山西省长治市太行中学2027届高二上物理期末综合测试试题含解析

山西省长治市太行中学2027届高二上物理期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（）A.电动机的机械功率是20W B.电阻R消耗的电功率是5WC.电动机线圈的电阻是20Ω D.电动机产生的电热功率是20W2、质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动。x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，则下列说法正确的是（）A.质点的初速度为3m/sB.质点所受合外力为5N，做匀变速曲线运动C.1s末质点x方向和y方向速度大小相等D.2s内质点的位移大小为16m3、如图所示，人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动．则这两颗卫星相比A.卫星A的角速度较大 B.卫星A的加速度较大C.卫星A的周期较大 D.卫星A的线速度较大4、如图所示，中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（）A B.C. D.5、如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀分布着正电荷，O为球心。现从球壳上A处挖出足够小的带电荷量为＋q的一部分，并将它沿OA延长线移距离R到B处。若球壳其它部分带电情况不变，已知静电力常量为k，则此时球心O点的电场强度为（）A.，方向沿B到OB.，方向沿O到BC.，方向沿O到BD.，方向沿B到O6、如图所示，坐标系xOy位于纸面内，两根直导线M、N垂直纸面放置，M、N位于x轴上关于O点对称．若在M、N中通有大小相等的电流，M中电流方向垂直纸面向外，N中电流方向垂直纸面向里，两电流在y轴上的P点产生的合磁场方向为A.x轴正方向B.x轴负方向C.y轴正方向D.y轴负方向二、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，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增加而变小)．闭合开关，当照射到R3的光照强度增加时，以下判断正确的是（）A.电流表示数一定变小 B.电压表示数一定变小C.R2的功率一定变大 D.R1的功率一定变大8、半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子)，以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体．图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电势差U，若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法中正确的是A.如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体B.如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体C.其它条件不变，增大c时，U增大D.其它条件不变，电流I取值越大，电势差U越大9、粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速器的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是A.质子被加速后的最大速度不能超过2πRfB.加速的质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大C.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为D.不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子10、如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是（）A.前侧面电势较高 B.后侧面电势较高C.磁感应强度为 D.磁感应强度的大小三、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）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=_____________mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=_____________mm；（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为_________。（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R直流电源E（电动势4V，内阻不计）开关S导线若干电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）电流表选择_________，电压表选择_________，滑动变阻器选择________。为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图____________，并连接实物图_____________。（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ＝________．（不要求计算，用题中所给字母表示）12．（12分）某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）B．电流表A1（量程0～3mA，内阻Rg1＝10Ω）C．电流表A2（量程0～0.6A，内阻Rg2约为0.1Ω）D．滑动变阻器R1（阻值范围0～20Ω，额定电流10A）E．滑动变阻器R2（阻值范围0～200Ω，额定电流1A）F．电阻箱R0（阻值范围0～999Ω）G．开关和导线若干（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图a、b、c、d所示的四个参考实验电路，并计划用图象法处理实验数据，其中最合理的是图________所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)（2）该同学选出合理的实验电路后，把与R0串联的电流表当作量程为0～3V的电压表使用，于是将电阻箱R0的阻值调至________Ω（3）下图为该同学利用(1)中选出的合理的实验电路测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，被测干电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω．（结果保留2位小数）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、B【解析】电动机消耗的总功率为：P="IU=20"W，选项AD错误；电阻R消耗的电功率为PR=125W="5"W，选项B正确；电动机不是纯电阻电路，故不适用欧姆定律，故电动机线圈的电阻，电动机产生的电热功率不是20W选项CD错误；故选B2、C【解析】A．由x方向的速度图象可知，质点x轴方向初速度为：vx=3m/s，y轴方向初速度为：质点的初速度为：故A错误；B．x方向上做匀加速直线运动，由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为：受力F=ma=2Ny方向做匀速直线运动，没有加速度，显然质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，质点做匀变速曲线运动，故B错误；C．1s末质点在x方向的速度大小是4m/s，y方向的速度为4m/s，两者速度大小相等，方向不同，故C正确；D．2s内水平方向上位移大小为：竖直方向上位移大小为：y=8m合位移大小为：故D错误。故选C。3、C【解析】卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，可以根据牛顿第二定律求解本题【详解】根据万有引力提供向心力由公式可以随着高度的增大除了周期在增大以外，线速度、角速度、加速度都在减小，故C对；ABD错；故选C4、A【解析】由点电荷的场强决定式可知，B、C处两个下夸克在O点的电场强度大小均为，方向夹角120°，合场强沿AO方向，大小为，A处的上夸克在Ｏ点的电场强度同样沿AO方向，大小为，所以三个夸克O处产生的电场强度为同向的和叠加，结果是，A正确5、B【解析】球壳内部电场的形成是球壳剩余部分的电荷形成的，在球壳表面A处取下一面积足够小，所以对于球壳内部的场强影响可以忽略，电场线仍是由球壳各点沿曲线指向A点，根据矢量合成原理可知，球心O点场强是由A点关于圆心O的对称点的电荷形成的场强与B点在O点形成的场强的合场强，故大小为：方向沿O到B。A．，方向沿B到O与分析不符，故A错误；B．，方向沿O到B与分析相符，故B正确；C．，方向沿O到B与分析不符，故C错误；D．，方向沿B到O与分析不符，故D错误。故选：B。6、C【解析】根据安培右手定则，导线M在O点产生的磁场方向沿y轴正方向，导线N在O点产生的磁场方向沿y轴正方向，故坐标原点O处的合磁场沿y轴正方向【点睛】知道磁场的矢量叠加原理，并能熟练使用安培右手定则，是解决问题的关键二、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、BC【解析】由光敏电阻的性质可知光照强度的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化；同时还可得出路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过R2的电流的变化，由功率公式即可得R3的功率的变化【详解】当照射到R3的光照强度增加时，R3的电阻减小，根据“串反并同”知，与R3串联的用电器的电流，电压，电功率都与R3的变化相反，与R3并联的用电器的电流，电压，电功率都与R3的变化相同，所以电流表的示数增大，电压表示数减小，R2的功率增大，R1的功率减小，故B、C正确故选BC【点睛】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质8、AD【解析】根据左手定则判断带电粒子的电性，根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式，再根据电流的微观表达式列式，最后联立求解即可【详解】电流向右，磁场垂直向内，若上表面电势高，即带正电，故粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正电的“空穴”，是P型半导体，故A正确，B错误；最终洛伦兹力和电场力平衡，有：evB=e；电流的微观表达式为：I=nevS=nevbc；解得，则其它条件不变，增大c时，U减小；其它条件不变，电流I取值越大，电势差U越大，故C错误，D正确；故选AD【点睛】本题关键是明确霍尔效应的原理，知道左手定则中四指指向电流方向，注意单位体积内的载流子数目表达式的各物理量的含义9、AC【解析】质子在回旋加速器中被加速，需要满足质子做圆周运动的周期与交变电压的周期相等，质子的最大动能由D型盒的半径R决定，故B错误；由半径公式可知质子的最大速度，且满足周期，可得最大速度，故A正确；质子在电场中加速，根据动能定理，第一次通过狭缝有，第二次通过狭缝有，由两式可知，故C正确；质子的电荷数和质量数都是1，粒子（氦核）的电荷数为2，质量数为4，两种粒子的比荷并不相等，由周期公式可知两种粒子的周期也不相等，不改变磁感应强度B和交流电的频率f，则不满足粒子做圆周运动的周期与交流电的周期相等，该加速器就不能加速a粒子，故D错误10、BC【解析】AB．电子定向移动方向和电流方向相反，所以电子定向移动方向沿x轴负方向，根据左手定则判断，电子受力方向指向前侧面，所以前侧面电势低，后侧面电势高，A错误B正确CD．当金属导体中自由电子定向移动时受洛仑兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受电场力和洛仑兹力平衡时，前后两侧产生恒定的电势差，则：，，，联立以上几式解得：，D错误C正确三、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、①.50.15②.4.700③.220④.A2⑤.V1⑥.R1⑦.⑧.⑨.【解析】(1)[1]主尺读数为5cm=50mm，游标上第3条刻度线与主尺对齐，读数为3×0.05mm=0.15mm，则长度为50.15mm；(2)[2]螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.200mm，则直径为4.700mm；(3)[3]电阻的阻值：R=22×10Ω=220Ω；(4)[4]电阻中最大电流约为则电流表选A2；[5]电源电动为4V，电压表选V1[6]要求测得多组数据进行分析，所以应该采用分压式接法，选择较小最大值的滑动变阻器，故选R1，[7]因为，，则：，故选择电流表外接法。实验电路如图：[8]根据电路图画出的实物图如图所示：(5)[9]由电阻定律，；代入解得。12、①.b②.D③.990④.1.48⑤.0.85【解析】(1)[1][2]上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．四个参考实验电路，其中合理的是b，因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D(2)[3]根据欧姆定律可知：