山西省汾阳市第二高级中学2027届物理高二第一学期期末考试试题含解析

山西省汾阳市第二高级中学2027年物理高二第一学期期末考试试题考生请注意：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、如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距离为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°,则电场力对检验电荷+q所做的功等于()A. B.C. D.2、如图所示，虚线表示某电场的等势面．一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示．粒子在A点的加速度为、电势能为E；在B点的加速度为a、电势能为E则下列结论正确的是A.粒子带正电，a，EB.粒子带负电，a，EC.粒子带正电，，ED.粒子带负电，a，E3、下列说法正确的是（）A.燃气灶使用的电子点火装置是通过高压放电的电火花点燃燃气，放电电极常做成球形B.有些合金如锰铜合金和镍铜合金电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来做电阻温度计C.灵敏的电流表在运输时为了防止表头损坏经常用导线把红黑两个接线柱接在一起D.把匝数很多原线圈串联在电路中，匝数较少的副线圈接普通的小量程交流电流表就可以测量很大的电流，这样的变压器叫电流互感器4、如图所示，通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A.ad边和bc边受到的安培力大小相同 B.ab边和cd边受到的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向右 D.线框所受安培力的合力为零5、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，则下列说法正确的是()A.匀强电场的场强大小为10V/mB.匀强电场的场强大小为V/mC.电荷量为1.6×10－19C的正点电荷从E点移到F点，电荷克服电场力做功为1.6×10－19JD.电荷量为1.6×10－19C的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能减小4.8×10－19J6、如图所示，圆形区域内有一垂直纸面匀强磁场，P为磁场边界上的一点，有无数带有同种电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/6，将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的2倍，则B2/B1等于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、质谱仪是测量带电粒子比荷以及分析同位素的重要工具。下图为质谱仪的原理示意图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B）和匀强电场（场强为E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B'），最终打在感光板A1A2上，下列说法正确的是()A.粒子带负电B.速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于EBD.粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大8、如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线．正确的有（）A.电阻的阻值为15ΩB.电池内阻是0.2ΩC.将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是10WD.改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为20W9、垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别向两个方向以v、3v的速度匀速拉出磁场，如图所示，则导体框从两个方向移出磁场的过程中A.导体框中产生的焦耳热相同B.导体框中产生的感应电流方向相同C.通过导体框某一截面的电荷量相同D.导体框cd边两端电势差的绝对值相同10、如图所示，矩形abcd处在匀强电场中，电场线与矩形所在平面平行，ab=cd=L，ad=bc=2L，a点的电势φa=10V，b点的电势φb=12V，c点的电势φc=8V。一带电量为+q、质量为m的粒子从b点以初速度v0射入电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后恰好经过c点。不计带电粒子的重力，下列说法中正确的是A.d点的电势φd=6VB.电场强度的方向由b指向dC.电场强度的大小为D.带电粒子从b点运动到c点的时间为三、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）某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流的方向（1）由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分（见表格），发现后又重做了这部分：将磁铁S极向下从螺线管上方竖直插入过程，发现电流计指针向右偏转（已知电流从右接线柱流入电流计时，其指针向右偏转），则①填________，②填________．B原方向ΔΦI感方向（俯视）B感方向N极插入向下增大逆时针向上S极插入向上增大①②N极抽出向下减小顺时针向下S极抽出向上减小逆时针向上（2）由实验可得磁通量变化ΔΦ、原磁场B原方向、感应电流的磁场B感方向三者之间的关系：________12．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需要测量一个规格为“”的小灯泡两端的电压和通过它的电流．现有如下器材：A.直流电源（电动势，内阻不计）B.电流表（量程，内阻约为）C.电流表（量程，内阻约）D.电压表（量程，内阻约）E.电压表（量程，内阻约为）F．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）（1）实验中，电流表应选择_________；电压表应选择____________．（填所选器材前的字母）（2）为了尽可能地减小实验误差，请根据正确选择的器材设计电路并在方框中作出电路图______（3）在正确操作的情况下，某同学根据实验所得的数据画出该小灯泡在伏安特性曲线如图所示．实验中，若把该小灯泡和一个阻值为的定值电阻串联在电动势为3、内阻为的直流电源上，则小灯泡此时的电阻为_________．（结果保留两位有效数字）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、C【解析】根据：解得则电容器两板间的电场强度EA、B两点间的电势差UAB=Essin30°=则电场力对电荷做的功W=qUABC正确，ABD错误。故选C。2、D【解析】图中场源位于等势面圆心位置，根据曲线的弯曲可知是静电斥力，根据等差等势面的疏密判断场强大小，结合牛顿第二定律得到加速度大小关系；根据公式判断电势能高低【详解】由于等势面是同心圆，且半径外大里小，故图中场源位于等势面圆心位置，是负电荷；根据曲线的弯曲可知是静电斥力，故粒子也带负电；由于B位置等差等势面较密集，场强大，加速度大，即；从A到B，电势降低，根据公式可知B点电势能大，即，故D正确，ABC错误。故选D。【点睛】本题关键是先根据等势面判断场源，结合曲线运动判断电场力，根据公式φ=Ep/q判断电势能大小3、C【解析】A.在燃气灶中，安装有电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电来点燃气体，点火器的放电电极往往做成针形，尖端放电，故A错误；B.有些合金如锰铜合金和镍铜合金，由于电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻，故B错误；C.电流表在运输过程中需要将两个接线柱用导线短接，是为了让内部产生感应电流从而受电磁阻尼，阻碍指针的振动，从而防止振针因撞击而弯曲变形，故C正确；D.根据变流比可知，把匝数较少的原线圈串联在电路中，匝数较多的副线圈接普通的小量程交流电流表就可以测量很大的电流，这样的变压器叫电流互感器，故D错误。故选C。4、B【解析】AB．离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式：ad边受到的安培力大于bc边，ab边受到的安培力大小等于cd受到受到的安培力，所以A错误，B正确;CD．直导线中的电流方向由M到N，根据安培定则导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力；ab边受到向上的安培力，cd受到向下的安培力；由B选项分析可知ad边受到的安培力大于bc边，ab边受到的安培力等于cd受到受到的安培力;故合力向左，故C错误，D错误.5、B【解析】连接AC，根据匀强电场电势随距离均匀变化（除等势面）的特点，AC中点的电势为2V，则EB为一条等势线，CA连线即为一条电场线，由BA间的电势差，由公式U=Ed求出场强大小；AF∥EB，则知AF也为一条等势线，可求出UEF，电场力做功就可以求解；【详解】AB．连接AC，AC中点电势为2V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，BA间的电势差为又得场强故B正确，A错误；C．由正六边形对称性，，则AF也为电场中的一条等势线由上可知，E的电势为则电荷量为的正点电荷从E点移到F点，电场力做正功，而且为故C错误；D．D点的电势等于C点的电势，，电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电场力做功为电势能减小，故D错误；故选B。6、B【解析】画出导电粒子运动轨迹，找出临界条件角度关系，利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力，分别表示出圆周运动的半径，进行比较即可【详解】设圆的半径为r（1）磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=60°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R为：sin30°=，解得：R=0.5r磁感应强度为B2时，相应的弧长变为原来的2倍，即弧长为圆的周长的1/3，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=120°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R′为：sin60°=，解得：R′=r，由带电粒子做圆周运动的半径：，由于v、m、q相等，则得：；故选B【点睛】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解二、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】粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据带电粒子在磁场中的偏转方向判断电荷的电性；根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度；通过带电粒子在磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小。【详解】A.带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知该粒子带正电，故A错误；B.粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，而粒子的电场力水平向右，那么洛伦兹力水平向左，又粒子带正电，则磁场垂直纸面向外，故B正确；C.能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中所受的电场力和洛伦兹力平衡，即解得故C错误；D.所有通过狭缝P的带电粒子具有相同的速度，然后在磁场B′中做匀速圆周运动，最终打在A1A2上，由可知因此粒子打在感光板A1A2上的位置越靠近P，表明其半径R越小，则粒子的比荷越大，故D正确。故选BD。8、AD【解析】由a图线的斜率大小读出电源的内阻，b图线的斜率大小得到电阻的阻值．两图线的交点表示该电阻接在该电源上时的工作状态，由交点坐标读出电阻的电压和电流，由此可以判断电源的输出功率，并求出电源的最大输出功率.【详解】电阻的阻值等于b图线的斜率大小，为R=U/I=15Ω，故A正确；电池组的内阻等于a图线的斜率大小，为，故B错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态，则电阻两端的电压为U=15V，电流为I=1A，则电池组的输出功率P=UI=15W，故C错误；由图可知E=20V，当外电阻的阻值等于内阻时，其电源的输出功率最大为．故D正确．故选AD【点睛】本题考查学生对图象的认识，要由U=E-Ir去理解图象的性质，明确图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，图象的斜率表示电源的内电阻9、BC【解析】感应电流大小先由和欧姆定律分析，根据焦耳定律分析产生的热；感应电流方向根据楞次定律判断；由分析通过导体框截面的电量关系，根据欧姆定律和电路的连接关系，分析边两端电势差关系【详解】A．设磁感应强度为，线框边长为，电阻为，则：又：得到，则，当速度为时产生的焦耳热多，故A错误；B．将导体框从两个方向移出磁场的两个过程中，磁通量均减小，而磁场方向都垂直纸面向外，根据楞次定律判断知，导体框中产生的感应电流方向均沿逆时针方向，故B正确；C．根据：可知磁通量的变化量相同，电阻相等，则通过导体框截面的电量相同，故C正确；D．水平向右拉出时导体框边两端电势差公式为：水平向上拉出时导体框边两端电势差公式为：导体框边两端电势差的绝对值不相同，故D错误【点睛】本题主要是考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律和闭合电路欧姆定律；对于导体切割磁感应线产生的感应电动势，可以根据来计算10、AD【解析】AB．在匀强电场中，沿着任意方向前进相同的距离，电势变化相同，所以：解得：可知中点的电势也为，画出等势面，沿电场线方向电势降低，又因为电场线和等势面处处垂直，画出电场线方向如图：A正确，B错误；C．根据匀强电场中电场强度和电势差的关系：根据几何关系可知：解得：，C错误；D．据图可知粒子在b点初速与电场力垂直，所以粒子在初速度方向上做匀速直线运动，水平位移：所以：D正确。故选AD。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.（1）顺时针；②.向下③.（2）ΔΦ增大，B原与B感反向，ΔΦ减小，B原与B感同向【解析】（1）当S极插入时，原磁场方向向上，磁通量增大，感应电流磁场阻碍原磁场的增加，故感应电流磁场方向向下，感应电流方向（附视）为顺时针方向；（2）由实验可得磁通量变化、原磁场B原方向、感应电流的磁场B感方向三者之间的关系：增大，B原与B感反向；减小，B原与B感同向；考点：探究螺线管线圈中感应电流的方向12、①.C②.D③.④.【解析】明确灯泡的额定值，从而根据安全和准确性原则进行分析，确定电表；根据实验原理明确实验中采用的接法，明确本实验采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法；在灯泡的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线，两图象的交点即为灯泡的工作点，再根据欧姆定律即可求得电阻大小；【详解】解：(1)由题意可知，灯泡的额定电压为2.5V，电流为0.5