强度6、两个完全一样的金属小球M、N，先让它们各自带电-5q和+7q，接触后再分开，则最终M、N的带电量分别是（）A.+6q，+6q B.+7q，+5qC.+12q，+12q D.+q，+q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，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω。螺线管所在空间存在水平向右的磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（）A.电阻R的电流方向是从C到AB.感应电流的大小随时间均匀增大C.电阻R两端的电压为6VD.经过电阻R的电流大小为1.2A8、两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F。现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小可能为（）A. B.C. D.9、如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，∠A＝37°，AB边长为5m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和6V，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则A.DC两点间电势差UDC＝4V B.D点电势φD＝8VC.该电场的电场强度E＝2V/m D.该电场的方向为沿BC方向10、如下图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场．在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同．两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场．在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是()A.带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B.从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C.从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D.从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场三、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）在训练场上，一辆实习车沿规定好的场地行驶，教练员在车旁记录了汽车在各个时刻所在的位置（假设汽车在开始计时之后的连续几个5s内都做直线运动），其时刻与位置的对应关系如下表所示：时刻/s05101520位置坐标/m010-15205根据教练员记录数据可知，汽车在开始计时后的20s内：⑴在第_____s末达到最大位移处；⑵第______个5s内的位移最大，其位移为______m；⑶总位移为_______m，总路程为________m。12．（12分）某研究性学习小组在测量某电池电动势和内阻时，由于使用的是新电池，电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。实验器材除电池、开关和导线外，还有：电流表(量程0.6A、3A)，电压表(量程3V、15V)，定值电阻(阻值R0=1Ω)，滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)（1）该研究小组按照电路图正确连接好电路后进行实验，实验中移动滑动变阻器时，发现电流表示数变化明显，而电压表示数变化不明显，引起该现象的主要原因是____________（2）该研究小组经过讨论，对电路进行了重新设计，根据设计好的电路图（如图甲）连接实际电路（如图乙），其中有两根导线未连接，请你帮助他连接好________________（3）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下U(V)1.401.301.201.101.00I(A)0.070.150.240.320.41请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上做出U－I图线_______，并根据图线求得：电池电动势E=_______V；内阻r=________Ω（4）实验时该研究小组进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。其实，从减小实验误差考虑，这样的操作不妥，其原因是__________（选择“A”或“B”）A．通电时间较长引起电表损坏B．通电时间较长导致电源发热，影响测量结果四、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）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L15．（12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

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、C【解析】回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径【详解】A项：粒子从两D形盒之间的加速电场中获得能量，故A错误；B项：高频交流电源的周期等于粒子在D形盒中运动的周期，故B错误；C项：根据，解得：，所以D形盒半径R越大，粒子从回旋加速器射出时速度越大，故C正确；D项：根据，知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期，故D错误故选C【点睛】解决本题的关键知道当粒子从D形盒中出来时，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等2、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。3、B【解析】AB．由图像知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图像知电动势最大值为200V，角速度为所以感应电动势的瞬时表达式为故A错误，B正确；C．t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；D．t=0.02s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D错误。故选B。4、A【解析】根据题意可知所设计的电路功能应滤去交流成分而保留或较少损失直流成分，根据电路图可以分析出，在选项B、C中与R2间接串联了电容器，因此无直流成分流经R2，故选项B、C不符合；在选项A、D中信号首先流经电感线圈，其作用是通直流、阻交流，L越大，对交流电的阻碍作用越大，旁路电容器的作用是尽可能多地滤去多余的交流信号，但尽可能不损失直流成分，即通交流、隔直流，又因为C越大，其容抗越小，即对交流电的阻碍作用越小，反之阻碍作用越大，故选项A正确；选项D错误5、D【解析】A．磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故A错误；B．安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故B错误；C．洛伦兹力描述带电粒子在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；D．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故D正确。故选D。6、D【解析】两个完全相同的金属小球接触，电荷先中和后均分故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、AD【解析】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A，故A正确；BCD．根据法拉第电磁感应定律有由图2可知，代入数据解得由闭合电路欧姆定律得因此感应电流的大小是恒定的，螺线管两端的电压是外电压为故BC错误，D正确。故选AD。8、BD【解析】若两电荷同性，设一个球的带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时接触后再分开，带电量各为则两球库仑力大小所以若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为此时两球的库仑力所以故选BD9、AC【解析】在匀强电场中，平行等距离的两点电势差相等；电场线与等势线垂直，确定沿电场方向上的距离，从而根据E=U/d求出匀强电场的大小【详解】在匀强电场中，平行等距离的两点电势差相等，则φA-φD=φD-φB，解得：φD=10V，所以UDC=φD-φC=4V，故A正确、B错误；三角形中B、C的电势分别为6V和6V，则B和C为等势点，BC为等势线，电场线方向沿AC方向，则电场强度，故C正确、D错误．故选AC【点睛】解决本题的关键知道匀强电场的等势线为间距相等的平行直线，以及知道电场线与等势线垂直10、ABD【解析】画轨迹草图如图所示，由图可知粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故ABD正确，C错误。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、①.15②.3③.35④.5⑤.85【解析】（1）[1]实习车初始位置位于零点，位置坐标最大为20m，故实习车第3个5s末，即第15s末达到最大位移处；（2）[2][3]根据位移等于位置坐标的变化量求出，第1个5s内的位移为第2个5s内的位移为负号表示方向与坐标正方向相反，位移大小为25m；第3个5s内的位移为第4个5s内的位移为负号表示方向与坐标正方向相反，位移大小为15m。所以第3个5s内的位移最大，其位移为35m；（3）[4]总位移为[5]总路程等于各段位移大小之和，即s=10m+25m+35m+15m=85m12、①.电池内阻太小②.③.1.49④.0.17⑤.⑥.B【解析】（1）[1]电压表测量外电路的电压，而电压表的示数变化不明显，说明外电阻比内阻大很多，即电源的内阻很小（2）[2]如图所示（3）[3][4]U－I图线如图根据图线求得：电池电动势内阻（4）[5]测量期间一直保持电路闭合，则通电时间较长导