湖南省長郡中學(xué)、衡陽八中等十三校重點(diǎn)中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二第一學(xué)期期末統(tǒng)考試題含解析

湖南省長郡中學(xué)、衡陽八中等十三校重點(diǎn)中學(xué)2023-2024學(xué)年物理高二第一學(xué)期期末統(tǒng)考試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號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鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動，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，先劃掉原來的答案，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效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請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、如圖所示，直角三角形ABC中存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，比荷相同的兩帶電粒子沿AB方向從A點(diǎn)射入磁場，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，不計(jì)粒子重力。下列說法正確的是（）A.從P點(diǎn)射出的粒子速度大B.從Q點(diǎn)射出的粒子在磁場中運(yùn)動的周期大C.從Q點(diǎn)射出的粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間長D.兩粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間一樣長2、如圖a所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)?，F(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動，運(yùn)動中桿ab始終垂直于框架。圖b為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是（）A.B.C.D.3、如圖所示，磁場中有一導(dǎo)線MN與“匸”形光滑的金屬框組成閉合電路，當(dāng)導(dǎo)線向右運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的是A.電路中有順時(shí)針方向的電流 B.電路中有逆時(shí)針方向的電流C.導(dǎo)線的N端相當(dāng)于電源的正極 D.電路中無電流產(chǎn)生4、一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框在傾角為θ的光滑斜面上由靜止開始沿斜面下滑，隨后進(jìn)入虛線下方垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中．如圖所示，斜面以及虛線下方的磁場往下方延伸到足夠遠(yuǎn)．下列說法正確的是()A.線框進(jìn)入磁場的過程，b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)高B.線框進(jìn)入磁場的過程一定是減速運(yùn)動C.線框中產(chǎn)生的焦耳熱小于線框減少的機(jī)械能D.線框從不同高度下滑時(shí)，進(jìn)入磁場過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量相等5、圖甲和圖乙是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，和為電感線圈，、、是三個(gè)完全相同的燈泡．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)，燈逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈立即變亮，最終與的亮度相同下列說法正確的是A.圖甲中，與的電阻值相同B圖甲中，閉合，電路穩(wěn)定后，中電流小于中電流C.圖乙中，變阻器R的電阻值小于的電阻值D.圖乙中，閉合瞬間，中電流與變阻器R中電流相等6、如圖所示，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻為r=1Ω，定值電阻R1=4Ω，滑動變阻器R2變化的范圍為0~10Ω，以下說法正確的是A.當(dāng)R2=3Ω時(shí)，電源的輸出功率最大B.當(dāng)R2=3Ω時(shí)，R1上獲得的功率最大C.當(dāng)R2=3Ω時(shí)，電源的效率最大D.當(dāng)R2=5Ω時(shí)，R2上獲得的功率最大二、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。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、真空中有兩點(diǎn)電荷q1、q2分別位于直角三角形的頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B上，D為斜邊AB的中點(diǎn)，∠ABC=30°，如圖所示，已知A點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直AB向下，則下列說法正確的是（）。A.q1帶負(fù)電，q2帶正電B.D點(diǎn)電勢低于A點(diǎn)電勢C.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的一半D.q1電荷量的絕對值等于q2電荷量的絕對值的二倍8、磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，現(xiàn)持續(xù)將一束速度為v的等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，而整體呈中性）垂直于磁場方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，在相距為d、寬為a、長為b的兩平行金屬板A、B間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和一電流表及阻值為R電阻連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。穩(wěn)定時(shí)電流表的示數(shù)為I，等離子體在兩板間可認(rèn)為均勻分布，忽略邊緣效應(yīng)，不計(jì)等離子體的重力和電流表的內(nèi)阻，下列判斷正確的是（）A.B板相當(dāng)于電源的負(fù)極B.A、B板兩端的電壓U=BdvC.兩板間等離子體的電阻率D.若增大A、B兩板間的距離，電流表的示數(shù)可能不變9、如圖所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路，線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。則（）A.流經(jīng)電阻R1中的電流方向?yàn)閎到aB.回路中感應(yīng)電動勢的大小為C.回路中感應(yīng)電流大小為D.a與b之間的電勢差為10、如圖，在圖象中表示的是斯特林循環(huán)，是英國工程師斯特林于1816年首先提出而得名，圖中表示一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，和為等溫過程，該循環(huán)過程中，下列說法正確的是A.過程中，氣體從外界吸收熱量B.過程中，氣體分子的熱運(yùn)動變得更激烈C.過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D.過程中，內(nèi)能的增加量大于氣體從外界吸收的熱量三、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，不要求寫出演算過程。11．（6分）在利用碰撞做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，圖中斜槽部分與水平槽部分平滑連接，按要求安裝好儀器后開始實(shí)驗(yàn)．圖中設(shè)計(jì)有一個(gè)支柱（通過調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下）．先不放被碰小球，讓入射小球從擋板C處由靜止?jié)L下，重復(fù)若干次；然后把被碰小球放到支柱上，有重復(fù)若干次．在白紙上記錄下掛于槽口的重錘線在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)和各次實(shí)驗(yàn)時(shí)小球落點(diǎn)的平均位置，從左至右依次為O、M、P、N點(diǎn)，兩小球直徑相等，并用刻度尺測出OM、OP、ON的長度．入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2．則（1）入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應(yīng)該滿足m2_____m1（填“>”或“<”）（2）用螺旋測微器測量小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d=___________mm（3）當(dāng)所測的物理量滿足表達(dá)式_____________________（用所測物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球的碰撞遵守動量守恒定律（4）某次實(shí)驗(yàn)得到入射小球的落點(diǎn)M、P到O距離如圖丙所示，假設(shè)兩球的碰撞是彈性正碰，則被碰小球的落點(diǎn)N到O的距離ON=_________cm．（保留2位小數(shù)）12．（12分）如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B。它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋。系統(tǒng)處于靜止態(tài)?，F(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動，求物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速度a和從開始到此時(shí)物塊A的位移d，已知重力加速度為g。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明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(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.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，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動勢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的大小；（2）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15．（12分）ABC表示豎直放在電場強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，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

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、D【解析】BCD．兩帶電粒子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖所示，圓心分別為O1、O2，弦AP、AQ的中垂線交AC于M點(diǎn)和N點(diǎn)，由于∠AO1M＝∠AO2N，所以∠MO1P＝∠NO2Q，即兩粒子軌跡所對的圓心角相等，又相同，所以兩粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間一樣長，選項(xiàng)D正確，BC錯誤；A．由圖看出，從Q點(diǎn)射出的粒子半徑大，根據(jù)可得則從Q點(diǎn)射出的粒子速度大，選項(xiàng)A錯誤。故選D。2、B【解析】金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv電流安培力由圖象可知，f∝t，則有v∝t，說明導(dǎo)體做勻加速運(yùn)動，則有v=at由牛頓第二定律得解得故選B。3、B【解析】根據(jù)右手定則，由題意可知，當(dāng)導(dǎo)線向右運(yùn)動時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由N端經(jīng)過導(dǎo)線到M端，因此有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確；由上分析可知，電源內(nèi)部的電流方向由負(fù)極到正極，因此N端相當(dāng)于電源的負(fù)極，故C錯誤；根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，電路會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤．所以B正確，ACD錯誤4、D【解析】A.線框進(jìn)入磁場的過程，ab邊相當(dāng)于電源，由右手定則知a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢，選項(xiàng)A錯誤；B.若線圈開始進(jìn)入磁場時(shí)所受的安培力小于mgsinθ，則線圈加速進(jìn)入磁場；若線圈開始進(jìn)入磁場時(shí)所受的安培力等于mgsinθ，則線圈勻速進(jìn)入磁場；若線圈開始進(jìn)入磁場時(shí)所受的安培力大于mgsinθ，則線圈減速進(jìn)入磁場，選項(xiàng)B錯誤；C.由能量守恒知,線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于線框減少的機(jī)械能，選項(xiàng)C錯誤；D.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量，與下落高度無關(guān)，選項(xiàng)D正確5、B【解析】根據(jù)“演示自感現(xiàn)象”可知，本題考查通電自感和斷電自感，根據(jù)當(dāng)通過線圈本身的電流變化時(shí)，線圈中會產(chǎn)生自感現(xiàn)象，這是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可運(yùn)用楞次定律分析自感電動勢對電流的影響.【詳解】A、圖甲中，斷開的瞬間，燈突然閃亮，是因?yàn)殡娐贩€(wěn)定時(shí)，的電流大于的電流，可知的電阻小于的電阻，故A錯誤；B、圖甲中，閉合，電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)瞬間，燈突然閃亮，說明燈泡中的電流小于線圈中的電流，故B正確；C、圖乙中，因?yàn)橐^察兩只燈泡發(fā)光的亮度變化，兩個(gè)支路的總電阻相同，因兩個(gè)燈泡電阻相同，所以變阻器R與的電阻值相同，故C錯誤；D、圖乙中，閉合瞬間，對電流由阻礙作用，所以中電流與變阻器R中電流不相等，故D錯誤.故選B.【點(diǎn)睛】閉合開關(guān)的瞬間，通過線圈的電流增大，產(chǎn)生自感電動勢等效為斷路，根據(jù)楞次定律分析電流的變化，判斷通過兩燈電流的關(guān)系.待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，線圈產(chǎn)生自感電動勢等效為新電源，分析通過兩燈的電流關(guān)系，判斷兩燈是否同時(shí)熄滅.6、D【解析】A.由于R1>r，R1+R2由越接近內(nèi)阻r，電源輸出功率越大，所以當(dāng)R2=0時(shí)，電源輸出功率最大，故A錯誤；B.R1上消耗的功率，電流越大，R1消耗的功率越大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，當(dāng)R2=0時(shí)，電流最大，R1上消耗的功率最大，故B錯誤；C.電源的效率,R2越大，電源的效率越高，所以當(dāng)R2=10Ω時(shí)，電源的效率最高，故C錯誤；D.將R1看做內(nèi)阻，當(dāng)r+R1=R2，即R2=5Ω時(shí)，R2消耗的功率最大，故D正確；故選D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。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】A．根據(jù)題述，A點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直AB向下，由平行四邊形法則可知，q1帶正電，q2帶負(fù)電，A錯誤；B．由幾何關(guān)系結(jié)合電勢概念可知，正電荷q1在AD兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢相等，負(fù)電荷q2在A點(diǎn)的負(fù)電勢高于D點(diǎn)的負(fù)電勢，由電勢疊加可知A點(diǎn)的電勢高于D點(diǎn)，B正確；CD．根據(jù)題述，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度垂直AB向下，可得sin30°＝又r2＝2r1，聯(lián)立解得q2＝2q1C正確，D錯誤。故選BC。8、AC【解析】A．根據(jù)左手定則可知，正電荷向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向下偏轉(zhuǎn)，故A板相當(dāng)于電源的正極，B板相當(dāng)于電源的負(fù)極，A正確；B．當(dāng)平衡時(shí)有：，解得電源的電動勢為：，而兩板間的電壓相當(dāng)于路端電壓，由于電阻的存在，所以兩板間的電壓，B錯誤；C．穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)閉合回路歐姆定律可得：，又：，聯(lián)立解得：，C正確；D．若增大A、B兩板間的距離，則產(chǎn)生的電動勢增大，電流增大，電流表示數(shù)增大，D錯誤。故選AC。9、AC【解析】A．由楞次定律可判斷通過電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a，A正確；B．由圖像分析可知，0至t1時(shí)間內(nèi)有，由法拉第電磁感應(yīng)定律有其中面積為S=πr22得B錯誤；C．由閉合電路歐姆定律有聯(lián)立以上各式解得，通過電阻R1上的電流大小為C正確；D．線圈兩端的電壓大小，即外電壓為電流方向?yàn)閺腷到a，所以D錯誤。故選AC?！军c(diǎn)睛】此題考查楞次定律來判定感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大小。還可求出電路的電流大小，及電阻消耗的功率，同時(shí)磁通量變化的線圈相當(dāng)于電源。10、AC【解析】A．A→B為等溫過程，一定質(zhì)量的理想氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，故A正確；B．B→C過程中為等容變化，一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)減小，溫度降低，分子的平均動能減小，氣體分子的熱運(yùn)動變慢，故B錯誤；C．C→D過程為等溫過程，一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)增大，體積減小，分子密集程度增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；D．D→A過程為等容變化，外界對氣體不做功，一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能的增加量等于氣體從外界吸收的熱量，故D錯誤。故選AC。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，不要求寫出演算過程。11、①.<②.12.803（12.802-12.804）③.m1OP=m1OM+m2（ON-d）④.36.28【解析】（1）為防止入射球反彈，入射小球的質(zhì)量要大于被碰小球的質(zhì)量；（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．（3）根據(jù)動量守恒定律求出實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式，然后根據(jù)表達(dá)式分析答題；（4）根據(jù)動量守恒定律以及機(jī)械能守恒定律列式，聯(lián)立即可求得速度關(guān)系，從而求出OM、ON以及OP之間的關(guān)系【詳解】（1）為防止入射球反彈，入射小球的質(zhì)量m1和被碰小球的質(zhì)量m2應(yīng)該滿足m2<m1；（2）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為12.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×30.3mm=0.303mm，所以最終讀數(shù)為：d=12.5mm+0.303mm=12.803mm（3）由動量守恒定律可知，如果動量守恒，則應(yīng)保證：m1v=m1v1+m2v2；因?yàn)槠綊佭\(yùn)動的時(shí)間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運(yùn)動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運(yùn)動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，（ON-d）是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式m1?OP=m1?OM+m2?（ON-d），說明兩球碰撞遵守動量守恒定律；（4）設(shè)入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2．碰撞前入射球速度為v0，碰撞后兩球速度分別為v1、v2．根據(jù)動量守恒得和機(jī)械守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2m1v02=m1v12+m2v22聯(lián)立解得：v0+v1=v2三球平拋運(yùn)動時(shí)間相同，則得到：OP+OM=ON′=ON-d故：ON=OP+OM+d=25cm+10cm+1.28cm=36.28cm【點(diǎn)睛】本題主要考查了“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)