2023-2024學(xué)年福建省福州市福建師大附中物理高二第一學(xué)期期末綜合測(cè)試試題含解析

2023-2024學(xué)年福建省福州市福建師大附中物理高二第一學(xué)期期末綜合測(cè)試試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A、B兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)在同一位置，它們的v-t圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A.0~20s，A在B的前面，20~40s，B在A的前面B.20s末，A、B在同一位置，且A、B速度相等C.40s末，A、B在同一位置，A的速度大于B的速度D.40s末，A、B之間的最大距離是50m2、質(zhì)量為m的帶電小球在a點(diǎn)水平射入豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則正確的說(shuō)法是（）A.小球帶負(fù)電B.小球在b點(diǎn)的加速度大于在a點(diǎn)的加速度C.小球的電勢(shì)能減小D.小球從a到b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3、如圖所示，虛線表示某電場(chǎng)的等勢(shì)面，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A運(yùn)動(dòng)到B的徑跡如圖中實(shí)線所示，粒子在A、B點(diǎn)的加速度分別為aA、aB，電勢(shì)能分別為EA、EB，下列判斷正確的是（）A.aA＞aB，EA＞EB B.aA＞aB，EA＜EBC.aA＜aB，EA＞EB D.aA＜aB，EA＜EB4、圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.磁鐵穿過(guò)不閉合鐵環(huán)B.導(dǎo)體棒分別向左右運(yùn)動(dòng)C.通電導(dǎo)線置于閉合鐵環(huán)正上方D.無(wú)限大的磁場(chǎng)中平動(dòng)的閉合鐵框5、如圖中半徑為的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞軸以角速度沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則通過(guò)電阻的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì))()A.由到,B.由到,C.由到,D.由到,6、如圖，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子（）A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 B.電勢(shì)能逐漸增加C.動(dòng)能逐漸增加 D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，一塊長(zhǎng)為a，寬為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入圖示方向的電流I時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下時(shí)，前后兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差U，下列說(shuō)法中正確的是A.前、后表面間電壓U與v無(wú)關(guān) B.前表面的電勢(shì)比后表面的高C.自由電子受到的洛倫茲力大小為 D.前、后表面間的電壓U與c成正比8、圖為質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片平板S下方有強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述正確的是A.粒子帶正電B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C.能通過(guò)的狹縫P的帶電粒子的速率等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小9、中國(guó)科學(xué)家首次觀察到反?；魻栃?yīng)．以下來(lái)分析一個(gè)常規(guī)霍爾效應(yīng)：如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上表面A和下表面A′之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和B的關(guān)系式為，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)，設(shè)導(dǎo)體板單位體積中自由電子的個(gè)數(shù)為n，電子量為e．則下列說(shuō)法正確的是（）A.A的電勢(shì)高于A′的電勢(shì)B.A的電勢(shì)低于A′的電勢(shì)C.霍爾系數(shù)D.霍爾系數(shù)10、如圖所示，平行板電容器的下極板接地，使上極板正帶電后，其電勢(shì)為φ．以下方法中，能使上極板電勢(shì)φ升高的是A.縮小兩極板間的距離B.加大兩極板間的距離C.在兩極板間插入電介質(zhì)D.使兩極板的正對(duì)面積減小一些三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）在描繪一個(gè)標(biāo)有“6.3V0.3A”小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到6.3V，并便于操作．已選用的器材有：學(xué)生電源（電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻約1Ω）；電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；量程為0~3A，內(nèi)阻約0.04Ω）；電壓表（量程為0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干（1）實(shí)驗(yàn)中還需要選擇一個(gè)滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)有以下兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，則應(yīng)選其中的_________（選填選項(xiàng)前的字母）A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，最大允許電流1A)B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1500Ω，最大允許電流0.3A)（2）實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選用圖1中的_________（選填“甲”或“乙”）（3）請(qǐng)根據(jù)（2）中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物電路的連線（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖3所示．由此可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓增加時(shí)，小燈泡的電阻值將________（選填“變大”或“變小”）12．（12分）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一個(gè)阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值(1)現(xiàn)有電源(4V，內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0～50Ω，額定電流2A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：A．電流表(0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)B．電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表(0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．電壓表(0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______(選填器材前的字母)(2)接通開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖所示，可得該電阻的測(cè)量值Rx＝______Ω．(保留2位有效數(shù)字)(3)若在本次實(shí)驗(yàn)中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________；若在本次實(shí)驗(yàn)中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是______．(選填選項(xiàng)前的字母)A．電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值B．電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值D．電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】A.開始階段，A的速度較大，A跑在甲的前面，20s后的一段時(shí)間內(nèi)，B的速度較大，A仍在B的前面，直到40s末兩者相遇，故A錯(cuò)誤B.在第20s末兩物體速度相等，由圖線的“面積”看出，這段時(shí)間內(nèi)A的位移大于B的位移，B還沒有追上A，故B錯(cuò)誤C.由圖可知，40s末兩者位移相等，此時(shí)A、B在同一位置，A的速度大于B的速度，故C正確D.在追上前，速度相等時(shí)，相距最遠(yuǎn)，故20s末相距最遠(yuǎn)，40s末時(shí)兩物體相遇，距離為0，故D錯(cuò)誤；故選C。2、C【解析】A、由圖示可知，小球向上偏轉(zhuǎn)，小球受到的電場(chǎng)力向上，電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，則小球帶正電，故A錯(cuò)誤；B、小球受到的電場(chǎng)力與重力恒定不變，小球受到的合力不變，由牛頓第二定律可知，小球的加速度不變，故B錯(cuò)誤；C、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，電勢(shì)能減小，故C正確；D、因小球受到的力為恒力，不可能有始終指向圓心的向心力，故小球不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤3、D【解析】根據(jù)粒子軌跡的彎曲方向可知帶電粒子受到的是靜電斥力，根據(jù)U=Ed知，等差等勢(shì)面越密的位置場(chǎng)強(qiáng)越大，B處等差等勢(shì)面較密集，則場(chǎng)強(qiáng)大，帶電粒子所受的電場(chǎng)力大，加速度也大，即aA＜aB根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)是降低的，結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡，可知，粒子帶負(fù)電，當(dāng)從A到B，電場(chǎng)線對(duì)帶負(fù)電粒子做負(fù)功，電勢(shì)能增加，則知B點(diǎn)電勢(shì)能大，即EA＜EB故選D。4、B【解析】A．磁鐵穿過(guò)不閉合鐵環(huán)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但不能形成感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體棒分別向左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路的磁通量變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B正確；C．通電導(dǎo)線置于閉合鐵環(huán)正上方時(shí)，穿過(guò)鐵環(huán)的磁通量總為零，則無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．無(wú)限大的磁場(chǎng)中平動(dòng)的閉合鐵框，磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。5、D【解析】金屬圓盤在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以等效為無(wú)數(shù)根長(zhǎng)為r的導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝Br2ω/2，由右手定則可知其方向由外指向圓心，故通過(guò)電阻R的電流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故選D項(xiàng)6、D【解析】AD．根據(jù)題意可知，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力與重力的合力與速度方向同線，粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此A錯(cuò)誤，D正確；BC．電場(chǎng)力和重力的合力水平向左，但是不知道粒子從左向右運(yùn)動(dòng)還是從右向左運(yùn)動(dòng)，故無(wú)法確定電場(chǎng)力做正功還是負(fù)功，則不確定粒子動(dòng)能是增加還是減少，電勢(shì)能減少還是增加，故BC錯(cuò)誤。故選D?！军c(diǎn)睛】考查根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來(lái)確定受力情況，帶電粒子在場(chǎng)中受到電場(chǎng)力與重力，根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的分析，可知電場(chǎng)力垂直極板向上，從而可確定粒子的運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，及根據(jù)電場(chǎng)力做功來(lái)確定電勢(shì)能如何變化。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解析】B．電流方向向右，電子向左定向移動(dòng)，根據(jù)左手定則判斷可知，電子所受的洛倫茲力方向向里，則后表面積累了電子，前表面的電勢(shì)比后表面的電勢(shì)高，故B正確。AD．由電子受力平衡可得：，解得：U=Bva，所以前、后表面間的電壓U與v成正比，前、后表面間的電壓U與c無(wú)關(guān)，故AD錯(cuò)誤。C．穩(wěn)定時(shí)自由電子受力平衡，受到的洛倫茲力等于電場(chǎng)力，即為：，故C正確。故選BC。8、AC【解析】根據(jù)帶電粒子經(jīng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度為粒子可通過(guò)選擇器，然后進(jìn)入，打在S板的不同位置，根據(jù)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，運(yùn)用左手定則可以判斷粒子帶正電還是負(fù)電，以及速度選擇器中的磁場(chǎng)的方向詳解】粒子垂直磁場(chǎng)向下進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，故A正確；粒子帶正電，則受電場(chǎng)力向右，由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直直面向外，故B錯(cuò)誤；由，得，此時(shí)離子受力平衡，可沿直線穿過(guò)選擇器，故C正確；由，知R越小，荷質(zhì)比越大，故D錯(cuò)誤9、BD【解析】根據(jù)左手定則判斷電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定電勢(shì)的高低．抓住電子所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，結(jié)合電流的微觀表達(dá)式求出霍爾系數(shù)的大小【詳解】根據(jù)左手定則知，電子向A板偏轉(zhuǎn)，則A的電勢(shì)低于A′的電勢(shì)，因?yàn)镮=nevS=nevhd，解得，根據(jù)evB＝e，解得U=vhB＝，因?yàn)閁=，則霍爾系數(shù)K=．故BD正確，AC錯(cuò)誤．故選BD【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意偏轉(zhuǎn)的是電子，掌握電流的微觀表達(dá)式，結(jié)合洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡進(jìn)行求解10、BD【解析】A項(xiàng)：縮小兩極板間的距離，由公式可知，電容增大，由公式可知，U減小，由于下極板接地，所以上板的電勢(shì)降低，故A不可行；B項(xiàng)：加大兩極板間的距離，由公式可知，電容減小，由公式可知，U增大，由于下極板接地，所以上板的電勢(shì)升高，故B可行；C項(xiàng)：在兩極板間插入電介質(zhì)即介電常數(shù)增大，由公式可知，電容增大，由公式可知，U減小，由于下極板接地，所以上板電勢(shì)降低，故C不可行；D項(xiàng)：使兩極板的正對(duì)面積減小一些，由公式可知，電容減小，由公式可知，U增大，由于下極板接地，所以上板的電勢(shì)升高，故D可行故選BD三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、①.（1）A②.（2）乙（3）③.（4）變大【解析】（1）（2）根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖；（4）根據(jù)圖象，應(yīng)用歐姆定律及影響燈絲電阻的因素分析答題【詳解】：（1）實(shí)驗(yàn)要求燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以要選擇最大值比較小的A；（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為，該電阻值相對(duì)于電壓表屬于小電阻，所以電流表應(yīng)采用外接法，且要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到6.3V，則滑動(dòng)變阻器需要分壓式，因此實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選乙；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：（4）在I-U圖象中，各個(gè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，隨電壓增大，各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率減小，所以可知待測(cè)電阻的電阻值增大【點(diǎn)睛】對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)要明確以下情況滑動(dòng)變阻器必須用分壓式接法：①要求電壓或電流從零調(diào)；②變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻；③用限流接法時(shí)通過(guò)電流表的電流大于電流表的量程12、①.B,②.C③.5.2④.B⑤.D【解析】解：（1）因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻Rx的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角來(lái)說(shuō)，所以電流表選擇0.6A的量程。（2）電壓表的讀數(shù)為U=2.60V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；電阻阻值：（3）甲圖采用的是電流表外接法，實(shí)際上電壓表并不是理想電表，所以電壓表也有電流通過(guò)，電流表測(cè)量的電流是流經(jīng)Rx和電壓表的電流之和，所以產(chǎn)生誤差的主要原因是電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值，導(dǎo)致測(cè)量的電阻Rx比實(shí)際偏小