湖南省长沙二十一中2027届物理高二第一学期期末统考试题含解析

湖南省长沙二十一中2027届物理高二第一学期期末统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、四条长直导线垂直纸面固定在如图所示的位置，其中三条导线到导线的距离相等且与导线的连线互成120°角，四条导线均通有电流强度为、方向如图的电流，此时导线对导线的安培力为，则关于导线所受安培力的合力，下列说法正确的是A.大小为，方向由指向B.大小为，方向由指向C.大小为，方向由指向D.大小为，方向由指向2、未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是A.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小3、关于电源的电动势，下列说法正确的是（）A.电源电动势在数值上等于将电源接入电路后电源两极间的电压B.电源把其它形式的能转化为电能越多，电动势就越大C.在闭合电路中，电动势与电路中的电流成正比D.在闭合电路中，电动势在数值上等于路端电压与电源内阻电压之和4、如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：4。线圈中产生的感应电动势分别为和，某时刻磁通量分别为和，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是A.：=2：1，：=4：1B.：=1：1，：=1：1C.：=2：1，：=1：1D.：=1：1，：=4：15、如图c所示，装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝（R1）引线上方绕有金属电阻丝（R2），如图a所示；即使R1断了，R2仍能导电．下列对电路情况的几种分析中正确的是（）①根据工作特性，R1大于R2；②根据工作特性，R1应该小于R2；③当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变暗；④当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮A.①③B.①④C.②③D.②④6、科学家在物理学的研究使用了许多研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是()A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了等效法B.在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是微元法C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法D.在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了类比法二、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，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时()A.磁铁对桌面的压力增大B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁受到向右的摩擦力作用D.磁铁受到向左的摩擦力作用8、如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以通电导线为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d9、如图所示为两列相向传播的振幅、波长都相同的横波，它们在O点相遇，此后可能出现的状态是A. B.C. D.10、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确是A.回旋加速器交流电的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半B.利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径RC.回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大D.粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功一样多三、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）如图甲所示，为了观察双缝干涉图样，在暗室中做光的干涉实验，打开激光器，让一束黄色的激光通过双缝（1）在光屏上观察到的图案应该是图乙中的______（选填“a”或“b”）；（2）为了让光屏上观察到的条纹间距变大，下列做法可行的是______A．其它条件不变，只将光源换为红色激光光源B．其它条件不变，只将光源换为蓝色激光光源C．其它条件不变，只换一个双缝间距较小的双缝D．其它条件不变，只减小双缝与光屏的距离12．（12分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，则接入电路的金属丝长度为______cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，则金属丝的直径为______mm。（2）在接下来实验中发现电流表量程太小，需要通过测量电流表的满偏电流和内阻来扩大电流表量程。他设计了一个用标准电流表G1（量程为0～30μA）来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。①实验步骤如下：A.分别将R1和R2的阻值调至最大。B.合上开关S1。C.调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数I1如图甲所示，则I1=______μA。D.合上开关S2。E.反复调节R1和R2的阻值，使G2的指针偏转到满刻度的一半，G1的示数仍为I1，此时电阻箱R2的示数r如图乙所示，则r=______Ω。②若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=______。（用I、I1、r表示）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）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，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】根据题图可知，考查了通电导线之间的安培力的计算；导线的电流方向相同二者相互吸引，电流方向相反二者相互排斥，由此进行分析【详解】导线的电流方向相同二者相互吸引，电流方向相反二者相互排斥，则d导线的受力情况如图所示：根据力的平行四边形法则可知，d导线所受安培力的合力大小为2F，方向沿dc方向故D正确，ABC错误【点睛】掌握电流之间相互作用的情况是解题的关键2、B【解析】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误3、D【解析】A．在闭合电路中，电动势在数值上等于路端电压（即电源接入电路后电源两极间的电压）与电源内阻电压之和，A错误，D正确；B．电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即所以电源把其它形式的能转化为电能越多，电动势不一定越大，B错误；C．电动势是电源本身具有的属性，和电路无关，C错误。故选D。4、D【解析】根据法拉第电磁感应定律：，a、b两线圈产生的感应电动势之比为：；根据磁通量，穿过a、b两线圈的磁通量之比为：A.：=2：1，：=4：1。与上述结论不符，故A错误；B.：=1：1，：=1：1。与上述结论不符，故B错误；C.：=2：1，：=1：1。与上述结论不符，故C错误；D.：=1：1，：=4：1。与上述结论相符，故D正确。故选：D5、C【解析】根据并联电路，电阻越小，则电流越大，所以金属电阻丝(R2)比每个灯的灯丝(R1)电阻大当灯的灯丝断了之后，电路中电阻增加，则电流变小，故亮度变暗．则①④的说法错误，②③的说法正确A、A项与上述分析结论不相符，故A错误；B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；C、C项与上述分析结论相符，故C正确；D、D项与上述分析结论不相符，故D错误6、C【解析】A.在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了建立理想模型法，故A错误B.在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是假设法，故B错误C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法，故C正确D.在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法．故D错误二、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】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向（切线方向），再根据左手定则判断安培力方向，如下左图图；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，如下右图根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小；而静摩擦力向右．故B、C正确，A、D错误．故选BC【点睛】本题主要考查了磁场对电流的作用、安培力、共点力作用下的平衡等综合应用．属于中等难度的题目．本题关键先对电流分析，得到其受力方向，先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况8、BD【解析】当导线框向右平移时，穿过线圈的磁通量减少，根据右手螺旋定则与楞次定律可知，感应电流方向是a→d→c→b，即顺时针方向．故A错误；若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生．故B正确；当线圈以通电导线边轴转动时，由通电导线的磁场分布可知线圈的磁通量不变，因此没有感应电流；故C错误；当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是a→b→c→d．故D正确．故选BD【点睛】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，会根据楞次定律判断感应电流的方向9、BD【解析】当左列波的波峰和右列波的波谷相遇时，叠加后的图象为B；当两列波的波峰相遇时，叠加后的图象为D；而A和C是不可能出现的10、BD【解析】回旋加速器靠电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力，判断粒子的最大速度与什么因素有关．加速粒子时，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等【详解】加速粒子时，交变电场的周期必须与粒子在磁场中运动的周期相等，这样才能使得每次经过D型盒的狭缝中时都能被电场加速，选项A错误；当粒子运转半径等于D型盒的半径时粒子速度最大，即，则，则要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R，带电粒子获得的最大动能与加速电压无关，选项B正确，C错误；粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力对粒子做功均为qU，选项D正确；故选BD.【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，以及知道最大速度与什么因素有关三、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.（1）b②.（2）AC【解析】（1）根据双缝干涉条纹的特点确定哪个图案是双缝干涉条纹（2）根据△x＝λ判断使条纹间距变大的方案【详解】（1）双缝干涉条纹等间距、等宽，可知在光屏上观察到的图案应该是图乙中的b（2）双缝干涉条纹的间距△x＝λ，只将光源换为红色激光光源，光的波长变大，则条纹间距变大，故A正确．只将光源换为蓝色激光光源，光的波长变小，则条纹间距变小，故B错误．只换一个双缝间距较小的双缝，即d变小，则条纹间距变大，故C正确．只减小双缝与光屏的距离，即L减小，则条纹间距变小，故D错误．故选AC【点睛】解决本题的关键知道双缝干涉条纹的特点，掌握双缝干涉条纹间距公式，知道影响条纹间距的因素12、①.22.46②.0.850③.25.0④.508⑤.【解析】（1）[1]毫米刻度尺读数要估读到0.1mm，故读数为224.6mm=22.46cm；[2]螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm；可动刻度读数故毫米刻度尺读数为；（2）①[3]C.微安表最小分度为1μA，故指针示数为25.0μA；E.