2027届河北省石家庄二中雄安校区安新中学高二上物理期末统考试题含解析

2027届河北省石家庄二中雄安校区安新中学高二上物理期末统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。下列说法正确的是（）A.粒子从磁场中获得能量B.粒子被电场加速后，运动越来越快，走过半圆的时间越来越短C.D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越小D.粒子第2次和第3次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：2、如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是（）A.P的a端不带电荷，b端带负电荷B.P的a端带正电荷，b端不带电C.P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等D.导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量3、如图所示是示波器原理图，电子被电压为U1的加速电场加速后射入电压为U2的偏转电场，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点，P点与O点的距离叫做偏转距离，偏转电场极板长为L，板间距离为d，为了增大偏转距离，下列措施可行的是A.增大U1B.增大U2C.减小LD.增大d4、下列说法正确的是A.元电荷就是电子或质子B.元电荷是最小电荷量，又称“基本电量”C.油滴所带的电荷量可能是3.6×10-19CD.法国物理学家库仑最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值5、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感应电动势的图象，根据图象可知A.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB.此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50πt)VC.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为零6、如图所示，当交流电源电压恒为220V，频率为50Hz时，三只灯泡A、B、D的亮度相同，若只将交流电的频率改为100Hz，则()A.A灯最暗B.B灯最暗C.D灯最暗D.三只灯泡的亮度依然相同二、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、一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图象如图所示，、分别是带电粒子在A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的有（）A.A处的场强一定小于B处的场强B.A处的电势一定高于B处的电势C.带电粒子从A到B的过程中，电场力一定对它做正功D.带电粒子在A处的电势能一定小于B处的电势能8、一斜面固定在水平面上，在斜面顶端有一长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为µ，木板上固定一轻质弹簧测力计，弹簧测力计下面固定一个光滑的小球，如图所示，木板固定时，弹簧测力计示数为F1，由静止释放后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，斜面的高为h，底边长为d，则下列说法正确的是()A.稳定后弹簧一定处于压缩状态B.稳定后弹簧仍处于拉伸状态C.D.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，a、b、c、d为一边长为l的正方形的顶点,电荷量均为q（q<0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k,不计重力．下列说法正确的是A.过b、d点的直线位于同一等势面上B.b点的电场强度大小为C.在两点电荷产生的电场中，a、c两点的电势最低D.在b点从静止释放电子，到达d点时速度为零三、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）设金属导体的横截面积为，单位体积内的自由电子数为，自由电子定向移动速度为，那么在时间内通过某一横截面积的自由电子数为_________；若电子的电荷量为，导体中的电流为，则电子定向移动的速率为_________。12．（12分）在测定电源电动势和内电阻实验中，选择合适的器材组成如图所示的电路（1）将电阻箱R阻值调到R1=28Ω时，电压表读数为U1=1.4V，将电阻箱R阻值调到R2=13Ω时，电压表读数为U2=1.3V，根据这两组数据求得电源电动势E=___V；内电阻r=___Ω．（保留两位有效数字）（2）多次改变电阻箱的电阻R，读出对应的电压表读数U，然后用图象法处理数据，以电压表读数U为纵轴，以为横轴，做出图象得到一条直线．电动势等于图象的___；内电阻等于图象的___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）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）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

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、D【解析】A．磁场使粒子偏转，电场使粒子加速，粒子从电场中获得能量，故A错误；B．粒子在磁场中的运动周期，可知粒子在D型盒每个半圆周内的运动时间都是相同的，选项B错误；C．根据，最大动能可知D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越大，选项C错误；D．则由动能定理，qU=△Ek，可知，每一次通过狭缝时获得的能量相同，粒子第2次和第3经过两D形盒间狭缝后的动能之比是2：3，所以速度之比是，根据：得：轨道半径之比为．故D正确；故选D。2、B【解析】金属导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为新导体的靠近Q的一端，而大地是远离Q的一端，由于静电感应的作用，靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷，即带上正电荷．接地的过程应是b端感应出来的负电荷被导到大地上，所以b端不带电．故B正确，考点：考查了静电感应现象3、B【解析】电子先加速后进入偏转电场后做类平抛运动，根据动能定理得到加速获得的速度表达式，运用运动的分解，得到偏转距离的表达式进行分析即可【详解】电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1=mv02，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，，所以为了增大偏转距离，可以增大L、减小d、减小U1、增大U2，故B正确，ACD错误；故选B【点睛】本题关键是分直线加速和类似平抛运动过程，根据动能定理和分运动公式列式求解出侧移量表达式进行分析4、B【解析】A项：元电荷是指最小的电荷量，不是电荷，不是指质子或者电子，故A错误；B项：元电荷是最小电荷量，又称“基本电量”，故B正确；C项：任何带电体所带电荷都等于元电荷的整数倍，所以油滴所带的电荷量不可能是3.6×10-19C，故C错误；D项：密立根最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值故D错误故选B5、D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100πt，故AB错误；C、t=0.01

s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=0.02

s时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D正确；故选D【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大6、A【解析】三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过LA的电流变小，变暗，流过LB的电流变大，变亮，流过LD的电流不变，亮度不变，A正确；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、AC【解析】v-t图象的斜率等于加速度，由v-t图象看出，质点做加速度增大的加速运动，而质点在电场中仅受电场力作用，则知电场力增大，说明电场强度增大，即有A处的场强一定小于B处的场强．故A正确．由于电荷的电性未知，不能判断电场线的方向，也就无法判断电势的高低．故B错误．质点的动能增大，由能量守恒定律得知，其电势能一定减小，电场力一定对它做正功，则有电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能．故C正确，D错误．故选AC【点睛】本题首先要根据速度图象的斜率读出质点加速度的变化，判断场强的大小，从能量的角度可判断电势能及电场力做功的正负8、BC【解析】AB.平衡时，对小球分析F1=mgsinθ…①木板运动后稳定时，对整体分析有：a=gsinθ-μgcosθ…②则a＜gsinθ，根据牛顿第二定律得知，弹簧对小球的弹力应沿斜面向上，弹簧处于拉伸状态．选项A错误，B正确；CD.对小球有mgsinθ-F2=ma…③而tanθ＝…④联立①②③④计算可得．选项C正确，D错误.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、BC【解析】先求解两个电荷单独存在时在b点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到b点的场强；根据等量同种点电荷的电场的特点判断b、d连线上各点电势的关系．根据电子的受力情况分析运动【详解】顺着电场线电势逐渐降低；由等量同种点电荷的电场分布的特点可知，过b、d的直线不是等势面，在ac中点的电势最低．故A错误；ac两电荷在b点的电场强度是矢量合，Ea＝Ec＝，则b点的电场强度大小为：E＝2Eacos45°＝，故B正确；因负电荷放在a、c两点，可知在两点电荷产生的电场中，a、c两点的电势最低，选项C正确；在b点从静止释放的电子，由于受到垂直ac向上的斥力作用，则电子将向上运动，不会到达d点，选项D错误；故选BC.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、①.②.【解析】[1]在时间内通过某一横截面积的自由电子数为：；[2]根据电流的定义式：解得：12、①.1.5②.2.0③.纵轴截距④.斜率的绝对值【解析】由闭合电路欧姆定律，分别研究电阻箱电阻为R1和R2的情况，列出含有电动势和内阻的方程组求解；由图象中的截距的含义及闭合电路的欧姆定律的表达式要求得电动势和内电阻【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可知：E＝U+Ir＝U+r，根据题意可知：E＝1.4+r，E＝1.3+r，解得：E＝1.5V，r＝2.0Ω（2）由图示电路图可知，电源电动势：E＝U+Ir＝U+r，整理得：U＝E﹣r，则U﹣图象与纵轴的截距等于电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻【点睛】本题是一道电学测定某电源的电动势