河北省石家庄栾城中学2027届高二上物理期末考试试题含解析

河北省石家庄栾城中学2027届高二上物理期末考试试题注意事项：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、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的A.轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径增大，角速度减小C.轨道半径减小，运动周期增大D.轨道半径增大，运动周期减小2、如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）A.a、b的电荷同号，B.a、b的电荷异号，C.a、b的电荷同号，D.a、b的电荷异号，3、如图所示，直角三角形导线框abc以大小为v的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），则此过程中导线框中感应电流的大小随时间变化的规律为下列四个图像当中的哪一个？（）A. B.C. D.4、在磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，且B.a、b两处的磁感应强度的大小相等C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小5、某同学采用如图所示的电路给一个小电动机供电，电动机线圈的电阻为r，电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。电流表和电压表均可视为理想电表，电动机的机械功率为（）A. B.I2rC.UI－I2r D.UI6、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，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面向里．一可视为质点，质量为m，电荷量为q（q>0）的小球由轨道左端A无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点，若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg+C.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大8、如图所示，平行板电容器的下极板接地，使上极板正带电后，其电势为φ．以下方法中，能使上极板电势φ升高的是A.缩小两极板间的距离B.加大两极板间的距离C.在两极板间插入电介质D.使两极板的正对面积减小一些9、一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知周期T＝0.2s，t＝0时的波形如图所示，波上有P、Q两质点，其纵坐标分别为yP＝2cm，yQ＝－2cm。下列说法中正确的是()A.P点的振动比Q点滞后半个周期B.P、Q在振动的过程中，位移的大小总相等C.在0.25s内，P点通过的路程为20cmD.在相等的时间内，P、Q两质点通过的路程相等10、如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量，则（）A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2NC.B球所带的电荷量为D.A、B两球连线中点处的电场强度为0三、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）现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表Ⓐ；电压表Ｖ；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有金属夹P的导线1，其它导线若干。某同学设计的测量电路如图所示。（1）测量时，改变金属夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I，数据如下表所示。根据表中数据，在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U－I图线___。I/mA1931541107030U/V2.512.592.682.762.84（2）根据U－I图线求出电源的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。(内阻保留2位有效数字)12．（12分）匀强电场中a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°.电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2－)V、(2＋)V和2V．该三角形的外接圆上最低电势为________；最高电势为______________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L14．（16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15．（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、B【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提高向心力，由牛顿第二定律有：解得：从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后。B减小，所以r增大。线速度、角速度的关系为：v=ωR，线速度v不变，半径r增大，所以角速度减小，由可知周期变大；A．轨道半径减小，角速度增大，与结论不相符，选项A错误；B．轨道半径增大，角速度减小，与结论相符，选项B正确；C．轨道半径减小，运动周期增大，与结论不相符，选项C错误；D．轨道半径增大，运动周期减小，与结论不相符，选项D错误；故选B。2、D【解析】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有根据库仑定律有，综上所得故D正确，ABC错误故选D。3、B【解析】根据楞次定律以及四幅图中所给初始电流方向可知，线框进入磁场过程中产生的感应电流的方向为逆时针，为正方向，而线框离开磁场过程中产生的感应电流方向为顺时针，为负方向。线框从初始位置到ab边进入磁场前瞬间的过程中感应电流为零。设从ab边进入磁场起线框运动的时间为t，bc边长为d，则线框进入磁场过程中产生的感应电动势为则感应电流为线框完全进入磁场后一段时间内，线框中的磁通量不变，感应电流为零。设磁场区域宽度为L，线圈离开磁场的过程中产生的感应电动势为则感应电流为综上所述可知B正确，ACD错误。故选B。4、A【解析】磁场是一种特殊物质形态，既看不见又摸不着．因此引入磁感线来帮助我们理解磁场，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表磁场的方向．而小段通电导线放在磁场中有磁场力作用，但要注意放置的角度【详解】磁感线的疏密表示磁场的强弱；a处的磁感线比b处密，则a点磁感强度比b点大，即Ba＞Bb．故A正确，B错误；当将一小段通电导线放入磁场时，安培力的大小与夹角有关，故无法比较通电导线在两处的安培力大小．故CD错误．故选A【点睛】本题要求能明确磁感线的性质，知道磁感线的疏密程度来表示磁感应强度的大小．密的地方磁感应强度大，疏的地方磁感应强度小．这些特点和电场中的电场强度的方向和大小非常类似；同时还要明确安培力的大小与磁场强弱、电流大小以及放置夹角均有关5、C【解析】电动机消耗的总功率P=IU电动机的热功率：Pr＝I2r则输出的机械功率P输出=P-Pr=IU-I2r故C正确，ABD错误。故选C。6、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。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.由于洛伦兹力不做功，所以从A到C过程中，只有重力做功，故有，解得，在C点受到竖直向上的洛伦兹力，大小为，A正确；B.在C点，受到向上的洛伦兹力，向上的支持力，向下的重力，三者的合力充当向心力，故有，解得，B错误；C.小球从C到D过程中，洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F的增大．C错误；D.小球从C到D的过程中小球的速率不变，而洛伦兹力和支持力不做功，所以小球的动能不变，拉力F的功率与重力的功率大小相等，方向相反．由运动的合成与分解可知，小球从C向D运动的过程中，竖直方向的分速度越来越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正确.故选AD。【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路

正确的受力分析除重力．弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析

正确分析物体的运动状态找出物体的速度．位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成8、BD【解析】A项：缩小两极板间的距离，由公式可知，电容增大，由公式可知，U减小，由于下极板接地，所以上板的电势降低，故A不可行；B项：加大两极板间的距离，由公式可知，电容减小，由公式可知，U增大，由于下极板接地，所以上板的电势升高，故B可行；C项：在两极板间插入电介质即介电常数增大，由公式可知，电容增大，由公式可知，U减小，由于下极板接地，所以上板电势降低，故C不可行；D项：使两极板的正对面积减小一些，由公式可知，电容减小，由公式可知，U增大，由于下极板接地，所以上板的电势升高，故D可行故选BD9、BD【解析】A．PQ两质点平衡位置间的距离为半个波长，P点距波源近，P点先振动，所以P点振动比Q点振动超前半个周期，故A错误；BD．PQ两质点平衡位置间的距离为半个波长，振动反相，两质点的位移大小始终相等，在相同的时间内两质点通过的路程大小相等，故B正确，D正确；C．时间t=0.25s=0.2s+0.05s=T+T在一个周期内质点通过的路程等于4A，但在T内，质点通过的路程不一定等于A，只有质点从平衡位置或最大位移处开始振动，个周期内通过的路程才等于A，图中质点P在t=0时刻，不是处于最大位移处也不是位于平衡位置，而是距平衡位置2cm，所以通过的路程不等于A，所以在0.25s时间内质点P运动的路程不等于5A，即不等于20cm，故C错误；故选BD。10、ACD【解析】A．两相同的小球接触后电量均分，故两球所带电荷量相等，选项A正确；B．对A球受力分析，由几何关系，两球接触后分开后，悬线与竖直方向的夹角为37°，根据平行四边形法则可得选项B错误；C．根据库伦定理解得选项C正确；D．AB带等量的同种电荷，故在A、B两球连续中点处的电场强度为0，选项D正确。故选ACD。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.图见解析②.2.90③.2.0【解析】(1)[1]在图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，画出U－I图线如图所示：(2)[2]由电源U-I图象与纵轴的交点可以知道电源电动势E=2.90V；[3]电源内阻：12、①.0②.4【解析】作出三角形的外接圆，其圆心O在ab的中点，该点电势为2V，OC为等势线，作出OC的垂线MN为电场线，根据U=Ed，顺着电场线MN，找出离O点最远的点，电势最低；逆着电场线，离O点最远点电势最高如图所示，取ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，则：O点的电势为故Oc为等势线，其垂线MN为电场线，方向为：M→N所以外接圆上电势最低点为N点，最高点为M点设外接半径为R，则Op间的电势