天津市蓟州等部分区2027届物理高二上期末考试试题含解析

天津市蓟州等部分区2027年物理高二上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、电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点,则()A.A点的电场强度较大B.因为B点没有电场线,所以电荷在B点不受电场力的作用C.同一点电荷放在A点受到的电场力比放在B点时受到的电场力小D.负点电荷放在A点由静止释放,将顺着电场线方向运动2、如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)．若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为()A. B.C. D.3、通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（）A.时刻线圈中感应电动势最大B.时刻线圈中磁通量为零C.时刻线圈平面与中性面重合D.、时刻线圈中感应电流方向相同4、不断发现和认识新现象，进而理解事物的本性，这是一切科学发展的必由之路。下列说法正确的是A.放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的B.原子核越大，它的比结合能越大C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构D.如果大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出6种不同频率的光5、如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0．若弹簧发生的均是弹性形变，则（）A.保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B.保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量大于2x0C.保持Q不变，将q变为-q，平衡时弹簧的缩短量大于x0D.保持q不变，将Q变为-Q，平衡时弹簧的缩短量小于x06、跳台滑雪是利用自然山形建成的跳台进行的滑雪运动之一，起源于挪威．运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道下滑，借助下滑速度和弹跳力，使身体跃入空中，在空中飞行约4-5秒钟后，落在山坡上．某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变二、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、图中a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是（）A.带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的B.a点的电势比b点的电势高C.带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小D.a点的电场强度比b点的电场强度大8、如图所示，一单匝闭合矩形金属线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′匀速转动，转轴OO′过ad边和bc边的中点。从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系式为（Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈的电阻为2.0，下列说法正确的是（）A.穿过线圈的磁通量的最大值为WbB.在任意1s时间内，线圈中通过的电流的方向改变20次C.线圈中通过的电流的有效值约为3.14AD.在任意1s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86J9、如图所示，两平行正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，形成的匀强电场强度为E，在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，ab为两金属板间与板平行的中心线，如果带电粒子进入电场前的速率v=，且粒子重力不计，则下列判断正确的是A.带正电粒子沿ab方向从左侧进入场区，粒子能沿直线通过场区B.带负电粒子沿ba方向从右侧进入场区，粒子能沿直线通过场区C.不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过场区D.不论粒子电量如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过场区10、如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在一正电荷形成的电场中，A、B两点为枕形导体内部两点。导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A.A、B两点电场强度相等，电势相等B.A、B两点电场强度不相等，电势相等C.感应电荷产生的附加电场EA<EBD..当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动三、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）在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1kΩ和0.1Ω，如图所示为实验原理图及所需器件图。(1)在图中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路_______。(2)一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在表格中画出U­I图象，根据图象读出电池的电动势E＝________V，求出电池内阻r＝________Ω。I(A)0.120.200.310.320.500.57U(V)1.371.321.241.181.101.05(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir列方程求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大。12．（12分）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2。(1)计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用。其中所选择方法正确的是______（填“甲”或“乙”）同学。(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为__________m/s2（保留两位有效数字），从而计算出阻力f=_________N（保留到小数点后两位）。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、A【解析】电场线的疏密反映电场强度的相对大小，电场线越密，场强越大．顺着电场线，电势降低．同一电荷在电场强度大的地方受到的电场力大．电场线是曲线，粒子的运动轨迹与电场线不一致.【详解】由图可知，A点处电场线较密，电场强度较大．故A正确．电场线的疏密代表电场的强弱，故在任意两条电场线之间虽没有电场线，但仍有电场，故B错误．A点的电场强度较大，同一点电荷放在A点受到的电场力较大．故C错误．负电荷放在A点受到的电场力沿电场线的切线方向，由静止释放后，负电荷将离开电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致．故D错误．故选A【点睛】本题考查对电场线物理意义的理解．要注意只有当电场线是直线，而且电荷无初速度或初速度方向与电场线共线时，电荷的轨迹才与电场线一致2、D【解析】AB.由题图乙可知，0～t1内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故0～t1内磁感应强度与时间的关系是一条斜线，A、B错误；CD.又由于0～t1时间内电流的方向为正，即沿abcda方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向向里，故0～t1内原磁场方向向里减小或向外增大，因此D正确，C错误3、A【解析】A．图像的斜率表示磁通量变化率，由图像可知，时刻斜率最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时感应电动势最大，故A正确；B．由图像可知，时刻斜率为零，即此时电动势为零，则此时线圈的磁通量最大，故B错误；C．由图像可知，时刻磁通量为零，则此时线圈平面与中性面垂直，故C错误；D．图像斜率的正负可示电动势的正负(即方向)，由图像可知，、时刻线圈中感应电流方向相反，故D错误。故选A。4、C【解析】A．原子核的半衰期与所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，故A错误；B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，则原子核越大，它的结合能越高，但比结合能不一定越大，故B错误；C．电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子还能再分，故C正确；D．大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出即3种频率光，故D错误。故选C。5、C【解析】根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可【详解】设弹簧的劲度系数为K,原长为x.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0，则有：…①A.保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：Kx1=…②由①②解得：x1<2x0，故A错误；B.同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，故B错误；C.保持Q不变,将q变为−q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C正确；D.保持q不变，将Q变为−Q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，故会进一步压缩弹簧，故平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误故选C6、C【解析】运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量；根据动能定理可知合外力做功；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小.【详解】运动员做曲线运动，合力方向与速度不共线，所受的合力不为零，选项A错误；运动员所受的摩擦力等于重力沿曲面向下的分量，可知运动员沿AB下滑过程中，摩擦力减小，选项B错误；根据动能定理可知，动能的变化量为零，可知合外力做功一定为零，选项C正确；运动员的动能不变，势能减小，则机械能减小，选项D错误；故选C.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、ABD【解析】A．带电质点从a由静止释放，能沿电场线竖直向上运动，电荷所受的电场力一定竖直向上，且a、b点在同一条电场线上，故电荷受到的电场力方向相同，A正确；B．由题意知电场线的方向竖直向上，沿电场线方向电势降低，故a点的电势一定比b点的电势高，B正确；C．带电质点在整个向上运动的过程中，电场力均做正功，故电荷的电势能减小，即在a点的电势能比在b点的电势能大，C错误；D．由题意可知，带电质点先加速上升，后减速上升，故一定要考虑重力，且加速阶段电场力大于重力，减速阶段电场力小于重力，故a点的电场强度比b点的电场强度大，D正确。故选ABD。8、BD【解析】A．由表达式可知，穿过线圈的磁通量的最大值为BS=0.1Wb，故A错误；B．周期，一个周期内电流方向改变两次，故在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变20次，故B正确；C．转动的角速度为ω=20πrad/s，产生的感应电动势最大值为Em=NBSω=2πV电动势的有效值为E=πV线圈中电流的有效值为故C错误；D．在任意ls时间内，线圈克服安培力所做的功故D正确；故选BD。9、AC【解析】带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡时，才能沿直线通过，根据左手定则判断洛伦兹力方向，确定两个力能否平衡，即可判断粒子能否沿直线运动【详解】A项：正电粒子沿ab方向从左侧进入场区，根据左手定则判断可知，粒子受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，此时洛伦兹力qvB=qE，与电场力二力平衡，粒子能沿直线通过场区．故A正确；B项：负电粒子沿ba方向从右侧进入场区，根据左手定则判断可知，粒子受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向上，粒子将做曲线运动，不能沿直线通过场区．故B错误；C项：不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，受力分析发现粒子受的洛伦兹力方向、电场力方向始终相反，此时洛伦兹力qvB=qE，与电场力二力平衡，粒子能沿直线通过场区．故C正确；D项：不论粒子电量如何，沿ba方向从右侧进入场区，受力分析发现粒子受洛伦兹力、电场力方向始终相同，都向上或向下，不能沿直线通过场区．故D错误故选AC【点睛】本题考查对速度选择器工作原理的理解，由qE=qvB得，此结论与带电粒子的电性、电量无关，同时注意左手定则的应用10、AD【解析】AB．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，枕形导体左端带负电，右端带正电，达到静电平衡后感应电荷的电场与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，整个导体是一个等势体，选项A正确，B错误；C．A、B两点合场强相等，且都为零，由于点电荷形成的场强A点大于B点，则可知感应电荷产生的附加电场一定是EA>EB，选项C错误；D．当开关S闭合时，由于导体处在正电荷形成的电场中，故电子将从大地沿导线流向导体，选项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.见解析②.1.46③.0.71④.3⑤.4【解析】(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示。甲乙(2)根据U、I数据，在方格纸U­I坐标上找点描迹。如图乙所示，然后将直线延长，交U轴于V，此即为电源电动势；交I轴于I＝0.65A，注意此时U2＝1.00V，由闭合电路欧姆定律得则r≈0.71Ω(3)由图线可以看出第4组数据点偏离直线最远，若取第3组和第4组数据列方程组求E和r，相当于过图中3和4两点作一直线求E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大。12、①.乙②.9.5③.0.06【解析】(