2024屆湖北武漢市物理高二上期末經(jīng)典試題含解析

2024屆湖北武漢市物理高二上期末經(jīng)典試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。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(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，MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，M、P間接有一阻值為R的電阻．一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為R的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（不計(jì)導(dǎo)軌電阻）（）A.通過電阻R的電流方向?yàn)镻→R→MB.a、b兩點(diǎn)間的電壓為BLvC.a端電勢(shì)比b端高D.a端電勢(shì)比b端低2、如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為θ，導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流I，空間充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，現(xiàn)緩慢增大θ(0<θ<90°)，若電流I不變，且ab始終靜止在斜面上(不考老磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的影響)，下列說法正確的是A.B應(yīng)緩慢減小B.B應(yīng)緩慢增大C.B應(yīng)先增大后減小D.B應(yīng)先減小后增大3、如圖所示是個(gè)單擺在時(shí)間內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，由圖象可知A.在時(shí)間內(nèi)，擺球受到的回復(fù)力越來越小B.時(shí)刻，擺球的速度最大C.擺球的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的周期為D.擺球的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的周期為4、如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框ABCD固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線垂直于線框所在平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示．規(guī)定垂直于線框所在平面向里為磁場(chǎng)的正方向；線框中沿著ABCDA方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向．則在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的關(guān)系可能為圖中的A. B.C. D.5、在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，一個(gè)α粒子()通過時(shí)的軌跡如圖實(shí)線所示，a、b為兩個(gè)等勢(shì)面，則下列判斷中正確的是()A.Q可能為正電荷，也可能為負(fù)電荷B.運(yùn)動(dòng)中粒子總是克服電場(chǎng)力做功C.α粒子經(jīng)過兩等勢(shì)面的動(dòng)能Eka＞EkbD.α粒子在兩等勢(shì)面上的電勢(shì)能Epa＞Epb6、一電梯質(zhì)量為1.2×103kg，在它加速上升某階段中，其相對(duì)地面的加速度大小為0.2m/s2，取g=9.8m/s2，阻力不計(jì)，則在該階段電梯所受牽引力的大小為（）A.2×103N B.1.0×103NC.1.2×104N D.1.0×104N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、下列關(guān)于等勢(shì)面的說法正確的是（）A.電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功B.等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同C.點(diǎn)電荷在真空中形成電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面D.勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是相互平行的垂直于電場(chǎng)線的一簇平面8、如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，下列說法中正確的是()A.線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D.線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大9、嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器于2018年12月12日成功到達(dá)預(yù)定環(huán)月軌道，并于2019年1月3日成功在月球背面預(yù)定著陸區(qū)實(shí)現(xiàn)軟著陸，第一次為人類撥開了古老月背的神秘面紗。嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器質(zhì)量為m，其環(huán)月近地飛行可視為圓周運(yùn)動(dòng)已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g0，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器環(huán)月飛行時(shí)的（）A.角速度ω＝ B.線速度v＝C.運(yùn)行周期T＝2π D.向心加速度an＝10、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從a處沿虛線軌跡運(yùn)動(dòng)到b，則（）A.a處的電勢(shì)小于b處的電勢(shì)B.粒子在a處的電勢(shì)能大于在b處的電勢(shì)能C.粒子在b處的加速度大小大于在a處的加速度大小D.粒子在a處的速率小于在b處的速率三、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）一般情況下，金屬導(dǎo)體的電阻會(huì)隨著溫度改變而改變．某同學(xué)為研究一小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，設(shè)計(jì)并完成了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中用到了下列器材：待測(cè)小燈泡、15V直流穩(wěn)壓電源、滑動(dòng)變阻器（最大阻值為30Ω，最大允許電流為1.0A）、電壓表（量程0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）、電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.13Ω）、開關(guān)一只及導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡兩端的電壓可以從0V至額定電壓范圍內(nèi)變化，從而測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流壓，得到了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(1)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出為完成上述實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的合理的電路圖_______(2)通過所測(cè)的數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻隨其兩端所加電壓的升高而______（選填“增大”、“保持不變”或“減小”）．從而得到了燈絲電阻隨溫度變化的規(guī)律(3)該小燈泡正常工作時(shí)的電阻值約為_______Ω（保留2位有效數(shù)字）12．（12分）一臺(tái)XQB30—13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表．這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作時(shí)的電壓是__________V，電流強(qiáng)度是__________A，如果洗衣、脫水累計(jì)時(shí)間為1h，則洗衣機(jī)耗電度__________（kw·h）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，兩根間距為L＝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14．（16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(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L

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：由右手定則可知，通過電阻R的電流方向?yàn)镸→R→P．故A項(xiàng)錯(cuò)誤B：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則a、b兩點(diǎn)間的電壓．故B項(xiàng)錯(cuò)誤CD：由右手定則可知，通過導(dǎo)體棒的電流由b→a，此時(shí)導(dǎo)體棒是電源，則導(dǎo)體棒a端電勢(shì)比b端高．故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤【點(diǎn)睛】在電源內(nèi)部，電流由電勢(shì)低處流向電勢(shì)高處；在電阻上，電流由電勢(shì)高處流向電勢(shì)低處2、B【解析】如圖作出右側(cè)側(cè)視圖，則可知，金屬棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，則支持力的方向?qū)⑾蜃笮D(zhuǎn)，要使棒仍然平衡，則支持力與安培力的合力一直等于重力，則由圖可知，安培力必須增大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)增大，B正確【點(diǎn)睛】本題結(jié)合安培力考查共點(diǎn)力平衡中的動(dòng)態(tài)平衡，要掌握相應(yīng)的圖解法的應(yīng)用，明確角度變化時(shí)支持力與安培力的合力不變，作出動(dòng)態(tài)變化圖即可求解3、D【解析】在時(shí)間內(nèi)，擺球的位移增大，受到的回復(fù)力越來越大，故A錯(cuò)誤；由圖可知，該擺球的周期為，且，質(zhì)點(diǎn)位移最大，可知在時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移也是最大，速度為零，故B錯(cuò)誤；動(dòng)能與勢(shì)能都是標(biāo)量，它們變化的周期等于簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的一半，所以擺球的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的周期為，故C錯(cuò)誤，D正確4、A【解析】楞次定律指出感應(yīng)電流的效果，總是阻礙磁通量的變化，感應(yīng)電流變化的結(jié)果總是阻礙引起磁通量變化的原因，根據(jù)楞次定律可知電流的方向【詳解】由于磁場(chǎng)是均勻變化的所以產(chǎn)生的電流應(yīng)該是恒定電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向沒有發(fā)生變化，故A對(duì)；BCD錯(cuò)誤；故選A5、C【解析】A.根據(jù)軌跡可以知道，粒子受到的力為斥力，所以Q帶正電，A錯(cuò)誤B.因?yàn)镼帶正電，從b到a電場(chǎng)力做正功，B錯(cuò)誤C.因?yàn)閺腷到a電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，所以Eka＞Ekb，Epa<Epb，C正確D錯(cuò)誤6、C【解析】設(shè)在該階段電梯所受牽引力的大小為F，根據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=ma解得F=m(g+a)=1.2×104N故選C。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、CD【解析】試題分析：等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，故沿著等勢(shì)面移動(dòng)點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向一直垂直，電場(chǎng)力不做功，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面，等勢(shì)面上各個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小情況要看具體的電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)可以知道孤立點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為圓心的一簇球面，故C正確；等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)可以知道勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是相互平行的垂直于電場(chǎng)線的一簇平面，故D正確；故選CD考點(diǎn)：等勢(shì)面【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是要明確等勢(shì)面的概念，電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面；等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，沿著等勢(shì)面移動(dòng)點(diǎn)電荷，電場(chǎng)力不做功；同時(shí)要能根據(jù)電場(chǎng)線畫出常見的幾種等勢(shì)面圖8、AD【解析】A.滑片向下滑動(dòng)，回路電阻減小，電流增大，螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)變強(qiáng)，根據(jù)右手定則判斷穿過a線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，所以感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)豎直向上，根據(jù)右手定則判斷，線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，A正確B.因?yàn)槁菥€管產(chǎn)生磁場(chǎng)變強(qiáng)，線圈a面積不變，，線圈a的磁通量變大，B錯(cuò)誤C.根據(jù)楞次定律，“增縮減擴(kuò)”原理可以判斷，線圈有收縮的趨勢(shì)，C錯(cuò)誤D.根據(jù)楞次定律，“來拒去留”原理可判斷，a線圈磁通量增大，所以線圈a有遠(yuǎn)離b的趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力變大，D正確9、BC【解析】AB.對(duì)嫦娥四號(hào)，由萬有引力提供向心力可得故嫦娥四號(hào)的角速度和線速度為由可得故A錯(cuò)誤，B正確；C.由可得T＝2π故C正確；D.由可得故D錯(cuò)誤；故選BC。10、BD【解析】A.從正電荷到負(fù)電荷是一條電場(chǎng)線，沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，中垂線是一條等勢(shì)線，則a處的電勢(shì)大于b處的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知，軌跡往右偏，則受到的電場(chǎng)力大致向右，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能要減小，則粒子在a處的電勢(shì)能大于在b處的電勢(shì)能，故B正確；C.觀察圖中可以發(fā)現(xiàn)，a處電場(chǎng)強(qiáng)度大于b處電場(chǎng)強(qiáng)度，則a處受到的電場(chǎng)力更大，再由牛頓第二定律知，所以粒子在a處的加速度大小大于在b處的加速度大小，故C錯(cuò)誤；D.電場(chǎng)力做正功，則動(dòng)能增加，可知粒子在b處的速率大于在a處的速率，故D正確。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，不要求寫出演算過程。11、①.②.增大③.46【解析】(1)[1]因小燈泡兩端的電壓可以從0V至額定電壓范圍內(nèi)變化，故滑動(dòng)變阻器用分壓式接法，小燈泡的電阻較小，電流表用外接法，如圖所示；(2)[2]根據(jù)可求燈泡在不同電流值時(shí)阻值的大小，得小燈泡的電阻隨其兩端所加電壓的升高而增大，(3)[3]由題意知，小燈泡的額定電壓為12V，此時(shí)電流I=0.26A，所以正常工作時(shí)阻值R=12∕0.26=46Ω12、①.220②.2③.044【解析】[1]洗衣機(jī)正常工作時(shí)的電壓即額定電壓，由表格知這臺(tái)洗衣機(jī)的額定電壓為220V；[2]由表格知洗衣機(jī)正常工作（洗衣、脫水）時(shí)，額定功率為：P=440W，額定電壓為：U=220V，由P=UI得通過洗衣機(jī)的電流強(qiáng)度為：；[3]洗衣機(jī)耗電為：W=Pt=440W×1h=440W?h=0.44kW?h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、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上【解析】（1）當(dāng)R0=1Ω時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解電流強(qiáng)度，由平衡條件求解磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，此時(shí)安培力的方向沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小【詳解】（1）當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得根據(jù)左手定則可知安培力方向水平向右；由平衡條件有：BILcosθ＝mgsinθ解得B＝2T；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，此時(shí)安培力的方向沿斜面向上，大小不變；根據(jù)牛頓第二定律可得