山東省萊蕪市2023-2024學年物理高二第一學期期末綜合測試試題含解析

山東省萊蕪市2023-2024學年物理高二第一學期期末綜合測試試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個極板，分別帶有等量異種電荷，A板帶負電荷，B板接地．若將A板向上平移到虛線位置，在A、B兩板中間的一點P的電場強度E和電勢φ的變化情況是（）A.E不變，φ變大 B.E不變，φ不變C.E變大，φ不變 D.E變小，φ變小2、在水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向豎直向下、勻強磁場方向水平向里?，F(xiàn)將一個帶正電的金屬小球從點以初速度水平拋出，小球著地時的速度為，在空中的飛行時間為。若將磁場撤除，其他條件均不變，那么小球著地時的速度為，在空中飛行的時間為，小球所受空氣阻力可忽略不計。則關于和和的大小比較，以下判斷正確的是（）A. B.C. D.3、如圖所示的實驗裝置中，極板A接地，平行板電容器的極板B與一個靈敏的靜電計相接將A極板向左移動，增大電容器兩極板間的距離時，電容器所帶的電荷量Q、電容C、兩極間的電壓U，電容器兩極板間的場強E的變化情況是（）A.Q變小，C不變，U不變，E變小B.Q變小，C變小，U不變，E不變C.Q幾乎不變，C變小，U變大，E不變D.Q幾乎不變，C變小，U變大，E變小4、“跳馬”是集技術(shù)、力量、勇氣于一體的高難度競技體操項目，運動員完成空中動作落地時，通常要下蹲后再站起。這樣做是為了（）A.增大運動員的動量變化量B.減小運動員的動量變化量C.減小運動員的動量變化率D.增大地面對運動員的沖量5、如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為。一根質(zhì)量為的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度，不計金屬桿的電阻，則A.如果只增大將變小 B.如果只增大將變大C.如果只減小將變小 D.如果只減小將變大6、下列說法正確的是（）A.電流互感器的原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.豎直上拋小球，從小球拋出到落回拋出點的過程中，重力的沖量為零C.回旋加速器所用交流電源的周期是帶電粒子在磁場中運動的周期的2倍D.遠距離輸電時，輸電線路的總電阻為R，輸電電壓為U，則輸電線損失的功率為二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。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、正得意間，小明突然不由自主地向前傾去，原來是遇到了紅燈。小明想，剎車過程中，汽車動能因摩擦轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而無法再回收利用，何不在車廂底部靠近車輪處固定永久磁鐵，在剎車時接通裝在車輪上的線圈，這樣就可以利用電磁感應原理，將汽車的一部分動能轉(zhuǎn)化為電能，從而回收一部分能量?如圖所示為小明的設計，扇形區(qū)域勻強磁場的磁感應強度為B，五個形狀與磁場邊界形狀完全相同線圈對稱的固定在車輪內(nèi)側(cè)，已知車軸到線圈內(nèi)側(cè)的距離為，到線圈外側(cè)的距離為，車輪的半徑為R，設某次剎車過程中的某時刻車速為，則此時（）A.車輪轉(zhuǎn)動的角速度為B.某個線圈進入或者出磁場時產(chǎn)生的電動勢大小為C.某個線圈進入或者出磁場時產(chǎn)生的電動勢大小為D.線圈中的感應電流所受的安培力與線圈轉(zhuǎn)動方向相反，阻礙線圈轉(zhuǎn)動，進而也起到輔助剎車的作用8、如圖所示，在x軸上方存在磁感應強度為B的勻強磁場，一個電子（質(zhì)量為m，電荷量為q）從x軸上的O點以速度v斜向上射入磁場中，速度方向與x軸的夾角為45°并與磁場方向垂直．電子在磁場中運動一段時間后，從x軸上的P點射出磁場．則（）A.電子在磁場中運動的時間為B.電子在磁場中運動的時間為C.OP兩點間的距離為D.OP兩點間的距離為9、如圖是測量人的反應時間的實驗，甲同學手拿長為20cm的鋼尺上端，乙同學的手指在鋼尺下端零刻度附近，當乙看到甲由靜止釋放鋼尺時，立即去捏鋼尺，結(jié)果恰好捏住鋼尺的上端。下列說法正確的有（）A.該實驗測量的是甲的反應時問B.該實驗測量的是乙的反應時間C.被測者的反應時間約為0.2sD.被測者的反應時間與鋼尺下落的高度成正比10、2019年國產(chǎn)首套超導質(zhì)子回旋加速器進入集成測試階段，通過該設備可以將質(zhì)子的能量加速到230MeV，質(zhì)子被引出后射入人體，當?shù)竭_病灶的瞬間，釋放大量能量，實現(xiàn)對癌細胞的精準清除，不損傷人體正常細胞，是癌癥患者的福音?；匦铀倨鞯脑砣鐖D，D1和D2是兩個中空的半徑為R的半圓金屬盒，接在電壓為U、周期為T的交流電源上，位于D2圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計)，質(zhì)子在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應強度為B的勻強磁場中。已知質(zhì)子的電量為q、質(zhì)量為m，忽略質(zhì)子在電場中運動的時間，不考慮加速過程中的相對論效應，下列說法正確的是（）A.交流電源的周期B.質(zhì)子第一次進入D1盒與第一次進入D2盒的半徑之比為1:2C.質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)為D.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能Ek會變大三、實驗題：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）某同學利用圖甲中器材驗證機械能守恒實驗，如圖乙是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，現(xiàn)要取A、B兩點來驗證實驗，已知打點計時器每隔0.02s打一個點。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）請回答下列問題：（1）可以判斷，連接重物的夾子應夾在紙帶的________端（填“左”或“右”）；（2）若x2＝4.80cm，則在紙帶上打下記數(shù)點B時的速度vB＝_________m/s；（3）若x1數(shù)據(jù)也已測出，則實驗還需測出物理量為__________。12．（12分）如圖所示，平行金屬導軌與水平面成傾角θ，勻強磁場垂直導軌平面向上，一根通有恒定電流的導體棒ab垂直導軌放置，并與導軌保持良好接觸，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ。剛開始導體棒靜止在導軌上，當磁感應強度減小為B1時，導體棒恰好不下滑。求:（1）試說明導體棒ab中電流的方向；（2）當磁感應強度多少時，導體棒恰好不上滑？四、計算題：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，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中．當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應強度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14．（16分）ABC表示豎直放在電場強度為E=104V/m的水平勻強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，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點由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達C點的速度大小(2)小球在C點時，軌道受到的壓力大小15．（12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間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.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電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】由題知，電容器所帶電量不變，根據(jù)、、E=U/d結(jié)合分析E的變化．由U=Ed分析P點與下板間電勢差的變化，分析P點的電勢如何變化【詳解】據(jù)題，電容器所帶電量Q不變．根據(jù)、、得，則知電場強度E不變．P與下板間的距離不變，E不變，則由U=Ed分析P點與下板間電勢差不變，下板電勢為零，所以φ不變．故B正確．故選B【點睛】本題是電容器動態(tài)變化分析問題，關鍵要掌握、、，也可以根據(jù)推論可知E不變2、C【解析】因為洛倫茲力對小球永遠不做功，則根據(jù)動能定理，磁場存在與否，重力和電場力對小球做功相同，由得小球著地時的速率都應該是相等的，即存在磁場時，小球就要受到向右上方的洛倫茲力，有豎直向上的分力，由得小球在豎直方向的加速度小于沒有磁場時的加速度，在空中飛行的時間要更長些，即故C正確，ABD錯誤。故選C。3、C【解析】平行板電容器與靜電計并聯(lián)，電容器所帶電量不變。增大電容器兩極板間的距離d時，由電容的決定式知，電容C變??；Q不變，則根據(jù)電容的定義式知，電容C變小，Q不變，則U變大；根據(jù)，電場強度不變；故選C。4、C【解析】運動員完成空中動作落地時，通常要下蹲后再站起，是為了延長運動員與地面間的作用時間，從而減小運動員的動量變化率，最終使運動員受地面的作用力減小，故ABD錯誤，C正確；故選C。5、C【解析】金屬桿下滑過程中，受重力、導軌的支持力和安培力，開始時重力沿斜面的分力大于安培力，金屬桿做加速運動。隨著速度的增加，安培力在增大，所以金屬桿加速度逐漸減小，當加速度減小到零，速度最大。當加速度為零時，金屬桿做勻速運動，速度最大，則有聯(lián)立得：由上式分析得知：A、如果增大，vm將變大，故A錯誤；B、如果B增大，vm將變小，故B錯誤；C、如果R減小，vm將變小，故C正確；D、如果m減小，vm將變小，故D錯誤。故選C。6、A【解析】A．電流與匝數(shù)成反比，所以電流互感器的原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)，A正確；B．從小球拋出到落回拋出點的過程中重力的方向一直豎直向下，重力的沖量不為零，B錯誤；C．帶電粒子在磁場中運動半個周期后加一次速，而在交流電源一個周期內(nèi)帶電粒子要加速兩次，故回旋加速器所用交流電源的周期等于帶電粒子在磁場中運動的周期，C錯誤；D．輸電線上損失的功率為：D錯誤。故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。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、ACD【解析】A．車軸相對于車輪邊緣與地面接觸點的速度為v，反過來，車輪邊緣相對于車軸的速度也是v，則車輪的角速度為A正確；BC．線圈內(nèi)內(nèi)緣速度大小為線圈外緣速度大小為則線圈進入或者穿出磁場時，側(cè)邊產(chǎn)生的電動勢為即B錯誤C正確；D．由楞次定律可知，線圈中的感應電流所受的安培力與線圈轉(zhuǎn)動方向相反，阻礙線圈轉(zhuǎn)動，進而也起到輔助剎車的作用，D正確。故選ACD。8、AC【解析】由題意可知電子在磁場做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)過的圓心角為，所以運動的時間，故A正確，B錯誤；根據(jù)半徑公式得：，根據(jù)幾何關系得：OP兩點間的距離，故C正確，D錯誤9、BC【解析】AB．由題可知，手的位置在開始時應放在0刻度處，所以0刻度要在下邊。物體做自由落體運動的位移位移與時間的平方成正比，所以隨時間的增大，刻度尺上的間距增大．故測量的是乙的反應時間。故A錯誤，B正確；C．由公式解得故C正確；D．由公式，位移與時間的平方成正比，故D錯誤。故選BC。10、AC【解析】A．質(zhì)子在回旋加速器中每做半個圓周運動電場變換一次，則回旋加速器的交流電頻率等于質(zhì)子在磁場中的運動周期，故有，故A正確；B．質(zhì)子第一次進入D1盒時加速了一次，設速度為，有做圓周運動的半徑為，有可得質(zhì)子第一次進入D2盒時加速了兩次，同理推得，故兩半徑之比為故B錯誤；D．無論質(zhì)子在電場中加速多少次，最后都是從磁場中以最大速度勻速圓周離開，有可得最大動能為故有質(zhì)子的最大動能與加速電壓U無關，與加速度的最大半徑R有關，故若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能不變，故D錯誤；C．由最大動能可推出質(zhì)子在電場中的加速次數(shù)，有解得質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)為故C正確故選AC。三、實驗題：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.左②.1.20③.AB之間的距離hAB【解析】（1）[1]從紙帶上可以發(fā)現(xiàn)從左到右，相鄰的計數(shù)點的距離越來越大，也就是說明速度越來越大，與重物相連接的紙帶一端先打出的點，速度較小，所以實驗時紙帶的左端通過夾子和重物相連接；（2）[2]若x2＝4.80cm，則根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，得在紙帶上打下記數(shù)點B時的速度（3）[3]若x1數(shù)據(jù)也已測出，則可求出A點的速度大小，需要驗證的表達式為重物質(zhì)量m等式兩邊可以約掉，故實驗還需測出的物理量為AB之間的距離hAB?！军c睛】對于基本儀器的使用和工作原理，我們不僅從理論上學習它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做，以加強基本儀器的了解和使用，紙帶問題的處理是力學實驗中常見的問題。我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度。12、（1）從a到b；（2）?！窘馕觥浚?）當磁場增大時，導體棒會上滑，即導體棒受到的安培力沿導軌平面向上，所以導體棒中電流方向為從a到b；（2）設棒中電流為I，導軌間距為L當磁感應強度為B1時，導體棒恰好不下滑，有：B1IL=mg(sinθ-μcosθ)當磁感應強度為B2時