2023年河南省鄭州市實驗中學物理高二第一學期期末考試試題含解析

2023年河南省鄭州市實驗中學物理高二第一學期期末考試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、一質(zhì)點做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變，則（）A.質(zhì)點一定做勻變速直線運動 B.質(zhì)點一定做勻變速曲線運動C.質(zhì)點單位時間內(nèi)速度的變化量相同 D.質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同2、如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強電場和勻強磁場組成的速度選擇器后，進入另一個勻強磁場中并分裂為A、B兩束，下列說法中正確的是（）A.組成A束和B束的離子都帶負電B.A束離子的比荷大于B束離子的比荷C.組成A束和B束的離子質(zhì)量一定不同D.速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外3、有關(guān)電場的幾個公式，下列說法正確的是（）A.由可知電場中某點的電場強度是由試探電荷的電量和它所受的電場力共同決定的B.僅適用于點電荷，由公式可知與場源電荷距離相等的各點場強均相同C.由，移動電荷時，電場力做功與初末位置的電勢差有關(guān)，而與電荷移動的路徑無關(guān)D.僅適用于勻強電場，其中表示、兩點間的距離4、如圖所示，一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強磁場，其左側(cè)有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域，設(shè)電流逆時針方向為正。則在線框通過磁場的過程中，線框中感應電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是A B.C. D.5、如圖，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，正、負電子分別以相同速度沿與x軸成300角從原點垂直射入磁場，則正、負電子在磁場中運動時間之比為（）A.2：1 B.1：2C.1：3 D.1：156、下列說法中正確的是（）A.通過導體橫截面的電荷量越多，電流越大B.由R=可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比C.電阻率是表征材料導電性能的物理量，電阻率越大的導體對電流的阻礙作用越大D.電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功二、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、1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示．這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是A.回旋加速器交流電的周期等于帶電粒子圓周運動周期的一半B.利用回旋加速器加速帶電粒子，要提高加速粒子的最終能量，應盡可能增大磁感應強度B和D形盒的半徑RC.回旋加速器的加速電壓越大，帶電粒子獲得的最大動能越大D粒子每次經(jīng)過D型盒狹縫時，電場力對粒子做功一樣多8、一額定功率為9W、額定電壓為9V的小燈泡L（其電阻視為不隨溫度而變）和一直流電動機并聯(lián)，與定值電阻R＝4Ω串聯(lián)后接在電路中的AB兩點間，電流表A為理想電表，電路如圖所示，燈泡的電阻不變．當AB間接電壓0.49V時，電動機不轉(zhuǎn)、燈泡不亮，電流表示數(shù)為0.1A；當AB間接電壓15V時，電動機轉(zhuǎn)動起來、燈泡正常發(fā)光．則下列說法正確的是A.電動機線圈電阻為1ΩB燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)1AC.燈泡正常發(fā)光時電動機輸出的機械功率4.25WD.電路正常工作時電動機突然被卡住時,電流表讀數(shù)將1.5A9、某電容式話筒的原理如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動，當P、Q間距離增大時，下列判斷中正確的是（）A.P、Q構(gòu)成的電容器的電容增加 B.P上電荷量保持不變C.有電流自M經(jīng)R流向N D.PQ間的電場強度減小10、如圖所示，a、b、c、d為一邊長為l的正方形的頂點,電荷量均為q（q<0）的兩個點電荷分別固定在a、c兩點，靜電力常量為k,不計重力．下列說法正確的是A.過b、d點的直線位于同一等勢面上B.b點的電場強度大小為C.在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，a、c兩點的電勢最低D.在b點從靜止釋放電子，到達d點時速度為零三、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）現(xiàn)在要測量一段電阻絲的電阻率ρ，電阻絲的阻值Rx≈0.5Ω，允許通過的最大電流為0.5A?，F(xiàn)提供如下器材：(1)下面四位同學分別設(shè)計的“測量部分”的電路，你認為合理的是________。(2)實驗中滑動變阻器應該選擇________(選填“R1”或“R2”)，并采用________接法。(3)根據(jù)你在(1)、(2)中的選擇，在圖中完成實驗電路的連接________。(4)實驗中，如果兩電表的讀數(shù)分別為U和I，測得拉直后電阻絲的長度為L，直徑為D，則待測電阻絲的電阻率ρ的計算式為ρ＝________。(5)用螺旋測微器測量待測電阻絲的直徑時讀數(shù)如圖所示，則該電阻絲的直徑D＝________mm。12．（12分）圖為某同學組裝完成的簡易多用電表，圖中E是電池，R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連（1）圖（a）中的A端與______________（選填“紅”或“黑”）色表筆相連接（2）關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是_____________________A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置（3）用×100檔測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準確地進行測量，應換到_____________檔（選填“×10”或“×1K”）．如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行測量，那么缺少的步驟是__________________________，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如圖b，則該電阻的阻值是___________________________Ω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L14．（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，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

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、C【解析】AB．質(zhì)點開始做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，其合力不為零，若合力方向與原速度的方向不共線，則質(zhì)點將做勻變速曲線運動；若合力方向與原速度的方向共線，則質(zhì)點將做勻變速直線運動，故A、B錯誤；C．因為合外力恒定，加速度恒定，由可知，質(zhì)點單位時間內(nèi)速度的變化量總是相同，故C正確；D．如果所加恒力與原來的運動方向不在一條直線上，物體做曲線運動，速度方向沿切線方向，力和運動方向之間有夾角，質(zhì)點速度的方向不可能與該恒力的方向相同，故D錯誤。故選C。2、B【解析】可以根據(jù)左手定則可以判斷AB束離子的電性，粒子在磁場和電場正交區(qū)域里，同時受到洛倫茲力和電場力作用，粒子沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=E/B，粒子進入磁場后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，滿足qvB=m，圓周運動的半徑，由此進行分析得出結(jié)論【詳解】A離子進入磁場后向左偏，根據(jù)左手定則可以判斷A束離子都帶正電，同理可知B離子帶負電，故A錯誤；經(jīng)過速度選擇器后的粒子速度相同，粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=E/B；進入磁場區(qū)分開，軌道半徑不等，根據(jù)公式可知，半徑大的比荷小，所以A束離子的比荷（q/m）大于B束離子的比荷，但不能說明質(zhì)量一定不同，故B正確，C錯誤；在速度選擇器中，電場方向水平向右，A粒子所受電場力方向向右，B粒子所受電場力方向向左，所以A離子受的洛倫茲力方向向左，B離子受的洛倫茲力方向向右，根據(jù)左手定則可知，速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向內(nèi)，故D錯誤．故選B【點睛】本題能根據(jù)粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)得出粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在單獨的勻強磁場中粒子分裂成幾束說明粒子的荷質(zhì)比不同，并由此得出電量、質(zhì)量、以及速度所需要滿足的關(guān)系式，從而得出正確的結(jié)論3、C【解析】A．是電場強度的定義式，電場強度是電場本身具有的屬性，和、無關(guān)，A錯誤；B．是計算點電荷周圍場強大小的公式，電場強度是矢量，還需要考慮方向，所以與場源電荷距離相等的各點場強大小相等，方向不同，B錯誤；C．根據(jù)可知移動電荷時，電場力做功與初末位置的電勢差有關(guān)，而與電荷移動的路徑無關(guān)，C正確；D．僅適用于計算勻強電場兩點間的電勢差，其中表示兩點間沿電場線方向上的距離，D錯誤。故選C。4、B【解析】線框開始進入磁場運動L的過程中，只有邊bd切割，感應電流不變，前進L后，邊bd開始出磁場，邊ac開始進入磁場，回路中的感應電動勢為ac邊產(chǎn)生的電動勢減去bd邊在磁場中的部分產(chǎn)生的電動勢，隨著線框的運動回路中電動勢逐漸增大，電流逐漸增大，方向為負方向；當再前進L時，邊bd完全出磁場，ac邊也開始出磁場，有效切割長度逐漸減小，電流方向不變。A．該圖與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．該圖與結(jié)論相符，選項B正確；C．該圖與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．該圖與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選B。5、A【解析】帶電粒子以一定的速度垂直進入勻強磁場，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動．粒子受到的洛倫茲力提供向心力；粒子在磁場中運動的周期僅與粒子的比荷及磁場有關(guān)，而運動的時間與偏轉(zhuǎn)角有關(guān)【詳解】電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，正電子進入磁場后，在洛倫茲力作用下向上偏轉(zhuǎn)，而負電子在洛倫茲力作用下向下偏轉(zhuǎn)．粒子做圓周運動的周期：，知兩個電子的周期相等．正電子從y軸上射出磁場時，根據(jù)幾何知識得知，速度與y軸的夾角為60°，則正電子速度的偏向角為θ1=120°，其軌跡對應的圓心角也為120°，則正電子在磁場中運動時間為：．同理，知負電子以30°入射，從x軸離開磁場時，速度方向與x軸的夾角為30°，則軌跡對應的圓心角為60°，負電子在磁場中運動時間為：，所以正電子與負電子在磁場中運動時間之比為：t1：t2=2：1；故選A【點睛】帶電粒子在磁場中運動的題目解題步驟為：定圓心、畫軌跡、求半徑．則可畫出正、負離子運動軌跡，由幾何關(guān)系可知答案6、D【解析】A．根據(jù)電流的定義式可知，通過導體橫截面的電荷量越多，電流不一定越大，還與通電的時間有關(guān)，A錯誤；B．導體的電阻是由導體本身決定的，跟導體兩端的電壓無關(guān)，跟導體中的電流無關(guān)，B錯誤；C．電阻率是表征材料導電性能的物理量，電阻是表征導體對電流的阻礙作用的物理量，電阻越大的導體對電流的阻礙作用越大，C錯誤；D．電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功，D正確。故選D。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、BD【解析】回旋加速器靠電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，判斷粒子的最大速度與什么因素有關(guān)．加速粒子時，交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等【詳解】加速粒子時，交變電場的周期必須與粒子在磁場中運動的周期相等，這樣才能使得每次經(jīng)過D型盒的狹縫中時都能被電場加速，選項A錯誤；當粒子運轉(zhuǎn)半徑等于D型盒的半徑時粒子速度最大，即，則，則要提高加速粒子的最終能量，應盡可能增大磁感應強度B和D形盒的半徑R，帶電粒子獲得的最大動能與加速電壓無關(guān)，選項B正確，C錯誤；粒子每次經(jīng)過D型盒狹縫時，電場力對粒子做功均為qU，選項D正確；故選BD.【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器電場和磁場的作用，以及知道最大速度與什么因素有關(guān)8、AC【解析】A．根據(jù)可知燈泡電阻當AB間接電壓0.49V時，電動機不轉(zhuǎn)、為純電阻電路，根據(jù)歐姆定律可知R兩端電壓：UR=IR=0.1×4V=0.4V燈泡兩端電壓U1=U-UR=0.49V-0.4V=0.09V通過燈泡的電流通過電動機的電流：I2=0.1A-0.01A=0.09A根據(jù)并聯(lián)電路特點可知電動機線圈電阻故A正確；BC．當AB間接電壓15V時，燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓為UL=9V、通過燈泡的電流為IL=1A，則電動機兩端電壓為UM=9V，R兩端電壓為UR=6V，干路電流電流表示數(shù)為1.5A，通過電動機的電流為IM=I-IL=0.5A，則此時電動機輸出的機械功率：P=UMIM-IM2r=425W故B錯誤，C正確D．由以上分析可知，電路正常工作時電動機突然被卡住時，電流表讀數(shù)將大于1.5A，選項D錯誤9、CD【解析】A．電容式話筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變。在PQ間距增大過程中，根據(jù)電容決定式得電容減小，故A錯誤；BCD．根據(jù)電容定義式得電容器所帶電量減小，電容器的放電電流通過R的方向由M到N，再根據(jù)場強知場強變小，故CD正確，B錯誤。故選CD。10、BC【解析】先求解兩個電荷單獨存在時在b點的場強，然后根據(jù)平行四邊形定則合成得到b點的場強；根據(jù)等量同種點電荷的電場的特點判斷b、d連線上各點電勢的關(guān)系．根據(jù)電子的受力情況分析運動【詳解】順著電場線電勢逐漸降低；由等量同種點電荷的電場分布的特點可知，過b、d的直線不是等勢面，在ac中點的電勢最低．故A錯誤；ac兩電荷在b點的電場強度是矢量合，Ea＝Ec＝，則b點的電場強度大小為：E＝2Eacos45°＝，故B正確；因負電荷放在a、c兩點，可知在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，a、c兩點的電勢最低，選項C正確；在b點從靜止釋放的電子，由于受到垂直ac向上的斥力作用，則電子將向上運動，不會到達d點，選項D錯誤；故選BC.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.C②.R1③.分壓④.見解析圖⑤.⑥.1.205(±0.002)【解析】(1)電阻絲Rx兩端的最大電壓U＝IRx＝0.25V比電壓表量程小得多，需要串聯(lián)一分壓電阻，即串聯(lián)一標準電阻R0，此時R0＋Rx<電流表采用外接法，選項C正確。(2)滑動變阻器若選用R2或采用限流接法，調(diào)控范圍小，應選擇R1，并采用分壓接法。(3)根據(jù)測量電路圖和滑動變阻器的分壓式接法，實物連線如圖所示。(4)待測電阻由電阻定律得聯(lián)立解得12、①.黑②.B③.×1K④.進行歐姆調(diào)零⑤.22000【解析】(1)[1]歐姆表內(nèi)置電源正極與黑表筆相連，負極與紅表筆相連，即紅進黑出；由圖示電路圖可知端與黑色表筆相連；(2)[2]由電路圖可知只在測量電阻時才接入電路，故其作用只能進行歐姆調(diào)零，不能進行機械調(diào)零，同時在使用電流檔時也不需要