2027届山东省济南市金柱物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2027届山东省济南市金柱物理高二上期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、物理课上，老师做了一个实验（电路图如图所示）：当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗，对这一现象，下列说法正确的是（）A.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小D.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小2、如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈有一半在磁场内。某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小和方向为（）A.，水平向右 B.，水平向左C.，水平向右 D.，水平向左3、如图所示，Q是带负电的点电荷，和为其电场中的两点（离Q较近），若为两点的电场强度的大小，为两点的电势，则A.B.C.D.4、如图所示，圆形区域半径为R，区域内有一垂直纸面匀强磁场。磁感应强度的大小为B，P为磁场边界上的最低点。大量质量均为m，电荷量绝对值均为q的带负电粒子，以相同的速率v从P点沿各个方向射入磁场区域。粒子的轨道半径r＝2R，A、C为圆形区域水平直径的两个端点，粒子重力不计，空气阻力不计，则下列说法不正确的是（）A.粒子射入磁场的速率为v＝B.粒子在磁场中运动的最长时间为t＝C不可能有粒子从C点射出磁场D.若粒子的速率可以变化，则可能有粒子从A点水平射出5、如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（）A. B.C. D.6、一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，若磁感应强度突然加倍，则粒子（）A.速率加倍，周期减半 B.速率不变，半径减半C.速率不变，周期不变 D.速率减半，半径减半二、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、纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线。虚线范围内有垂直纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C。为了使C中产生顺时针方向的感应电流，贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是（）A.向右加速运动 B.向右减速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动8、如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知A.该电源的电动势为6V，内阻是2ΩB.固定电阻R的阻值为1ΩC.该电源的最大输出功率为9WD.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%9、如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（）A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里10、如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5:1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u=110sin100πt(V)的交变电压，则A.电压表的示数为22VB.电压表的示数为22VC.在滑片P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大D.在滑片P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小三、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）某同学要描绘一个标有“5V；4.5W”某元件的伏安特性曲线，要求元件两端的电压由零开始变化．该同学选用的器材有：A．电源：电动势为6V，内阻约0.5ΩB．直流电流表A1：量程0～1A，内阻约为0.4ΩC.直流电流表A2：量程0～3A，内阻约为0.2ΩD．直流电压表V1：量程0～15V，内阻约为10kΩE．直流电压表V2：量程0～3V，内阻为5kΩF．滑动变阻器RA：最大阻值10Ω，额定电流5AG．滑动变阻器RB：最大阻值1400Ω，额定电流0.2A另给定值电阻，定值电阻．开关一个、导线若干（1）以上器材中电流表选用_____（填选项代号），电压表选用____（填选项代号），滑动变阻器选用_________（填选项代号）；（2）根据选用的实验器材，请在方框内画出实验电路图______________（待测元件用电阻符号R表示，并标出所选元件的相应字母符号）实验得到该元件的伏安特性曲线如图所示．如果将这个元件R接到图所示的电路中，已知电源的电动势为4.5V，内阻为2Ω，定值电阻,闭合S后该元件的电功率为____W．（保留两位有效数字）12．（12分）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切．一个带正电的粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0．若撤去磁场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则经时间打到极板上（1）求两极板间电压u；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件四、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】当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，根据可知路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以亮度变暗，故ABD错误，C正确。故选C。2、D【解析】导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为电流在磁场中方向往上，根据左手定则，可判断出安培力方向为水平向左。故ABC错误，D正确。故选D。3、B【解析】Q是带负电的点电荷，则电场线方向由，顺着电场线方向，电势降低，则由点电荷的场强公式可知，离Q比远，则，B正确考点：考查了点电荷电场分布规律【名师点睛】本题考查对电势高低和场强大小的判断能力，要根据电场线的方向判断电势高低，由电场线的疏密判断场强的大小4、C【解析】A．由洛伦兹力提供向心力，有解得根据题意r＝2R可得故A正确，不符合题意；B．当粒子以圆形区域的直径2R为弦做圆周运动时，粒子在磁场中运动的时间最长，由几何关系可知此时轨迹对应的圆心角为60°，粒子运动的周期为则粒子在磁场中运动的时间为故B正确，不符合题意；C．粒子的轨道半径为2R，磁场的半径为R，粒子可能从C点射出，故C错误，符合题意；D．当粒子的轨道半径为R时，竖直向上射出的粒子，可以从A点水平射出，且速率满足故D正确，不符合题意。故选C。5、D【解析】第一过程从①移动②的过程中左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以，则电流为，电流恒定且方向为顺时针，再从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零，然后从③到④的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为，方向是逆时针当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化，D正确；ABC错误；故选D6、B【解析】洛伦兹力不对运动电荷做功，所以速率不变；由半径公式，可知半径变为原来的一半；周期公式：，可知周期变为原来的一半，故B正确，A、C、D错误；故选择：B；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】AB．导体棒向右加速运动，根据右手定则可知回路中电流为，根据安培定则可知在圆线圈内产生的磁场为垂直于纸面向外，根据楞次定律可知线圈中为了阻碍垂直于纸面向外的磁场增大，感应电流产生垂直于纸面向内的磁场，根据安培定则可知线圈中的感应电流为顺时针方向；同理导体棒向右减速运动则不满足题意，A正确，B错误；CD．导体棒向左减速运动，根据右手定则可知回路中的电流为，根据安培定则可知圆线圈内产生的磁场垂直于纸面向内且减小，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流为顺时针方向；同理导体棒向左加速运动则不满足题意，C错误，D正确。故选AD。8、CD【解析】根据U-I图象AB正确读出电源的电动势和短路电流，根据OM图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点【详解】电源的U-I图像的纵截距表示电源电动势，故，电源U-I图像的斜率表示电源内阻，故，A错误；线性电阻U-I图像的斜率表示电阻大小，故，B错误；当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电阻时，电源输出功率为，C正确；当该电源只向电阻R供电时，，D正确9、AC【解析】图示时刻，ad速度方向向外，bc速度方向向里，根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a，bc中电流方向为b→c，线圈中感应电流的方向为abcda．故A正确．线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBL1L2ω．故B错误．图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线，线圈中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律分析得知，磁通量的变化率最大．故C正确；线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIL2=nB•L2．故D错误．故选AC10、BD【解析】根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论.【详解】A、B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为，所以副线圈的电压的最大值为，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22V；故A错误，B正确.C、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流表A1的示数变小，故C错误；D、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，由可知，理想变压器的输出的功率变小，所以输入功率也要变小；故D正确.故选BD.【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.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.B②.E③.F④.⑤.0.90W【解析】（1）元件额定电流为，选用量程为1A的电流表即可，即选电流表B；为了达到额定电压，15V量程过大，可用3V的电压表E进行改装，选用R1可将电压表改装成量程为6V的电压表，为了便于操作可选用较小的滑动变阻器，即选用F；（2）由于被测元件在正常工作时的电阻为，和电流表内阻接近，故电流表内接分压过大，采用电流表外接法，将电压表E和串联改装电压表，然后并联在元件两端，要求元件两端的电压从零开始，所以采用滑动变阻器分压接法，如图所示3、将R3等效为电源内阻，做电路的U-I图像，与曲线的交点即为元件在该电路中的电流与电压值，交点坐标（1.5V、0.6A），则元件的功率为0.90W.【点睛】伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法，当待测电阻值远小于电压表内阻时，电流表用外接法；当待测电阻值远大于电流表内阻时，电流表用内接法．在要求电流或电压值从零调时，滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变阻器12、（1）（2）【解析】（1）设粒子从左侧O1点射入的速度为v，极板长为L，磁场中根据受力平衡可得：qE=qvB根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系式：电场强度为：因为粒子在磁场中做匀速直线运动，所以有：L=vt0在电场中做类似平抛运动，根据牛顿第二定律，有水平方向：L-2R=竖直方向：联立解得：L=4R两极板间电压：（2）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，粒子恰好从上极板左边缘飞出时速度的偏转角为α，根据几